anexo 1

F.I.M.E
UNIV UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ZONA POZA RICA - TUXPAN
“COORDINACIÓN DE DISPOSITIVOS DE PROTECCION EN
REDES DE DISTRIBUCION.”
TESINA
PARA ACREDITAR EXPERIENCIA RECEPCIONAL
PRESENTA:
OMAR CASTRO MARTÍNEZ
DIRECTOR DEL TRABAJO RECEPCIONAL:
ING. JUSTINO BAUTISTA ESPINOSA
POZA RICA DE HGO, VER.
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2013
F.I.M.E
INDICE
INTRODUCCIÓN……………………………………………..…………………………………………….. 5
CAPITULO I
JUSTIFICACIÓN…………………………………………………………..……………………..…………..7
NATURALEZA, SENTIDO Y ALCANCE DE TRABAJO…………………………………..………….….9
ENUNCIACIÓN DEL TEMA…………………………………………………………..……………………10
EXPLICACION DE LA ESTRUCTURA DEL TRABAJO………………………………………………..11
CAPITULO II
DESARROLLLO DEL TEMA……………………………………………………………………………….13
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE LA INVESTIGACION………………………………..…..…14
MARCO CONTEXTUAL………………………………………….………………………………..……….15
MARCO TEORICO
SUBTEMA I. GENERALIDADES
1.1 SITUACION QUE PRESENTA EL USO DE LA ELECTRICIDAD EN MEXICO………………....16
1.2 LEY DEL SERVICIO PÚBLICO EN LA ENERGIA ELECTRICA…………………………...…......18
1.3 ELEMENTOS QUE CONSTITUYEN UN SISTEMA DE POTENCIA…………………...………...21
1.4 SEGURIDAD Y CONTINUIDAD DE SERVICIO EN LAS REDES DE
DISTRIBUCION ………………………………………………………………………………...……..25
SUBTEMA II. REDES DE DISTRIBUCION
2.1 ELEMENTOS QUE CONFORMAN LAS REDES DE DISTRIBUCION………………………..….29
2.2 CLASIFICACION DE REDES DE DISTRIBUCION SEGÚN SU TIPO DE
CONSTRUCCION………………………………………………………………………………………..…32
2.2.1 SISTEMA DE DISTRIBUCION AEREOS……………………………………………………..…..33
2.2.2 SISTEMA DE DISTRIBUCION SUBTERRANEOS…………………………………………..…..41
2.3 CLASIFICACIONES DE LAS REDES DE DISTRIBUCION SEGÚN SU VOLTAJE DE
OPERACIÓN………………………………………………………………………………………...…45
2.3.1 SISTEMAS PRIMARIOS………………………………………………………………………….....47
2.3.2 SISTEMAS SECUNDARIOS………………………………………………………………………..49
2.4 ESTRUCTURAS………………………………………………………………………………………..50
2.4.1 ESTRUCTURA RADIAL………………………………………………………………………...…..51
2.4.2 ESTRUCTURA EN ANILLO…………………………………………………………………………52
2.4.3 ESTRUCTURA DE DOBLE ALIMENTACION…………………………………………………….53
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F.I.M.E
SUBTEMA III. DISPOSITIVOS DE PROTECCION PARA REDES DE DISTRIBUCION
3.1 FUSIBLES………………………………………………………………………………………54
3.2 RELEVADORES……………………………………………………………………………….56
3.3 RESTAURADORES………………………………………………………………….………..57
3.4 SECCIONALIZADORES………………………………………………………………………58
SUBTEMA IV. COORDINACION DE PROTECCION EN REDES DE DISTRIBUCION
4.1 COORDINACION FUSIBLE – FUSIBLE………………………………………………….…60
4.2 COORDINACION RELEVADOR – FUSIBLE………………………………………….…...61
4.3 COORDINACION RELEVADOR – RESTAURADOR…………………………………..….62
4.4 COORDINACION RESTAURADOR – FUSIBLE……………………………………..…….65
4.5 COORDINADOR FUSIBLE – RESTAURADOR………………………………………..…..66
4.6 COORDINACION RESTAURADOR – SECCIONALIZADOR……………………………..68
4.7 COORDINACION RESTAURADOR – SECCIONALIZADOR – FUSIBLE……………….70
4.8 COORDINACION RESTAURADOR – RESTAURADOR……………………………...…..72
SUBTEMA V. EJEMPLO DE COORDINACION DE PROTECCIONES EN UNA RED DE
DISTRIBUCION
5.1 VALORES DE FALLA…………………………………………………………………………..….73
5.2 SELECCIÓN DE LOS DISPOSITIVOS DE PROTECCION………………………..……….…74
5.2.1 SELECCIÓN DE LOS RESTAURADORES DEL ALIMENTADOR PRINCIPAL………….75
5.2.2 SELECCIÓN DE LOS RESTAURADORES DE LOS RAMALES DEL ALIMENTADOR...76
5.2.3 SELECCIÓN DEL RESTAURADOR 3 EN SUSTITUCION DEL FUSIBLE (FOOO1)……77
5.2.4 SELECCIÓN DEL RESTAURADOR 4 EN SUSTITUCION DEL FUSIBLE (FOOO3)……78
5.2.5 SELECCIÓN DE LOS SECCIONALIZADORES………………………………………......…79
5.3 COORDINACION DE LOS DISPOSITIVOS DE PROTECCION……………………………..81
5.3.1 COORDINACION RELEVADOR-RESTAURADOR………………………………………....82
5.3.2 COORDINACION ENTRE EL RESTAURADOR 1 Y EL RESTAURADOR 3………….…83
5.3.3 COORDINACION ENTRE EL RESTAURADOR 1 Y EL RESTAURADOR 4………........84
5.3.4 COORDINACION ENTRE EL RESTAURADOR 1 Y EL RESTAURADOR 2……….....…85
5.3.5 COORDINACION ENTRE EL RESTAURADOR 2 Y EL SECCIONALIZADOR 1………..86
5.3.6 COORDINACION ENTRE EL RESTAURADOR 2 Y LOS FUSIBLES F0022 Y F0032…87
ANALISI CRITICO DE LOS DIFERENTES ENFOQUES........................88
CAPITULO III
CONCLUSIONES………………………………………………………………………………90
BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………………………………91
ANEXOS………………………………………………………………………………..….……92
4
F.I.M.E
INTRODUCCION
La energía eléctrica tiene una gran importancia en el desarrollo de la
sociedad, su uso hace posible la automatización de la producción que
aumenta la productividad y mejora las condiciones de vida del hombre.
La explosión demográfica del país es un factor que preocupa
considerablemente a la industria eléctrica ya que la demanda de energía
cada vez es más y la Comisión Federal de Electricidad está comprometida de
llevar la electricidad a cada punto del territorio que la necesite.
Un sistema de distribución está conformado por diversos tipos de
instalaciones desde las líneas de subtransmison y subestaciones de
distribución hasta las redes de distribución primarias y secundarias. Cada una
de estas dispone de diferentes equipos o dispositivos de protección.
Los dispositivos de protección tienen la finalidad de mantener tanto la
seguridad de los equipos e instalaciones como también la de las personas
que se encuentran en su entorno garantizando la continuidad del suministro
de la energía eléctrica.
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F.I.M.E
CAPITULO I
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F.I.M.E
JUSTIFICACION
Con la importancia que tiene la continuidad de servicio en el suministro de
energía eléctrica mediante el uso de redes de distribución, se ha presentado
la necesidad de hacer un mayor uso de equipo de protección y
seccionamiento con el fin de minimizar el número de consumidores
afectados por las interrupciones y al mismo tiempo reducir el tiempo de
duración de las fallas; en los sistemas aéreos un alto porcentaje de las fallas
son de naturaleza temporal o transitoria comúnmente originadas por
contactos con las ramas de árboles, formación de arcos entre los aisladores (
o sus soportes ), descargas atmosféricas, conductores que se juntan al
balancearse entre sí o las descargas atmosféricas. Para estos tipos de fallas
los restauradores y los interruptores automáticos de circuito con reconexión
proporcionan la función de desenergización de la falla, hacen una pausa para
la extinción del arco eléctrico y restablecen el voltaje si la falla desaparece, la
reconexión se hace con éxito, si no es así, se intentan ciclos adicionales de
reconexión, si la falla persiste, el restaurador se bloqueará en la posición de
abierto.
Las fallas permanentes en los sistemas de distribución son aquellas que
requieren de reparaciones, mantenimiento o reemplazo de materiales o
equipo antes de que se pueda restablecer el servicio en el punto de falla. Se
utiliza la protección contra sobrecorriente (mediante el uso de fusibles,
relevadores, restauradores, interruptores o seccionalizadores) para
desconectar en forma automática la parte afectada, de modo que haya una
interrupción del servicio para un mínimo de usuarios. Los tipos de falla que se
presentan en un sistema de distribución son temporales también llamadas
transitorias. El problema mayor se presenta al seleccionar el tipo de
dispositivo de protección ya sea para fallas transitorias, para fallas
7
F.I.M.E
permanentes, o para una combinación de ambas lo cual requiere de un
ajuste óptimo entre los dispositivos para lograr mejores resultados.
Por lo anterior se justifica la realización del presente trabajo cuyo principal
objetivo es que pueda servir como documento informativo para aquellas
personas que se interesen en el tema.
8
F.I.M.E
NATURALEZA, SENTIDO Y ALCANCE DE TRABAJO
Para la elaboración de este trabajo recepcional se eligió el tema Coordinación
de Dispositivos de Protección en Redes de Distribución por considerarlo de
interés dentro de la operación de los sistemas eléctricos con que se hace uso
de la electricidad.
Después de haber seleccionado el tema, se realizaron entrevistas a personas
que se desempeñan en el diseño, construcción, operación y mantenimiento
de sistemas de protección a redes de distribución.
Esta tesina es el resultado de la investigación, análisis y selección de
información sobre el estudio de los procedimientos, normatividad y
procedimientos aplicables al diseño y construcción de sistemas eléctricos de
utilización en lo general y de las redes de distribución en lo particular.
Conociendo los aspectos que se relacionan con el estudio de las protecciones
a las redes eléctricas, se realizó esta propuesta con el objeto de optimizar la
selección, adquisición, ajuste, prueba y operación de los diferentes
componentes que se utilizan para la protección de redes de distribución,
Para la realización de este trabajo se hizo uso tanto de la investigación de
campo como de la investigación documental por lo que se puede considerar
como una investigación mixta.
9
F.I.M.E
ENUNCIACIÓN DEL TEMA
La Coordinación de Dispositivos de Protección en Redes de Distribución es
fundamental para que los sistemas eléctricos de utilización operen con
seguridad, economía y continuidad de servicio proporcionando así una mayor
eficiencia y seguridad en la operación de los sistemas eléctricos.
Esta tesina conjunta fundamentos y métodos técnicos que permitirán
proporcionar un mayor conocimiento de los procedimientos y criterios de
diseño y construcción de sistemas de protección para las redes de
distribución.
10
F.I.M.E
EXPLICACION DE LA ESTRUCTURA DEL TRABAJO
Este trabajo está estructurado por 5 subtemas los cuales tratan de la
siguiente manera: En el subtema 1 se abordan las generalidades del trabajo;
en tanto que en el subtema 2 se hace una exposición detallada de las Redes
de distribución; a continuación, en el subtema 3 se analizan con amplitud los
dispositivos de protección para redes de distribución; más adelante, en el
subtema 4 se toca el tema de la coordinación de protecciones en las redes de
distribución y finalmente en el subtema 5 se presenta un ejemplo de
coordinación de protecciones en una red de distribución.
11
F.I.M.E
CAPITULO II
12
F.I.M.E
DESARROLLO DEL TEMA
Desde sus inicios en La Revolución Industrial, la red eléctrica se ha convertido
de un sistema aislado que servía a un área geográfica particular, a una red
expansiva que incorpora múltiples áreas. En un momento dado, toda la
energía era producida cerca del dispositivo o del servicio que requería
energía. A comienzos del siglo 19, la electricidad fue una idea novedosa que
competía con el vapor, la hidráulica, el enfriamiento o calentamiento directo,
y principalmente el gas natural. En esa época, la producción de gas y su
reparto se había convertido principal de la industria moderna de la energía. A
la mitad del siglo 19, la iluminación por arco eléctrico se convirtió
rápidamente en algo mucho más ventajoso que el gas volátil ya que el gas
producen luz pobre, calentamiento excesivo que hacía que los cuartos se
calentaran y se llenaran de humo, y partículas nocivas como el monóxido de
carbono. Después de haber estudiado la industria de iluminación del gas,
Thomas Edison inventó el primer sistema eléctrico que suministraba energía
por medio de redes virtuales para la iluminación. Con esto, las empresas
eléctricas se encargaron de las economías de escala y cambiaron a
generación centralizada, distribución y administración del sistema.
Con esto se vio la necesidad de instalar dispositivos de protección en las
redes de distribución con el fin de asegurar la continuidad y protección a los
equipos eléctricos.
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F.I.M.E
PLANTEAMIENTO DEL TEMA DE LA INVESTIGACION
La investigación de este tema está enfocada a un análisis dentro del ámbito
técnico y de la ingeniería, por lo cual resulta ser un tema muy interesante y
complicado, ya que una interrupción en las redes de distribución eléctricas
causarían muchos estragos tanto económicos para las industrias como de
inconformidad para usuarios domésticos.
En la actualidad se cuenta con mucha información clasificada y apreciada
para conocer las partes de una red de distribución sus tipos de dispositivos
de protección que existen y cuáles son los más seguros y confiables para
garantizar continuidad y buen servicio.
Por lo anterior, con el presente análisis realizado se pretende apoyar a
estudiantes de nivel licenciatura y personal relacionado con los dispositivos
de protección para redes de distribución eléctrica.
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F.I.M.E
MARCO CONTEXTUAL
Siendo el marco contextual de un trabajo la descripción del sitio físico o lugar
donde se realiza una investigación y debido a que el estudio de la
coordinación de dispositivos de protección en redes de distribución eléctrica,
no tiene una ubicación geográfica precisa. Las aplicaciones del dispositivo de
protección varía según su voltaje de operación de la red y no de la ubicación
del mismo. Este tema se enfoca al estudio y análisis de las características
fundamentales de los dispositivos de protección eléctrica, en general por lo
anterior el presente trabajo carece de marco contextual.
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F.I.M.E
SUBTEMA I GENERALIDADES
1.1 SITUACION QUE PRESENTA EL USO DE LA ELECTRICIDAD EN MEXICO
Los primeros sistemas de generación que se instalaron en México,
tenían como objetivo abastecer de electricidad a las industrias Mineras y de
Textiles, un prototipo de esta clase de equipos, se conserva en el Museo
Tecnológico de Electricidad, el cual se muestra en el ANEXO 1
Como se tenían excedentes de energía, esta se llevaba a las viviendas
de los dueños y empleados de las fábricas para ser utilizada en los servicios
domésticos de sus hogares. Con el paso del tiempo, esta situación fue en
aumento dando con ello lugar a un Sistema Eléctrico Nacional conformado
por múltiples sistemas, por lo que era común encontrar sistemas vecinos
entre sí, que generaban a diferente frecuencia (Generalmente en 50 Ciclos
los de procedencia Europea y a 60 ciclos los manufacturados en el continente
Americano), lo que impedía la transferencia de carga entre ellos.
La condición de anarquía en que se encontraba el sistema eléctrico
nacional al ser nacionalizada la Industria Eléctrica, Motivó la promulgación de
la Ley del Servicio Público de Energía Eléctrica para regir todas las
actividades relacionadas con este campo. Y es ésta Ley la que en sus Artículos
1 y 4 establece como función exclusiva del Estado, Generar, Transformar,
Transmitir, Distribuir y vender energía eléctrica dentro del territorio nacional
y que en su Art. 7 da origen a la creación de un ente con el cual se realizan
estas actividades.
Teniendo ahora un solo dueño el Sistema Eléctrico Nacional, era requisito
fundamental de operación el disponer de la facilidad de transferir energía
eléctrica entre sistemas contiguos, cuestión que era imposible en aquellos
casos en que operaban a diferentes frecuencias, surgiendo así la necesidad
de unificar la frecuencia en todo el sistema. Programa que concluyó en el año
de 1974. Sin embargo, el hecho de contar con todas las plantas generadora
conectadas a un mismo bus ha traído como consecuencia una aumento en la
potencia de cortocircuito del sistema, por lo que se ha tenido que
16
F.I.M.E
incrementar el nivel de tensión para mantener la magnitud de este
fenómeno dentro de valores adecuados.
Hasta Agosto de 2010 la capacidad total instalada para la generación de
energía eléctrica en México es de 60.795 MW. La mayor parte es aportada
por plantas termoeléctricas con un total de 43,231 MW ó 71% del total.
Según la definición de fuentes de energías renovables del Programa Especial
para el Aprovechamiento de Energías Renovable, lo cual no contempla
plantas hidroeléctricas con una capacidad mayor a 30 MW, se cuenta con una
capacidad instalada a partir de dichas fuentes de 2,365 MW ó 4%. Con base
en las metas del programa antes mencionado, aún será necesaria una
capacidad adicional de fuentes renovables de 3.6% del total hasta 2012,
mostrado en el ANEXO 2.
Capacidad instalada por fuentes renovables de energía mostrado en el
ANEXO 3
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F.I.M.E
1.2 LEY DEL SERVICIO PÚBLICO DE LA ENERGIA ELECTRICA
La Ley del Servicio Público de la Energía Eléctrica (LSPEE) vigente, fue
promulgada el 22 de Septiembre de 1975 y de entonces a la fecha ha sido
motivo de revisiones y modificaciones en algunos de sus conceptos. La
aplicación de la ley y de sus disposiciones reglamentarias es competencia del
Ejecutivo Federal, por conducto de las Secretarías de Energía.
De entre sus preceptos son dignos de mencionarse los siguientes:
ARTICULO 1º. Corresponde exclusivamente a la Nación, generar, conducir,
transformar, distribuir y abastecer energía eléctrica que tenga por objeto la
prestación de servicio público, en los términos del Artículo 27 Constitucional.
En esta materia no se otorgarán concesiones a los particulares y la Nación
aprovechara, a través de la Comisión Federal de Electricidad, los bienes y
recursos naturales que se requieran para dichos fines.
ARTICULO 2º.Todos los actos relacionados con el servicio público de energía
eléctrica son del orden público.
ARTICULO 3º. No se considera servicio público:
I. La generación de energía eléctrica para autoabastecimiento,
cogeneración o pequeña producción.
II. La generación de energía eléctrica que realicen los productores
independientes para su venta a la Comisión Federal de
Electricidad.
III. La generación de energía eléctrica para su exportación, derivada
de cogeneración, producción independiente y pequeña
producción.
IV. La importación de energía eléctrica por parte de personas físicas
o morales, destinada exclusivamente al abastecimiento para
usos propios.
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F.I.M.E
ARTÍCULO 7º. La prestación del servicio público de energía eléctrica que
corresponde a la Nación, estará a cargo de la Comisión Federal de
Electricidad.
ARTÍCULO 9º. La Comisión Federal de Electricidad tiene por objeto:
I.
Prestar el servicio público de energía eléctrica en los términos
del Artículo 4o. y conforme a lo dispuesto en el artículo 5o. ;
II.
Proponer a la Secretaría de Energía, Minas e Industria
Paraestatal los programas a que se refiere el Artículo 6o;
III.
Exportar energía eléctrica y, en forma exclusiva, importarla para
la prestación del servicio público;
IV.
Formular y proponer al Ejecutivo Federal los programas de
operación, inversión y financiamiento que a corto, mediano o
largo plazo requiera la prestación del servicio público de energía
eléctrica
V.
Promover la investigación científica y tecnológica nacional en
materia de electricidad
VI.
Promover el desarrollo y la fabricación nacional de equipos y
materiales utilizables en el servicio público de energía eléctrica
VII.
Celebrar convenios o contratos con los gobiernos de las
entidades federativas y de los municipios o con entidades
públicas y privadas o personas físicas, para la realización de
actos relacionados con la prestación del servicio público de
energía eléctrica;
VIII.
Efectuar las operaciones, realizar los actos y celebrar los
contratos que sean necesarios para el cumplimiento de su
objeto
IX.
Los demás que fijen esta ley y sus reglamentos
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F.I.M.E
ARTÍCULO 25. La Comisión Federal de Electricidad deberá suministrar energía
eléctrica a todo el que lo solicite, salvo que exista impedimento técnico o
razones económicas para hacerlo, sin establecer preferencia alguna dentro
de cada clasificación tarifaría. El reglamento fijara los requisitos que debe
cumplir el solicitante del servicio, y señalará los plazos para celebrar el
contrato y efectuar la conexión de los servicios por parte de la Comisión.
ARTÍCULO 30. La venta de energía eléctrica se regirá por las tarifas que
apruebe la Secretaría de Hacienda y Crédito Público.
Las condiciones de la prestación de los servicios que deban consignarse en
los contratos de suministro y de los modelos de estos, serán aprobados por la
Secretaría de Comercio y Fomento Industrial, oyendo a la de Energía, Minas e
Industria Paraestatal. Dichas formas de contrato se publicarán en el Diario
Oficial de la Federación.
ARTÍCULO 31. La Secretaría de Hacienda y Crédito Público, con la
participación de las Secretarías de Energía, Minas e Industria Paraestatal y de
Comercio y Fomento Industrial y a propuesta de la Comisión Federal de
Electricidad, fijará las tarifas, su ajuste o reestructuración, de manera que
tienda a cubrir las necesidades financieras y las de ampliación del servicio
público, y el racional del consumo de energía.
Asimismo, y a través del procedimiento señalado, la Secretaría de Hacienda y
Crédito Público podrá fijar tarifas especiales en horas de demanda máxima,
demanda mínima o una combinación de ambas.
ARTÍCULO 32. El ajuste, modificación y reestructuración de las tarifas
implicará la modificación automática de los contratos de suministro que se
hubieren celebrado.
En ningún caso serán aplicables las tarifas, mientras no sean publicadas en el
Diario Oficial de la Federación y cuando menos en dos periódicos diarios de
circulación nacional
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F.I.M.E
1.3 ELEMENTOS QUE CONSTITUYEN UN SISTEMA DE
POTENCIA
Un Sistema Eléctrico de Potencia (SEP), es el conjunto de centrales
generadoras, de líneas de transmisión interconectadas entre sí y de sistemas
de distribución esenciales para el consumo de energía eléctrica y está
formado por tres partes principales: generación, transmisión y distribución
siendo:
- La GENERACIÓN, es donde se produce la energía eléctrica, por medio de las
centrales generadoras, las que representan el centro de producción, y
dependiendo de la fuente primaria de energía, se pueden clasificar en:
* CENTRALES HIDROELÉCTRICAS
* CENTRALES TERMOELÉCTRICAS
* CENTRALES GEOTERMOELÉCTRICAS
* CENTRALES NUCLEOELÉCTRICAS
* CENTRALES DE CICLO COMBINADO
* CENTRALES DE TURBO-GAS
* CENTRALES EÓLICAS
* CENTRALES SOLARES
Las centrales generadoras se construyen de tal forma, que por las
características del terreno se adaptan para su mejor funcionamiento,
rendimiento y rentabilidad.
En régimen normal, todas las unidades generadoras del sistema se
encuentran en " sincronismo ", es decir, mantienen ángulos de cargas
constantes. En este régimen, la frecuencia debe ser nominal ( 60 Hz. ) o muy
cercana a ésta. Los voltajes de generación varían de 2.4 a 24 kV. ,
dependiendo del tipo de central.
Las características de las centrales eléctricas se relacionan con la subestación
y la línea de transmisión en función de la potencia, la distancia a que se
transmite y al área por servir.
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F.I.M.E
- Líneas de Transmisión
Son los elementos encargados de transmitir la energía eléctrica, desde los
centros de generación a los centros de consumo, a través de distintas etapas
de transformación de voltaje; las cuales también se interconectan con el
sistema eléctrico de potencia (SEP).
Los voltajes de transmisión utilizadas en este país son: 115, 230 y 400 kV.
Una de las formas de clasificar las líneas de transmisión, es de acuerdo a su
longitud, siendo:
a) Línea corta de menos de 80 Km.
b) Línea media de entre 80 y 240 Km.
c) Línea larga de 240 Km. y más
Subestaciones Eléctricas
En función a su diseño son las encargadas en interconectar líneas de
transmisión de distintas centrales generadoras, transformar los niveles de
voltajes para su transmisión o consumo.
Las subestaciones eléctricas por su tipo de servicio se clasifican en:
* SUBESTACIONES ELEVADORAS
* SUBESTACIONES REDUCTORAS
* SUBESTACIONES COMPENSADORAS
* SUBESTACIONES DE MANIOBRA O SWITCHEO
* SUBESTACIÓN PRINCIPAL DEL SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN
* SUBESTACIÓN DE DISTRIBUCIÓN
* SUBESTACIONES RECTIFICADORAS
* SUBESTACIONES INVERSORAS
22
F.I.M.E
Sin duda la denominación de una subestación como transmisión o
distribución es independiente de las tensiones involucradas, y está
determinada por el fin a que se destinó.
El objetivo a cumplir por una subestación es determinante en su ubicación
física. Para esto, las subestaciones de transmisión están ubicadas alejadas de
los centros urbanos, esto facilita, el acceso de líneas de alta tensión y la
localización de terrenos lo suficientemente grandes para albergar en forma
segura los delicados equipos para el manejo de alta tensión.
Por otra parte las subestaciones de distribución deben construirse en función
del crecimiento de la carga, es decir, deben estar ubicadas en los centros de
carga de áreas urbanizadas para, de esta forma, asegurar la calidad y
continuidad del servicio al usuario.
Es claro que por las características funcionales de cada subestación, no deben
mezclarse en una instalación, equipos de transmisión y distribución. La
utilización de este tipo de subestaciones debe limitarse exclusivamente a
aquellos casos de claras justificaciones técnico económicas.
Las subestaciones de distribución son alimentadas desde las subestaciones
de transmisión con líneas o cables de potencia a la tensión de 230 o 85 kV, es
lógico suponer que esta tensión no debe considerarse como de transmisión
ni distribución para esta condición intermedia, se desarrolla el concepto de
subtransmisión.
Los niveles de tensión para su aplicación e interpretación se consideran
conforme lo indican las tarifas para la venta de energía eléctrica en su
sección de aspectos generales, siendo:
a) Baja tensión es el servicio que se suministra en niveles de tensión menores
o iguales a 1 kV.
b) Media tensión en el servicio que se suministra en niveles de tensión
mayores a 1 kV., pero menores o iguales a 35 kV.
c) Alta tensión a nivel subtransmisión es el servicio que se suministra en
niveles de tensión mayor a 35 kV., pero menores a 220 Kv
d) Alta tensión a nivel transmisión es el servicio que se suministra en niveles
de tensión iguales o mayores a 220 kV.
23
F.I.M.E
Actualmente en nuestro país, la industria eléctrica está incrementando día
con día su actividad, ya que tiene que satisfacer la demanda de su gran
población. Es por esto, que el Sector Eléctrico tiene que desarrollar nuevas
técnicas y métodos para su utilización en el suministro de energía eléctrica;
ya que al haber más actividad, es inminente la urgencia de una mejor
optimización de los sistemas eléctricos
-Sistema de Distribucion
Conjunto de instalaciones desde 120 Volts hasta tensiones de 34.5 kV
encargadas de entregar la energía eléctrica a los usuarios a los niveles de
tensión normalizados y en las condiciones de seguridad exigidas por los
reglamentos.
En el nivel de baja tensión por lo general hay confusiones con las
instalaciones internas o cableados de predios comerciales o grandes
industrias y en tensiones mayores de los 34.5 kV como es el caso de cables de
subtransmisión de 85 kV que se traslapan con tensiones mayores,
especialmente en países industrializados en que la población urbana es alta,
y se consideran estas tensiones como de distribución.
Los sistemas de distribución, ya sea que pertenezcan a empresas privadas o
estatales, deben proyectarse de modo que puedan ser ampliados
progresivamente, con escasos cambios en las construcciones existentes
tomando en cuenta ciertos principios económicos, con el fin de asegurar un
servicio adecuado y continuo para la carga presente y futura al mínimo costo
de operación.
EN EL ANEXO 4 SE PRESENTA EL DIAGRAMA DE UN SISTEMA DE POTENCIA
24
F.I.M.E
1.4 SEGURIDAD Y CONTINUIDAD DE SERVICIO EN LAS
REDES DE DISTRIBUCION
La confiabilidad y continuidad del sistema sigue siendo la mayor prioridad, así
como los requerimientos de calidad del servicio, y del incremento constante
de la capacidad de generación. Los consumidores se interesan cada vez más
en participar en el mercado eléctrico y en los programas de administración
de carga en los niveles de bajo voltaje. Por lo tanto se están potenciando la
administración eléctrica del lado de la demanda y la comunicación
bidireccional, así como el desarrollo del modelado de la red y estrategias de
control utilizando medidores inteligentes.
Prácticamente todas las empresas eléctricas del mundo tienen aplicaciones
avanzadas en tecnologías de la información para hacer factible la operación
más segura y económica posible de las redes eléctricas, pero la diversidad de
las mismas y su naturaleza de aplicaciones aisladas para resolver problemas
específicos o puntuales, han generado un problema de integración muy
importante para optimizar los objetivos del negocio y del servicio de dichas
empresas eléctricas.
La reforma propuesta por el gobierno mexicano busca que los usuarios del
servicio público de energía eléctrica disfruten de beneficios similares a los
que se han observado en otras partes del mundo. Estos beneficios se
concentran en seis grandes aspectos que constituyen a su vez los ejes
rectores del proyecto de reestructura del sector eléctrico nacional:
· Garantizar el abasto de energía eléctrica. La reforma al sector eléctrico
mexicano incorpora la participación de todos los sectores de la sociedad para
asegurar el abasto oportuno de electricidad.
Dicho abasto es la base para el crecimiento económico y el desarrollo social
de México.
· Calidad, seguridad y bajo costo en el suministro. La reforma propuesta por
el Ejecutivo Federal introduce competencia en las áreas de generación y
comercialización de la industria y, consecuentemente, los incentivos
25
F.I.M.E
necesarios para operar con los menores costos administrativos y operativos
posibles.
Así, la eficiencia y la competitividad de la industria eléctrica nacional serán
promovidas por medio de la operación de un mercado eléctrico competitivo,
lo que permitirá garantizar que la demanda existente en cada momento sea
cubierta con la energía eléctrica generada por las centrales que ofrezcan las
mejores condiciones de seguridad, estabilidad y costo, en beneficio de los
consumidores.
· Promoción de la inversión en el sector. La posibilidad de que diversas
empresas participen en el sector eléctrico mexicano tendrá como
consecuencia un aumento en la inversión en la industria eléctrica.
Esto permitirá a las empresas participantes ampliar constantemente la
cobertura de su servicio y aprovechar las oportunidades del mercado,
mantener sus instalaciones en óptimas condiciones y contar con tecnología
de punta.
· Liberación de recursos públicos para gasto social. Con la reforma propuesta
se abrirán los espacios necesarios para que la participación privada en el
sector eléctrico aporte capital suficiente y libere recursos públicos que el
gobierno actualmente empleaba en este sector. Estos recursos a su vez
podrán ser utilizados en áreas primordiales para el desarrollo del país y la
justicia social, como son los programas de educación, salud, combate a la
pobreza extrema y seguridad pública. Además, la reforma permitirá
instrumentar una política de subsidios directos y transparentes que ayudarán
a quienes más lo necesitan.
· Creación de fuentes de empleo y mejores oportunidades para los
trabajadores electricistas. Con la reforma al sector eléctrico, todos los
sectores productivos de la economía tendrán acceso a un insumo eléctrico
más competitivo; lo que promoverá nuevas inversiones y la creación de
empleos permanentes mejor remunerados. Además, los trabajadores
electricistas tendrán acceso a nuevas oportunidades de empleo, en la medida
26
F.I.M.E
en que la industria eléctrica se modernice y expanda con recursos suficientes
provenientes de todos los sectores de la economía. Estas nuevas inversiones
requerirán de la habilidad, experiencia y preparación de los trabajadores
electricistas mexicanos.
Por su parte, el gobierno se compromete a respetar escrupulosamente los
derechos de los trabajadores y sus organizaciones sindicales, así como los de
sus jubilados. Para ello, establecerá un mecanismo que respalde los pasivos
laborales por pensiones.
· Fortalecimiento de la rectoría del Estado. El Estado conservará el control de
la parte fundamental de la industria eléctrica, a través de la operación de la
red nacional de transmisión (despacho eléctrico) y de la generación
nucleoeléctrica, al ser áreas estratégicas. Adicionalmente, el Estado
conservará las redes de transmisión y distribución como bienes del dominio
público de la Federación, por lo que se prevé el establecimiento de un
régimen de concesiones para su explotación. Las nuevas empresas
Concesionadas realizarán la explotación de los activos respectivos con la
obligación de conservarlos, ampliarlos, mantenerlos y restituirlos al Estado al
término de la concesión.
El Estado regulará la seguridad, calidad y costo del servicio eléctrico, en
beneficio de los consumidores.
Además, el gobierno continuará con los programas de electrificación rural y
de colonias populares y establecerá una política de subsidios dirigidos que
beneficie a quien más lo necesita.
En conclusión, la propuesta de reforma de la industria eléctrica en México
forma parte del esfuerzo de cambio estructural que ha promovido el
gobierno en la presente administración. México no puede desaprovechar la
oportunidad para alcanzar los niveles de eficiencia y bajos costos que han
alcanzado las industrias eléctricas de otros países que han fomentado la
competencia en sus sectores eléctricos. Tampoco puede desaprovechar la
oportunidad de dedicar recursos para revertir las tendencias de pobreza,
desigualdad e insuficiencia de capital humano.
27
F.I.M.E
El sector energético debe estar a la vanguardia para ofrecer insumos que
apoyen la competitividad de la planta productiva nacional y el bienestar de
todos los mexicanos.
En conclusión la continuidad del servicio eléctrico es un factor muy
importante ya que la falla de este afectaría no solo a usuarios si no también
el sector industrial por lo cual de manera directa la economía del país es por
ello que se implementaron varios dispositivos de protección y con ello
disminuir el tiempo de interrupción del servicio
28
F.I.M.E
SUBTEMA II. REDES DE DISTRIBUCION
2.1 ELEMENTOS QUE CONFORMAN LAS REDES DE
DISTRIBUCION
Los principales componentes de un sistema de distribución son las
subestaciones, los alimentadores primarios, los transformadores de
distribución, los alimentadores secundarios y las cargas o consumidores
finales
Subestaciones
En el caso de la distribución de potencia eléctrica, las subestaciones utilizadas
son reductoras, también llamadas subestaciones de distribución. Estas toman
el voltaje de una línea de transmisión y lo reducen al voltaje requerido para
el sistema de distribución.
Las subestaciones de distribución deben construirse en función del
crecimiento de la carga, es decir, deben estar ubicadas en los centros de
carga de áreas urbanizadas para, de esta forma, asegurar la calidad y
continuidad del servicio al usuario. Al mismo tiempo deben estar ubicadas en
lugares accesibles para las líneas de alta tensión provenientes de la
transmisión.
Alimentadores Primarios
Son los encargados de llevar la energía eléctrica desde las subestaciones de
reductoras hasta los transformadores de distribución. Los conductores van
soportados en poste cuando se trata de instalaciones aéreas y en ductos
cuando se trata de instalaciones subterráneas
. Estos alimentadores pueden tener una configuración radial o mallada,
ofreciendo esta última un servicio más seguro y continuo.
29
F.I.M.E
Transformadores de Distribución
Los transformadores de distribución son los equipos encargados de cambiar
la tensión primaria a un valor menor de tal manera que el usuario pueda
utilizarla sin necesidad de equipos e instalaciones costosas y peligrosas. Estos
se dividen en transformadores multi-cliente y transformadores exclusivos.
Transformadores multi-cliente: Estos son la liga entre los alimentadores
primarios y los alimentadores secundarios. Se utilizan para alimentar zonas
residenciales, comerciales y en algunos casos industrias pequeñas.
Transformadores exclusivos: Son utilizados por industrias y algunos
comercios que consumen grandes cantidades de potencia eléctrica. Estos al
ser exclusivamente para un solo cliente se conectan directamente a la carga
con lo que no tienen alimentadores secundarios.
Alimentadores Secundarios
Los alimentadores secundarios distribuyen la energía desde los
transformadores de distribución multi-cliente hasta los usuarios finales.
En la mayoría de los casos estos alimentadores secundarios son circuitos
radiales, salvo en los casos de las estructuras subterráneas malladas en las
que el flujo de energía no siempre sigue la misma dirección. Los
alimentadores secundarios de distribución pueden ser de dos, tres o cuatro
hilos, dependiendo de la carga que abastecen
Carga o consumidores finales
Para efectos de análisis de un sistema de distribución de potencia eléctrica, la
carga se divide en tres tipos: residencial, comercial e industrial, la diferencia
radica en que cada uno de estos sectores tiene distintos equipos eléctricos;
en el caso de las cargas residenciales el consumo es en su mayoría por
iluminación.
30
F.I.M.E
Las instalaciones industriales por su parte presentan grandes motores y por
lo tanto un considerable consumo de reactivo y para los locales comerciales
se da un caso intermedio a los anteriores, ya que pueden haber motores, no
tan grandes como en las industrias pero si considerables. Por esto, cada uno
de estos tipos tiene un modelo de carga distinto que hay que tomar en
cuenta a la hora de realizar un análisis de un circuito de distribución.
31
F.I.M.E
2.2 CLASIFICACION DE REDES DE DISTRIBUCION SEGÚN SU
TIPO DE CONSTRUCCION
Los sistemas de distribución pueden clasificarse de acuerdo a su construcción
en aéreos, subterráneos o mixtos.
Los sistemas aéreos utilizan usualmente una configuración de tipo radial, la
cual consiste en conductores desnudos de calibre grueso en el principio de la
línea y de menor calibre en las derivaciones a servicios o al final de la línea.
En algunos casos cuando se requiere una mayor flexibilidad y continuidad del
servicio se utilizan configuraciones más elaboradas. Estos sistemas se
caracterizan por su sencillez y economía.
Los sistemas subterráneos se construyen en zonas urbanas con alta densidad
de carga y fuertes tendencias de crecimiento, debido a la confiabilidad de
servicio y la limpieza que estas instalaciones proporcionan al paisaje.
Naturalmente, este aumento en la confiabilidad y en la estética involucra un
incremento en el costo de las instalaciones.
Los sistemas mixtos son similares a los sistemas aéreos, siendo diferente
únicamente en que los cables desnudos sufren una transición a cables
aislados. Dicha transición se realiza en la parte alta del poste y el cable
aislado es alojado en el interior de ductos para bajar del poste hacia un
registro o pozo y conectarse con el servicio requerido.
Este tipo de sistema tiene la ventaja de eliminar una gran cantidad de
conductores, favoreciendo la estética del conjunto, disminuyendo
notablemente el número de fallas en el sistema de distribución y por ende
aumentando la confiabilidad del mismo.
En el ANEXO 5 se muestra una imagen de un sistema de distribución aéreo y
subterráneo
32
F.I.M.E
2.2.1 SISTEMA DE DISTRIBUCION AEREOS
Sistemas aéreos, estos sistemas por su construcción se caracterizan por su
sencillez y economía, razón por la cual su utilización está muy generalizada.
Se emplean principalmente para:
1.- Zonas urbanas con:
a) carga residencial
b) carga comercial
c) carga industrial
2- Zonas rurales con:
a) carga doméstica
b) carga de pequeñas industrias
(Bombas de agua, molinos, etc.)
Los sistemas aéreos están constituidos por transformadores, cuchillas,
apartarrayos, cortacircuitos fusibles, cables desnudos, etc. Los que se instalan
en postes o estructuras de distintos materiales.
La configuración más sencilla para los sistemas aéreos es del tipo arbolar, la
cual consiste en conductores desnudos de calibre grueso en el principio de la
línea y de menor calibre en las derivaciones a servicios o al final de la línea.
Cuando se requiere una mayor flexibilidad y continuidad del servicio es
posible utilizar configuraciones más elaboradas.
Los movimientos de carga se llevan a cabo con juegos de cuchillas de
operación con carga, que son instaladas de manera conveniente para
efectuar maniobras tales como: trabajos de emergencia, ampliaciones del
sistema, conexión de nuevos servicios, etc.
En servicios importantes tales como:
Hospitales, edificios públicos, fábricas que por la naturaleza de su proceso de
producción no permiten la falta de energía eléctrica en ningún momento; se
33
F.I.M.E
instalan dos circuitos aéreos, los cuales pueden pertenecer a la misma
subestación de distribución, o de diferentes subestaciones, esto se realiza
independientemente a que la mayoría de estos servicios cuentan con plantas
de emergencia con capacidad suficiente para alimentar sus áreas más
importantes.
En éste tipo de sistema se encuentra muy generalizado el empleo de
seccionadores, como protección de la línea aérea, para eliminar la salido de
todo el circuito cuando hay una falla transitoria.
Las tensiones de transmisión se reducen en la subestación para su
distribución al área local. Cada subestación suministra a su área local a través
de los alimentadores de distribución que operan en tensiones que van desde
2.4 kV hasta los 64 kV. Los transformadores de poste en la red aérea reducen
las tensiones de distribución hasta 120 / 240 V para los alimentadores
secundarios que van hacia los clientes. La selección de los conectores para su
uso en aplicaciones aéreas dependen del tipo de conductor usado (aluminio,
ACSR, cobre, etc.), tensiones de operación, consideraciones ambientales, si el
sistema se mantiene energizado o no, y los medios de acceso (poste,
escalera, etc.).Una buena conexión eléctrica requiere tres elementos básicos:
el conector apropiado, una preparación adecuada del cable y procedimientos
correctos de instalación. Además, las condiciones en el sitio tales como la
temperatura, el ambiente y la condición del conductor no son controlables y
obstruirán los intentos de producir una adecuada conexión eléctrica. Por lo
tanto, el diseño del conector debe ser capaz de compensar estas condiciones
variables.
Red de Distribución Primaria.-Conjunto de cables o conductores, sus
elementos de instalación y los accesorios de todos ellos, proyectado para
operar a tensiones normalizadas de distribución primaria, que partiendo de un
sistema de generación o de un sistema de transmisión, está destinado a
alimentar o interconectar una o más subestaciones de distribución;
Abarca los terminales de salida desde el sistema alimentador hasta los de
entrada a la subestación alimentada.
34
F.I.M.E
- Elementos de una línea de alta tensión aérea
Se entiende por línea aérea de A.T. aquélla cuyos conductores se encuentran
al aire, sustentados sobre postes. La línea aérea es la forma más empleada de
energía eléctrica cuando ésta se consume en lugares distantes del de
producción .Esencialmente las líneas aéreas están constituidas por:
 Conductores.
 Aisladores.
 Apoyos.
 Crucetas
 Conductores
Se denomina así a cualquier material metálico o combinación de ellos que
permita constituir alambres o cables de características eléctricas y mecánicas
adecuadas para el fin a que van a destinarse, siendo éstas inalterables con el
tiempo además de presentar una resistencia elevada a la corrosión
atmosférica. Podrán emplearse como conductores: alambres, cables, cables
huecos y cables rellenos de materiales no metálicos, si bien habrán de ser
siempre cableados cuando se empleen conductores de aluminio o sus
aleaciones. Las características exigibles para la elección de los conductores
son tres, esencialmente: En primer lugar, se ha de tener en cuenta la
resistencia eléctrica, puesto que, cuanto menor sea ésta, menores serán las
pérdidas por calentamiento, ya que las pérdidas son proporcionales a la
resistencia eléctrica. El segundo factor es la resistencia mecánica, puesto
que, en las líneas aéreas, se originan grandes esfuerzos mecánicos. En tercer
lugar el aspecto económico, procurando el mínimo coste de la línea, lo que
redundará en menor coste del trasporte y, por lo tanto, en mayor
rentabilidad
Como suele suceder en la mayoría de los problemas técnicos, no existen
materiales conductores que reúnan simultáneamente las tres características
que reúnen dos de ellas(conductibilidad y resistencia mecánica); están
formados por un material de buenas cualidades eléctricas(Cobre, aluminio o
aleaciones de ambos) y otro de buenas cualidades mecánicas(generalmente
acero, ya que, de todos los materiales industriales, el que ofrece mejores
35
F.I.M.E
cualidades mecánicas es el acero, aunque, en cuanto a cualidades eléctricas,
sea el más desfavorable.
Otras características que se deben tener en cuenta son: Resistencia específica
o resistividad. Es la medida de la resistencia eléctrica de una unidad de
longitud para un material dado. Se define como la resistencia eléctrica de un
alambre de conductor de un metro de longitud y un mm2 de sección;
Conductividad o conductancia especifica. En los conductores, el valor de la
resistencia eléctrica aumenta al aumentar la temperatura; y se define como
coeficiente de temperatura el aumento de resistencia que experimenta un
conductor al elevar su temperatura un grado centígrado.
Esfuerzo y deformación. Los materiales que se emplean como conductores
para líneas aéreas están sometidas a dos tipos de esfuerzos: tracción y
compresión
Aisladores
Son los elementos cuya finalidad consiste en aislar el conductor de la línea
de apoyo que lo soporta. Al emplearse los conductores, se precisa que los
aisladores posean buenas propiedades dieléctricas ya que la misión
fundamental del aislador es evitar el paso de la corriente del conductor de
apoyo. La unión de los conductores con los aisladores y de éstos con los
apoyos se efectúan mediante piezas metálicas denominadas herrajes.
El paso de la corriente del conductor al apoyo puede producirse por las
causas siguientes:
Por conductividad del material: es decir, a través de la masa del aislador; para
evitar esto, se emplean, materiales para los que la corriente de fuga es
despreciable.
Por conductividad superficial: se produce contorneando la parte exterior del
aislador por aumento de la conductividad, debido a haberse depositado en la
superficie del aislador, una capa de polvo o humedad.
Esta conductividad recibe el nombre de efecto corona y suele reducirse
dando un perfil adecuado a la superficie del aislador.
36
F.I.M.E
Por perforación de la masa del aislador: al ser muy difícil mantener la
uniformidad dieléctricas de un material en toda su masa, existe el peligro de
que se perfore el aislador, sobre todo si el espesor es grande. Por ello, los
aisladores suelen fabricarse en varias piezas de pequeño espesor unidas por
una pasta especial.
Por descarga disruptiva a través del aire:
Puede producirse un arco entre el conductor y el soporte a través del aire,
cuya rigidez dieléctrica a veces no es suficiente para evitar la descarga. Esto
suele ocurrir con la lluvia, debido a la ionización del aire, y se puede evitar
con un diseño adecuado para aisladores de intemperie, tratando de
aumentar la distancia entre aislador y soporte de forma que la tensión
necesaria para la formación del aire sea mayor.
Materiales empleados para la fabricación de aisladores:
Porcelana: constituida por caolín y cuarzo, con un tratamiento de cocción a
1400 ºC; se recubre de una capa de silicato, recociéndose posteriormente
para obtener un vidriado en caliente que hace impermeables los aisladores y
dificulta la adherencia de polvo o humedad Esteatita y resinas epoxi.
Se emplean cuando los aisladores han de soportar grandes esfuerzos
mecánicos, debido a que su resistencia mecánica es el doble que la de
porcelana.
Vidrio: es una mezcla de ácido silícico con óxidos de calcio, sodio, bario,
aluminio, etc., fundida entre 1300 y 1400 ºC. La composición de base cálcicoalcalina, obtenida por enfriamiento brusco mediante una corriente forzada
de aire frío, posee elevada dureza y resistencia mecánica, incluso gran
estabilidad, ante los cambios de temperatura, con el inconveniente del
mayor coeficiente de dilatación. Clasificación de los aisladores: Puede
realizarse una clasificación según los siguientes criterios: Según su
constitución: Aislador simple, formado por una sola pieza de porcelana,
esteatita o vidrio Según su instalación: Aislador de servicio interior, empleado
en lugares guarecidos de la lluvia Aislador de servicio exterior, para servicio a
la intemperie
Por su forma y característica: Aislador acoplable; está diseñado de forma que
permite el acoplamiento de varios elementos con los que obtener el
37
F.I.M.E
aislamiento deseado. El acoplamiento puede ser rígido o articulado. Aislador
no acoplable; está constituido de forma que no puede acoplarse con otros
elementos similares .Por su acabado: Aislador con montura metálica,
provisto de una o varias piezas metálicas para la fijación del conductor o del
aislador. Aislador en montura metálica, sin ninguna pieza metálica para su
fijación Según su forma de colocación: Aisladores de apoyo, formados por
una o varias capas aisladoras, destinadas a albergar un conductor.
Aisladores de suspensión, la fijación del conductor se realiza suspendiéndolo
del aislador mediante herrajes adecuados Otras características que definen
un aislador y que deben ser tenidas en cuenta a la hora de elegirlo son:









Línea de fuga
Distancia disruptiva
Tensión de corona
Tensión disruptiva en seco a frecuencia normal
Tensión disruptiva bajo lluvia a frecuencia normal
Tensión disruptiva con ondas de sobre tensión de frente recto
Tensión de perforación
Carga de rotura mecánica
Apoyos
Son los elementos que soportan los conductores y demás componentes de
una línea aérea separándolos del terreno; están sometidos a fuerzas de
compresión y flexión, debido al peso de los materiales que sustentan y a la
acción del viento sobre los mismos; además, a los desniveles del terreno .En
la elección de los postes, se tendrá en cuenta la accesibilidad de todas sus
partes, para la revisión y conservación de su estructura por parte del
personal especializado. Atendiendo a la función de los postes en la línea,
estos pueden clasificarse en: Apoyos de alineación, cuya función es
solamente soportar los conductores y cables de tierra Apoyos de ángulo,
empleados para sustentar los conductores y cables de tierra en los vértices o
ángulos que forma la línea en su trazado.
38
F.I.M.E
Apoyos de anclaje, cuyo fin es proporcionar puntos firmes, en la línea, que
impidan la destrucción total de la misma cuando por cualquier causa se
rompa un conductor o apoyo
Apoyos de fin de línea, soportan las tensiones producidas por la línea; son su
punto de anclaje de mayor resistencia
Apoyos especiales, cuya función es diferente a las enumeradas
anteriormente; pueden ser, cruce sobre ferrocarril, vías fluviales, etc. Postes
de Madera: Por la economía de su fabricación y montaje, es el tipo de apoyo
más generalizado para conducciones eléctricas; si bien la tensión máxima de
utilización es de 15 Kv
Los postes se definen por las características siguientes:
 Especie forestal
 Longitud total
 Diámetro en el despunte
 Índice de aguzamiento.
Los postes tienen una longitud de aprox. 8mPostes metálicos: Se construyen
generalmente de acero. No se emplea la soldadura porque suelen montarse
en el lugar de izado, donde generalmente no se dispone de energía para
soldar.
Los potes metálicos tienen una serie de ventajas sobre los demás tipos de
postes, entre lasque destacaremos: superior resistencia mecánica; armado
cómodo en el lugar de izado; fácil mantenimiento; mejor estética, que los
hace decisivos en ciertos lugares.
Postes de hormigón : El hormigón es una composición formada por cemento,
grava o piedra machacada, agua y arena que, convenientemente mezclada,
fragua hasta adquirir una consistencia pétrea
39
F.I.M.E
La característica más importante del hormigón es su gran resistencia a la
compresión Normalmente se fabrican los siguientes postes:




poste de hormigón armado
poste de hormigón vibrado
poste de hormigón centrifugado
poste de hormigón pretensado Crucetas
Son accesorios que se montan en la parte superior de los postes para
sujetar adecuadamente los soportes de los aisladores. En su
construcción se emplea madera, hierro laminado u hormigón armado;
para postes de madera, se emplean crucetas de madera o hierro; para
postes de hormigón, crucetas exclusivamente de hierro.
40
F.I.M.E
2.2.2 SISTEMA DE DISTRIBUCION SUBTERRANEOS
Sistemas subterráneos, estos sistemas se construyen en zonas urbanas con
alta densidad de carga y fuertes tendencias de crecimiento, debido a la
confiabilidad de servicio y la limpieza que estas instalaciones proporcionan al
paisaje. Naturalmente, este aumento en la confiabilidad y en la estética
involucra un incremento en el costo de las instalaciones y en la
especialización del personal encargado de construir y operar este tipo de
sistema.
Los sistemas subterráneos están constituidos por transformadores tipo
interior o sumergible, cajas de conexión, interruptores de seccionamiento,
interruptores de seccionamiento y protección, cables aislados, etc.: los que
se instalan en locales en interior de edificios o en bóvedas, registros y pozos
construidos en banquetas.
Los principales factores que se deben analizar al diseñar un sistema
subterráneo son:
* Densidad de carga
* Costo de la instalación
* Grado de confiabilidad
* Facilidad de operación
* Seguridad
En ninguna parte de la distribución de la energía eléctrica los problemas de
instalación, conexión y de protección de los conductores y de equipo son tan
complejos como en los sistemas subterráneos. Es por esta razón que hay
diseños especiales para los dispositivos usados en sistemas de distribución
subterránea.
41
F.I.M.E
Generalmente hay dos tipos de sistemas de distribución subterránea el radial
y la secundaria. El sistema radial es análogo a una rueda con rayos emanando
desde el centro. La potencia principal se envía a un punto central, y desde allí
se divide en circuitos con ramificaciones en serie para suministrar servicios a
clientes individuales.
El sistema tipo red se parece a una rejilla en paralelo y, dada su facilidad de
lectura se ha convertido en el estándar para los sistemas de distribución
subterráneos donde existe una densidad elevada de carga.
Con el tiempo, se han mejorado los métodos para reducir el costo de la
instalación y del mantenimiento para cada uno de estos sistemas
subterráneos.
Confiabilidad: Las redes subterráneas sirven típicamente a áreas de alta
densidad de carga. Como resultado, una falla sin controlar en un área podría
afectar el servicio a varios clientes. La necesidad de confiabilidad se vuelve
obvia en esta situación.
Instalación: Trabajando en redes subterráneas significará trabajar en espacios
confinados, tales como bocas de acceso y bóvedas de transformadores. Los
dispositivos creados para ser usados en redes de distribución deben ser
simples de instalar con requerimientos mínimos de espacio
Economía: Minimizando las complicaciones de la instalación y maximizando
su confiabilidad, los dispositivos usados para sistemas subterráneos se
vuelven económicos.
Versatilidad: Siempre recuerde que como otros circuitos de distribución, las
redes de distribución cambian y se expanden continuamente. Los dispositivos
usados en las redes de distribución deben permitir una fácil adaptación a la
red para necesidades actuales y futuras.
Seguridad: La seguridad debe ser una consideración en todos los objetivos de
diseño. La seguridad en el diseño incluye el suministro de tolerancias de
diseño, hacer la instalación fácil y libre de errores y permitiendo su operación
bajo condiciones no ideales.
42
F.I.M.E
Las redes subterráneas secundarias brindan un medio de distribuir el servicio
eléctrico a clientes en áreas congestionadas. En la red, más de una fuente de
transformador suministra energía a los alimentadores.
Cuando se colocan en paralelo, los alimentadores secundarios forman una
rejilla en la que el usuario final recibe el servicio, en esencia, de más de una
fuente. Cada punto de cruce de la rejilla requiere generalmente una o más
conexiones de uniones con su apropiado circuito de protección. Este arreglo
permite el servicio confiable por la que son conocidas las redes subterráneas.
Toda la red subterránea empieza con los alimentadores primarios e
interruptores. Las tensiones se reducen para su distribución por
transformadores de la red, que son protegidas por relés y respaldados por los
protectores de la red. Los cables secundarios (generalmente de cobre)
alimentan en la red secundaria a través de los bancos de condensadores y se
protegen generalmente con limitadores. En varios puntos dentro de la red, la
toma de los cables de servicio sale de los cables secundarios para suministrar
servicios individuales.
Existen versiones más pequeñas de redes subterráneas, llamadas redes
"spot" para servir a un individuo que concentra mayor cantidad de carga, tal
como un edificio de oficinas.
Los cables subterráneos, las conexiones y el equipo están sujetos a
condiciones de humedad continuos o esporádicos. Por lo tanto, es necesario
que todos los componentes del sistema subterráneo sean completamente
herméticos, y a la vez que sean capaces de mantener sus propiedades
mecánicas, eléctricas y dieléctricas por largo tiempo. Cuando no es un
problema la humedad, tal como en una bóveda al nivel del suelo, las
propiedades herméticas no son necesarias. Sin embargo, se debe tener en
consideración la hermeticidad si hay una alta probabilidad de inundaciones o
de condiciones de elevada humedad.
Debido al limitado acceso de los cables subterráneos, las fallas en sistemas
subterráneos son una amenaza a la seguridad del sistema y a la confiabilidad
a largo plazo si no se protege apropiadamente. Por lo tanto, el propósito
principal de los dispositivos de protección de la red es la de proteger al
elemento más débil en el sistema, el aislamiento del cable.
43
F.I.M.E
Los dispositivos de protección de la red, conocidos comúnmente como
limitadores, interrumpen las condiciones de falla pero permiten que ocurran
situaciones temporales de sobrecarga.
Los dos tipos de fallas que son despejados por los limitadores son las fallas
sostenidas (fallas por el contacto sólido de los conductores lo que ocasionan
el flujo de altas corrientes) y fallas por arcos (contacto intermitente lo que
ocasiona un "quemado lento" del aislamiento del conductor). Se esperan
condiciones temporales de sobrecarga en redes y las características tiempocorriente del limitador se diseñan adecuadamente para evitar actuaciones
molestosas.
Se deben seguir métodos de diseños de protección del sistema normal para
coordinar los limitadores con otros dispositivos de protección de circuitos,
incluyendo a los relés, fusibles e interruptores. Las ubicaciones apropiadas
deben ser seleccionadas para la protección de la red, para localizar las fallas y
para prevenir paralizaciones innecesarias.
En el ANEXO 6 se muestran los tipos de aislamientos y envolturas de los
conductores.
44
F.I.M.E
2.3 CLASIFICACIONES DE LAS REDES DE DISTRIBUCION
SEGÚN SU VOLTAJE DEOPERACIÓN
Las cargas de baja que comprenden básicamente los edificios de
apartamentos, multifamiliares, condominios, urbanizaciones, etc.
Estas cargas se caracterizan por ser eminentemente resistivas (alumbrado y
calefacción) y aparatos electrodomésticos de pequeñas características
reactivas. De acuerdo al nivel de vida y a los hábitos de los
Consumidores residenciales y teniendo en cuenta que en los centros urbanos
las gentes se agrupan en sectores bien definidos, de acuerdo a las clases
socioeconómicas, los abonados residenciales se clasifican así:
-Zona clase alta: constituida por usuarios que tienen un alto consumo de
energía eléctrica.
-Zona clase media: conformado por usuarios que tienen un consumo
moderado de energía eléctrica.
-Zona clase baja: conformado por usuarios de barrios populares que tienen
un consumo bajo de energía eléctrica.
-Zona tugurial: dentro de la cual están los usuarios de los asentamientos
espontáneos sin ninguna planeación urbana y que presentan un consumo
muy bajo de energía.
-Redes de distribución para cargas comerciales
Caracterizadas por ser resistivas y se localizan en áreas céntricas de las
ciudades donde se realizan actividades comerciales, centros comerciales y
edificios de oficinas. Tienen algún componente inductivo que bajan un poco
el factor de potencia. Hoy en día predominan cargas muy sensibles que
introducen armónicos.
45
F.I.M.E
-Redes de distribución para cargas industriales.
Que tienen un componente importante de energía reactiva debido a la gran
cantidad de motores instalados.
Con frecuencia se hace necesario corregir el factor de potencia. Además de
las redes independientes para fuerza motriz es indispensable distinguir otras
para calefacción y alumbrado. A estas cargas se les controla el consumo de
reactivos y se les realiza gestión de carga pues tienen doble tarifa (alta y baja)
para evitar que su pico máximo coincida con el de la carga residencial
Redes de distribución para cargas de alumbrado público.
Para contribuir a la seguridad ciudadana en las horas nocturnas se instalan
redes que alimentan lámparas de mercurio y sodio de característica resistiva.
- Redes de distribución para cargas mixtas
En este tipo de redes se tienen varias de estas cargas en una misma red de
distribución. No muy deseables pues se dificulta el control de pérdidas.
En el ANEXO 7 se muestra un diagrama de conexiones y voltajes secundarios.
46
F.I.M.E
2.3.1 SISTEMAS PRIMARIOS
Son los encargados de llevar la energía eléctrica desde las subestaciones de
potencia hasta los transformadores de distribución.
Se compone de líneas aéreas o cables subterráneos (también llamados
alimentadores), que se localizan a lo largo de las áreas geográficas y
suministran la energía a los transformadores de distribución que a su vez
proveen de energía en niveles de tensión de127 a 480 kV.
Los transformadores de distribución normalmente son conectados a cada
lateral del alimentador primario, cada transformador o banco de
transformadores suministra a un consumidor o grupo de consumidores a
través de un circuito secundario.
Este tipo de sistema puede variar en su construcción dependiendo de la
densidad de carga del área que se tenga que alimentar (kVAR o mVAR/kM2);
en áreas con densidad de carga baja, se pueden usar alimentadores radiales
debido a que son muy económico, pero su nivel de confiabilidad es baja.
En grandes ciudades en donde la densidad de carga es alta, se usa una red
primaria. Las subestaciones de distribución son conectadas a estos sistemas a
través de alimentadores, y en ambos extremos de estos, son instalados
interruptores para proteger el sistema de fallas de corto circuito y las cargas
son conectadas directamente a los alimentadores a través de fusibles.
Los alimentadores primarios en general están constituidos por un
alimentador principal y sus laterales, normalmente los alimentadores
principales son trifásicos a cuatro hilos y los circuitos laterales pueden ser
monofásicos o trifásicos, pero por lo general en áreas rurales o urbanas son
monofásicos, pudiendo ser radial o en anillo.
En el ANEXO 8 se muestra un Alimentador Primario de Distribucion
47
F.I.M.E
En los sistemas de distribución, uno de los factores más importantes para su
diseño, costo y operación es el nivel de tensión en el cual va a operar.
En el ANEXO 9 se muestra la tabla, que presenta valores de tensión típicos
para los sistemas de distribución primario.
Los niveles de tensión en los alimentadores primarios impactan directamente
en aspectos de diseño y operación del sistema, como son la longitud del
alimentador, la carga del alimentador, el número de transformadores de
distribución, la capacidad de la subestación de distribución, el
mantenimiento del sistema y algunos otros.
48
F.I.M.E
2.3.2 SISTEMAS SECUNDARIOS
Contiene las líneas aéreas o cables subterráneos que suministran
directamente a los consumidores con su propio conductor y medidor (casas,
industrias, comercios, etc.).
Esta red suministra energía eléctrica a los usuarios a través de
transformadores de distribución y alimentadores secundarios, por lo que se
localizan a los transformadores de distribución lo más cerca posible de los
centros de carga para minimizar las longitudes de los circuitos secundarios.
Estas redes pueden ser aéreas o subterráneas y son circuitos trifásicos a
cuatro hilos en conexión estrella con el neutro sólidamente aterrizado; tanto
el calibre de ésta como el arreglo deben ser provistos para brindar la
apropiada división de la carga normal y las corrientes de falla entre los
transformadores de la red y una buena regulación de tensión para todos los
consumidores.
Las redes de distribución secundarias son usadas en áreas urbanas con una
densidad de carga alta. Los alimentadores secundarios forman una red o
malla que es suministrada por transformadores en varios puntos, el múltiple
suministro asegura una alta confiabilidad y una mejor regulación de tensión.
Las cargas son conectadas directamente al lado de baja tensión de la malla,
sin ningún equipo de protección, debido a que la red está protegida por los
fusibles y los interruptores de protección de la red instalados en el
secundario de los transformadores.
En el ANEXO 10 se muestra un segmento de una red tipica de distribucion
En el ANEXO 11 se muestran los niveles de tensión típicos usados en los
sistemas secundarios, mismos que son tensiones estándares que se usan en
los sistemas eléctricos de potencia y son dados por norma.
49
F.I.M.E
2.4 ESTRUCTURAS
La selección de la estructura a utilizar dependerá de los siguientes
parámetros:
• Densidad de carga
• Tipo de carga
• Localización y área geográfica
• Costo
• Continuidad o confiabilidad requerida
• Restricciones de construcción
• Estética
- Media tensión
Las estructuras de redes de distribución aplicables a fraccionamientos,
unidades habitacionales, centros comerciales y parques industriales son los
siguientes:
• Radial simple
• Anillo abierto
• Doble derivación
50
F.I.M.E
2.4.1 ESTRUCTURA RADIAL
Radial simple
Como se puede ver en las figuras la estructura de un sistema radial simple en
media tensión, es la más sencilla, tanto por su construcción como en su
operación, sin embargo es la menos confiable, ya que cuenta con una sola
trayectoria para proporcionar el servicio de energía eléctrica, por tanto, la
continuidad de servicio se ve limitada a una sola fuente de alimentación.
En ANEXO 12 se muestra el diagrama de una red radial subterranea en media
tension.
51
F.I.M.E
2.4.2 ESTRUCTURA EN ANILLO
Anillo abierto
En el caso de una red en anillo abierto, se tiene más de una trayectoria y
puede contar con
una o más fuentes de alimentación, lo cual dependerá de las necesidades de
carga y continuidad de servicio así como de los alimentadores disponibles en
la zona.
Las redes en anillo normalmente operan abiertas en un punto, razón por la
cual se les conoce como redes en anillo abierto.
Todos los transformadores, ya sea para servicios en media o baja tensión, se
conectan a este tipo de estructura por medio de equipos de seccionamiento.
Este equipo puede estar integrado a los transformadores (pedestal o pozo)
para los servicios en baja tensión y deben ser independientes de los
transformadores, para los servicios en media tensión.
En el ANEXO 13 se muestra un diagrama de una red subterranea en anillo
abierto en M.T. derivada de un alimentador subterraneo.
En el ANEXO 14 se muestra una red subterranea en anillo abierto en M.T.
derivada de dos alimentadores subterraneos.
En el ANEXO 15 se muestra una red subterranea en anillo abierto en M.T.
derivada de un alimentador aereo.
En el Anexo 16 se muestra una red subterranea en anillo abierto en M.T.
derivada de dos alimentadores aereos.
52
F.I.M.E
2.4.3 ESTRUCTURA DE DOBLE ALIMENTACION
Doble Derivación
En las figurasse muestra la estructura en doble derivación. Esta estructura se
aplica preferentemente en zonas con grandes cargas puntuales tales como
zonas industriales o turísticas las cuales presentan un área de expansión
extendida, así como en centros comerciales donde se requiera de una alta
continuidad de servicio.
La operación se hace con base a un esquema de alimentadores preferentes y
emergentes con transferencias manuales o automáticas, con la finalidad de
asegurar una elevada continuidad de servicio.
En el ANEXO 17 se muestra una estructura en doble derivacion en M.T. con
alimentadores aereos.
En el ANEXO 18 se muestra una estructura en doble derivacion en M.T. con
alimentadores subterraneos.
53
F.I.M.E
SUBTEMA III. DISPOSITIVOS DE PROTECCION PARA REDES
DE DISTRIBUCION
3.1 FUSIBLES
FUSIBLE
Los fusibles o cortacircuitos, no son más que una sección de hilo más fino que
los conductores normales, colocado en la entrada del circuito a proteger,
para que al aumentar la corriente, debido a un cortocircuito, sea la parte que
más se caliente, y por tanto la primera en fundirse. Una vez interrumpida la
corriente, el resto del circuito ya no sufre daño alguno.
Los fusibles son los dispositivos de sobrecorriente más baratos y simples que
se utilizan en la protección de redes de distribución. Al mismo tiempo son
uno de los más confiables, dado que pueden brindar protección un tiempo
muy prolongado (por arriba de 20 años) sin estar sujeto a tareas de
mantenimiento. Antiguamente los fusibles eran finos hilos de cobre o plomo,
colocados al aire, lo cual tenía el inconveniente de que al fundirse saltaban
pequeñas partículas incandescentes, dando lugar a otras averías en el
circuito. Actualmente la parte o elemento fusible suele ser un fino hilo de
cobre o aleación de plata, o bien una lámina del mismo metal para fusibles
de gran intensidad, colocados dentro de unos cartuchos cerámicos llenos de
arena de cuarzo, con lo cual se evita la dispersión del material fundido; por
tal motivo también se denominan cartuchos fusibles. Los cartuchos fusibles
son protecciones desechables, cuando uno se funde se sustituye por otro en
buen estado.
54
F.I.M.E
El corta circuito fusible, o simplemente fusible, fue el primer elemento de
protección que se inventó en los albores de la electrotecnia, y aún continúa
siendo adoptado en las instalaciones eléctricas modernas. Básicamente está
formado por una lámina o alambre calibrado, que se denomina elemento
fusible, contenido en un cartucho fusible removible y emplazado en una base
o soporte porta fusible, que lo permite conectar en serie con el circuito a
proteger.
El elemento fusible se construye de manera que tenga un punto de fusión
menor que los conductores de la instalación protegida, y habitualmente se
disponen varios sectores más estrechos, en los que se obtiene una mayor
densidad de corriente. Por lo tanto, cuando circula una sobre corriente
determinada, el calor generado por efecto Joule funde los estrechamientos
del elemento e interrumpe el circuito. Una vez eliminada la causa de la sobre
corriente, para reponer el circuito debe instalarse un elemento fusible nuevo.
La construcción de los fusibles comprende una gran variedad de modelos,
con distintos tamaños, formas y métodos de montaje; y para ser utilizados
con diferentes gamas de tensión, corriente y tiempos de actuación. Así hay
fusibles con montaje a rosca, a cuchilla o cilíndricos; hay fusibles de acción
rápida o retardada; hay fusibles de alta capacidad de ruptura, etcétera. En
ciertos casos, se fabrican en distintos tamaños, para evitar la instalación
errónea de fusibles de características diferentes a las necesarias. Además, en
algunos modelos se dispone una base porta fusible diseñada para operar
como seccionador en vacío o bajo carga, maniobrando simultáneamente los
fusibles de las distintas fases.
En el ANEXO 19 se muestra la imagen de un fusible.
55
F.I.M.E
3.2 RELEVADORES
RELEVADORES
El relevador es un dispositivo electromecánico. Funciona como un
interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una
bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que
permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes.
En su estructura y Funcionamiento, el electroimán hace bascular la
armadura al ser excitada, cerrando los contactos dependiendo de si es N.A ó
N.C (normalmente abierto o normalmente cerrado). Si se le aplica un voltaje
a la bobina se genera un campo magnético, que provoca que los contactos
hagan una conexión. Estos contactos pueden ser considerados como el
interruptor, que permite que la corriente fluya entre los dos puntos que
cerraron el circuito.
Existen multitud de tipos distintos de relés, dependiendo del número de
contactos, de su intensidad admisible, del tipo de corriente de
accionamiento, del tiempo de activación y desactivación, etc. Cuando
controlan grandes potencias se les llama contactores en lugar de relés.
En el ANEXO 20 se muestra la imagen de un relevador.
56
F.I.M.E
3.3 RESTAURADORES
Restauradores
Los Restauradores son equipos que sirven para reconectar alimentadores
primarios de distribución. Normalmente el 80 % de las fallas son de
naturaleza temporal, por lo que es conveniente restablecer el servicio en la
forma más rápida posible para evitar interrupciones de largo tiempo. Para
estos casos se requiere de un dispositivo que tenga la posibilidad de
desconectar un circuito y conectarlo después de fracciones de segundo.
Los restauradores son dispositivos auto controlados para interrumpir y cerrar
automáticamente circuitos de corriente alterna con una secuencia
determinada de aperturas y cierres seguidos de una operación final de cierre
ó apertura definitiva. En caso de que la falla no fuera eliminada, entonces el
restaurador opera manteniendo sus contactos abiertos. Los restauradores
están diseñados para interrumpir en una sola fase o en tres fases
simultáneamente y pueden tener control hidráulico o electrónico.
Los siguientes requisitos son básicos para asegurar la efectiva operación de
un restaurador
-La capacidad normal de interrupción del restaurador deberá ser igual o
mayor de la máxima corriente de falla.
- La capacidad normal de corriente constante del restaurador deberá ser
igual o mayor que la máxima corriente de carga.
El mínimo valor de disparo seleccionado deberá permitir al restaurador ser
sensible al cortocircuito que se presente en la zona que se desea proteger.
ANEXO 21 se muestra la imagen de un restaurador.
57
F.I.M.E
3.4 SECCIONALIZADORES
Seccionalizadores
Seccionadores son elementos que no están diseñados para interrumpir
corrientes de cortocircuito ya que su función es el de abrir circuitos en forma
automática después de cortar y responder a un numero predeterminado de
impulsos de corriente de igual a mayor valor que una magnitud previamente
predeterminada, abren cuando el alimentador primario de distribución
queda desenergizado.
En cierto modo el seccionador permite aislar sectores del sistema de
distribución llevando un conteo de las operaciones de sobrecorriente del
dispositivo de respaldo. Por su principio de operación el medio aislante de
interrupción puede ser aire, aceite o vacío y en cuanto al control es similar al
caso de los restauradores o sea puede ser hidráulico, electrónico ó
electromecánico.
La misión de este aparato es la de unir o separar de una forma visible
diferentes elementos, componentes o tramos de una instalación o circuito.
Aunque los seccionadores han de maniobrarse normalmente sin carga, en
determinadas circunstancias pueden conectarse o desconectarse con
pequeñas cargas.
Cuando se trata de corrientes magnetizantes, como la corriente de vacío de
los transformadores, y que tienen un carácter claramente inductivo, la carga
que pueden cortar los seccionadores es menor. Se puede decir que en tales
circunstancias, la potencia máxima que pueden cortar los seccionadores es
de50 KVA.
58
F.I.M.E
Los seccionadores habitualmente utilizados en instalaciones eléctricas tienen
muy variadas formas constructivas resultando de interés atender a una
clasificación según su modo de accionamiento:
Seccionadores de cuchillas giratorias.
Seccionadores de cuchillas deslizantes.
Seccionadores de columnas giratorias
Seccionadores de pantógrafo
Dentro de esta clasificación se puede añadir que todos ellos pueden tener
una constitución monopolar o tripolar.
En el ANEXO 22 se muestra un seccionalizador monopolar y tripolar
59
F.I.M.E
SUBTEMA IV. COORDINACION DE PROTECCION EN REDES
DE DISTRIBUCION
4.1 COORDINACION FUSIBLE – FUSIBLE
El mecanismo inicial de operación del fusible es la fusión del elemento y
depende de la magnitud y duración de la corriente así como de las
propiedades eléctricas del fusible.
Las características del fusible se definen por dos curvas, la de mínimo tiempo
de fusión (mtf) y la de tiempo total de despeje (ttd), estas curvas se las
obtiene mediante pruebas eléctricas y representan los extremos de las
características del fusible, los fabricantes las presentan en catálogos.
La magnitud de la corriente y el tiempo que toma en fundir el fusible son
registrados, y se traza una curva promedio, se substrae el 10% a los tiempos y
la curva final que se obtiene es la (mtf). Al fusible le toma un tiempo más
interrumpir el circuito luego de ser fundido debido a la formación y extinción
del arco este tiempo también se lo obtiene en pruebas. Estos tiempos que se
registran a partir de diferentes magnitudes de corriente, se suman al máximo
tiempo de fusión (110% del tiempo promedio de fusión), la curva resultante
es la (ttd).
En el ANEXO 23 se muestra la curva resultante de la coordinación fusiblefusible
Para realizar la coordinación entre fusibles se puede emplear dos
metodologías que para el fin son iguales, las denominadas tablas de
coordinación y las curvas tiempo-corriente, los dos casos el criterio a cumplir
es:
60
F.I.M.E
4.2 COORDINACION RELEVADOR – FUSIBLE
Cuando un relé es protección de respaldo de un fusible, la curva tiempocorriente temporizada del relé debe quedar por arriba de la curva de (ttd) del
fusible protector ó principal.
Cuando un fusible es respaldo de un relé, la curva de (mtf) del fusible debe
quedar por arriba de la curva tiempo-corriente temporizada del relé de
protección principal.
Finalmente cuando un relé este conectado entre dos fusibles, la curva tiempo
corriente temporizada del relé debe quedar por arriba de la curva de (ttd) de
F1 y también debe estar por debajo de la curva de (mtf) F2.
En el ANEXO 24 se muestra la curva resultante de la coordinación relevadorfusible
La aplicación de este tipo de arreglo se da fundamentalmente entre
dispositivos ubicados en diferente localidad, el relevador en una subestación
como protección de un circuito de distribución, y el fusible como protección
de un ramal sobre la línea de distribución .El criterio establece que debe
existir un margen mínimo en tiempo de coordinación de cuando menos 0.3
segundos ente la curva MCT del fusible y la característica del relevador para
la máxima corriente de cortocircuito común a ambos dispositivos .En base a
las características del sistema de distribución, y tomando como base el
arreglo mostrando en la figura, es posible realizar la coordinación de
protecciones de diferentes maneras observando las siguientes
consideraciones
61
F.I.M.E
4.3 COORDINACION RELEVADOR – RESTAURADOR
Si una falla permanente ocurre en cualquier parte del sistema alimentador
más allá del interruptor, el dispositivo de recierre operará 1, 2 o 3 veces
instantáneamente (dependiendo del ajuste) en un intento por despejar la
falla. Sin embargo, como una falla permanente estará aún en la línea al final
de esas operaciones instantáneas, debe ser despejada por algún otro medio.
Por esta razón, el restaurador estará provisto con 1, 2 o 3 operaciones
diferidas (dependiendo del ajuste). Estas operaciones adicionalmente, son a
propósito más lentas para proporcionar coordinación con fusibles o permitir
que las fallas se auto despejen. Después de la cuarta operación, si la falla
persiste en la línea, el restaurador abre y se bloqueará.
En subestaciones donde la potencia de cortocircuito disponible en la barra
del alimentador de distribución es 250 MVA o mayor, los circuitos
alimentadores están usualmente equipados con interruptores y relevadores
de sobrecorriente de tiempo extremadamente inverso. Los relevadores de
cada alimentador deben estar ajustados de tal manera que ellos puedan
proteger el circuito hasta un punto más allá del primer restaurador en el
alimentador principal, pero con el tiempo de retraso suficiente para ser
selectivo con el restaurador durante cualquiera o todas las operaciones
dentro del ciclo completo del restaurador.
Un factor importante en la obtención de esta selectividad es el tiempo de
restablecimiento de los relevadores de sobrecorriente. Si habiendo
empezado a operar cuando ocurre una falla más allá del restaurador, un
relevador de sobrecorriente no tiene tiempo para restablecerse
completamente después de los disparos del restaurador y antes de que este
recierre (un intervalo de aproximadamente 1 s), el relevador puede continuar
avanzando hacia el disparo durante operaciones secuenciales de recierre. Así,
se puede ver que no es suficiente hacer que el tiempo del relevador sea
ligeramente más grande que el tiempo del restaurador.
62
F.I.M.E
Es una buena regla de oro considerar que existirá una posible falta de
selectividad si el tiempo de operación del relevador en cualquier corriente es
menor de dos veces la característica de tiempo diferido del restaurador. La
base de esta regla, y el método de cálculo de selectividad, llegará a ser
evidente considerando un ejemplo.
Primero, se debe conocer cuáles son los datos disponibles para calcular la
respuesta del relevador bajo condiciones de posible restablecimiento
incompleto. La velocidad angular del rotor de un relevador de tiempo inverso
para un múltiplo dado de corriente de puesta en marcha es sustancialmente
constante a través del recorrido desde la posición de restablecimiento
(completamente abierto) hasta la posición de cerrado donde los contactos
cierran. Por lo tanto, si se conoce (de las curvas t-I) cuánto tiempo toma un
relevador para cerrar sus contactos a un múltiplo dado de corriente de
puesta en marcha y con un ajuste dado del dial de tiempo, se puede estimar
que porción de recorrido total hacia la porción de contacto cerrado el rotor
se moverá en cualquier tiempo dado.
Similarmente, la velocidad de restablecimiento del rotor de un relevador es
sustancialmente constante a través de su recorrido. Si el tiempo de
restablecimiento desde la posición de contacto cerrado conocida para
cualquier ajuste de tiempo dado, el tiempo restablecimiento para cualquier
porción del recorrido total (cuando se usa ajuste de tiempo diferido más
grande) es generalmente dado para cada tipo de relevador.
El tiempo de restablecimiento para un dial de tiempo ajustado en 10 es de 6 s
aproximadamente en el caso de un relevador de sobrecorriente de tiempo
inverso y aproximadamente 60 s para un relevador de sobrecorriente de tipo
muy inverso o extremadamente inverso
63
F.I.M.E
Curva A: Característica t-I instantánea de un restaurador de 35A.
Curva B: Característica t-I de tiempo diferido de un restaurador de 35A.
Curva C: Característica t-I del relevador muy inverso IAC que ajustado en el
1.0 del dial de tiempo y en el tap de 4A (primario de 160A con TC de 200/5).
En el ANEXO 25 se muestra las curvas resultantes de la coordinaciónrelevador- restaurador
64
F.I.M.E
4.4 COORDINACION RESTAURADOR – FUSIBLE
Para proporcionar protección contra fallas permanentes, se instalan
cortacircuitos fusibles sobre las derivaciones (laterales) de un alimentador
aéreo. El uso de un dispositivo de recierre automático como protección de
respaldo contra fallas temporales evita muchas salidas innecesarias que
ocurren cuando se usan sólo fusibles. Aquí el restaurador de respaldo puede
ser el restaurador del alimentador en la subestación usualmente con una
secuencia de operación rápida seguida de dos operaciones de disparo
diferidas o un restaurador de rama de alimentador con dos operaciones
instantáneas seguidas de dos operaciones disparo diferido.
El restaurador se ajusta para aclarar una falla temporal antes de que
cualquiera de los fusibles se pueda quemar y luego restablece el circuito una
vez que desaparezca la causa de la falla (temporal). Pero si la falla es
permanente, esta es despejada por el fusible correcto al alcanzar la
temperatura de fusión después de las operaciones diferidas del restaurador
(el cual queda en la posición lockout).
En el ANEXO 26 se muestra las curvas de disparo y de despeje entre la
coordinación restaurador- fusible
65
F.I.M.E
4.5 COORDINACION FUSIBLE – RESTAURADOR
La aplicación de este tipo de arreglo se da básicamente entre dispositivos
ubicados en una misma subestación (protección de banco en A.T. protección
de alimentador en B.T.) .Dichas instalaciones son generalmente pequeñas y
del tipo rural, alimentadas de sistemas de distribución en media tensión
(34.5, 23 ó 13.8 Kv) y con los transformadores de potencia cuya capacidad no
excede de 5 MVA, para los cuales los fusibles se recomiendan sean del tipo
potencia, aunque en algunas ocasiones llegan a utilizarse fusibles de
distribución cuando los niveles de falla en la instalación así lo permiten.
El criterio establece que debe existir un margen mínimo en tiempo de
coordinación tal, que el tiempo de la característica MMT del elemento fusible
debe ser mayor que el tiempo promedio de la curva lenta del restaurador
corregida por un factor “K2” para la máxima corriente de cortocircuito
común a ambos dispositivos. Con dicho margen se pretende no solo que el
fusible no opere, sino que los calentamientos transitorios a que se ve
sometido por las operaciones sucesivas del restaurador no provoquen alguna
modificación del tipo irreversible en sus características físicas, de tal forma
que su comportamiento para otras falla pudiera ser diferente al esperado
.Bajo tal circunstancia, todas las operaciones del restaurador deben ser más
rápidas quela curva MMT del fusible, además de que la secuencia de
operación del restaurador y sus intervalos de recierre están considerados
dentro del factor de corrección “K2”.
El denominado factor “K2”, corresponde a un multiplicador que desplaza la
curva lenta del verticalmente sobre el eje coordenado del tiempo, para
compensar el efecto de calentamiento-enfriamiento sufrido por el fusible
debido a las operaciones rápidas y lentas de disparo y recierre del
restaurador. El factor “K2” depende de la secuencia de operación y del
tiempo de recierre del restaurador utilizado.
Es decir, se trata de un factor de seguridad para evitar la fusión, el
calentamiento excesivo o la deformación irreversible del fusible durante la
secuencia de operación del restaurador.
66
F.I.M.E
Obviamente el citado factor es mayor, cuanto mas severas son las
condiciones para el fusible, como lo son los ciclos de calentamiento a los que
se ve sometido y el tiempo permitido para su recuperación (mayor número
de operaciones lentas y tiempos de recierre cortos).
En el ANEXO 27 se muestra las curvas del tiempo permitido para la
recuperación y enfriamiento de fusible
67
F.I.M.E
4.6 COORDINACION RESTAURADOR – SECCIONALIZADOR
Este tipo de arreglo también es de los encontrados con cierta frecuencia en
las redes y circuito de distribución; el restaurador como protección de la
troncal, parte de esta o en un ramal importante, y el ó los seccionalizadores
como “protección” (equipo de seccionamiento) de ramales o subramales con
determinada importancia dentro del sistema de distribución.
Un seccionalizador cuenta la cantidad de veces que una corriente superior a
su mínima actuante es interrumpida por un dispositivo de respaldo y después
de una cantidad preseleccionada de recuentos abre sus contactos.
El seccionalizador no tiene capacidad interruptiva para corrientes de falla,
aunque si tiene la suficiente para abrir el circuito con carga normal. Cuando
es debidamente aplicado abrirá la línea cuando esta se encuentre
desenergizada.
Si la corriente que fluye a través del seccionalizador es mayor del 160% de la
capacidad nominal de su bobina y el dispositivo de respaldo interrumpe la
corriente de falla, entonces el seccionalizador realizará un conteo,
repitiéndose el proceso hasta el momento en que al llegar a la cantidad
preseleccionada de recuentos abre sus contactos quedando abierto,
debiéndose reponer manualmente.
Si la falla es transitoria, el seccionalizador se repone a su estado original, por
lo que requiere un determinado tiempo (mismo que depende del número de
conteos efectuados), el cual para seccionalizadores hidráulicos es de
aproximarse un minuto y para los electrónicos pueden ser seleccionable.
Como los seccionalizadores no tienen una característica de operación
tiempo-corriente, su coordinación con un restaurador, no requiere la
aplicación de un criterio donde se definan márgenes de tiempo entre curvas.
68
F.I.M.E
De tal forma el criterio de coordinación establece que para este par de
dispositivos únicamente es necesario cumplir con los siguientes aspectos,
mismos que se ilustran de manera gráfica en las figuras que a continuación se
muestran.
Asegurar que el número máximo de conteos ajustados en el seccionalizador,
sea igual o menor al número de operaciones de disparo menos uno,
ajustadas en el restaurador. Es decir que para asegurar la coordinación con
un restaurador es necesario analizar el tiempo de retención de cuenta del
seccionalizador sin olvidar que debe ser menor que el número de
operaciones del restaurador.
Vigilar que la mínima corriente de falla en la zona de cobertura del
seccionalizador sea superior al 160% de la capacidad nominal de su bobina o
a su corriente mínima de conteo. Vigilar que cualquier falla dentro de la zona
de cobertura del seccionalizador, sea detectada por el restaurador.
Verificar que la curva de daño del seccionalizador se encuentre por arriba de
la curva rápida y/o lenta del restaurador, para el valor máximo de corriente
de cortocircuito común a ambos dispositivo
En el ANEXO 28 se muestra el diagrama del restaurador y sus conteos, y la
curva de seguridad del seccionalizador.
69
F.I.M.E
4.7 COORDINACION RESTAURADOR – SECCIONALIZADOR –
FUSIBLE
La aplicación de este tipo arreglo puede darse con el restaurador como
protección de la troncal, una porción de esta o un ramal importante en un
circuito de distribución; el seccionalizador como “protección” (equipo de
seccionamiento) de un ramal o subrramal sobre la línea de distribución y el
fusible como protección de un subrramal derivado del ramal donde se ubica
el seccionalizador.
La utilización de este arreglo es sumamente simple, en razón de que el
criterio no da opción a diferentes ajustes tanto del interruptor como del
seccionalizador.
Los pasos a seguir para la coordinación entre estos 3 dispositivos están dados
por la siguiente secuencia:
El restaurador y el fusible se coordinan (como fue descrito en el criterio de
coordinación relevador-fusible)
El restaurador debe ajustarse únicamente con una secuencia de una
operación rápida y tres lentas
El restaurador y el seccionalizador se coordinan como fue descrito en el
criterio de coordinación restaurador-seccionalizador, con un ajuste único de
3 conteos para el seccionalizador.
Con tales consideraciones y para una falla de naturaleza permanente en la
zona de cobertura del fusible; durante la primera operación del arreglo, el
restaurador dispara mediante su primera curva rápida, permitiendo la no
operación del fusible (para poder eliminar aproximadamente un 85% de las
fallas de naturaleza transitoria) y el seccionalizador efectuara su primer
conteo. Al recerrar el restaurador, dicho equipo percibe la falla mediante su
primera curva lenta originando en esta ocasión la operación del fusible y
efectuando el seccionalizador su segundo conteo (esto debido a que este
dispositivo censa la aparición y corte de una sobre corriente, aunque dicho
70
F.I.M.E
corte es efectuado no por el dispositivo de respaldo, si no por el fusible
delantero) al ser eliminada la falla por la operación del fusible, tanto el
restaurador como el seccionalizador permanecen cerrados y reponen sus
secuencias de operación en razón de no haberse completado sus ciclos de
ajuste para bloqueos respectivos. Cualquier secuencia del restaurador que
involucre una operación rápida y 3 operaciones lentas (1A-3B, 1A-3C, 1A-3D u
otras similares) es adecuada. Teniendo cuidado en que la curva de seguridad
del seccionalizador quede por arriba de la curva acumulada del restaurador,
para la máxima corriente de falla común a ambos dispositivos.
La única desventaja del arreglo es que al fusible solo se le da oportunidad de
no fundirse en una ocasión, despejando se durante la primera operación
rápida el 85% de las fallas transitorias. Cualquier otra selección diferente de
ajuste tanto en el restaurador como en el seccionalizador, redundará para
fallas de naturaleza permanente en la zona de cobertura del fusible, en
operaciones no selectivas del arreglo, tal como se indica a continuación:
Con una secuencia en el restaurador de 2 operaciones rápidas y 2 lentas, y un
ajuste de 3 conteos en el seccionalizador; al final del ciclo se tiene la fusión
del fusible y la apertura del seccionalizador además de dos disparos
transitorios del restaurador.
Con una secuencia en el restaurador de 2 operaciones rápidas y 2 lentas, y un
ajuste de 2 conteos en el seccionalizador; al final del ciclo se tiene solo la
apertura del seccionalizador además de dos disparos transitorios del
restaurador, sin fusión del fusible.
Con una secuencia en el restaurador de 1 operación rápida y 3 lentas, y un
ajuste de 2 conteos en el seccionalizador; al final del ciclo se tiene además de
la fusión del fusible, la apertura del seccionalizador.
En el ANEXO 29 se muestra un criterio de coordinación restauradorseccionalizador-fusible donde se muestra la curva de seguridad del
seccionalizador así como la del conductor y el rango de coordinación de los
fusibles.
71
F.I.M.E
4.8 COORDINACION RESTAURADOR –RESTAURADOR
La necesidad de esta coordinación puede aparecer debido a que pueden
existir cualquiera de las siguientes situaciones en un sistema de distribución:
1. Cuando se tienen 2 restauradores trifásicos.
2. Cuando se tienen 2 restauradores monofásicos.
3. Cuando se tiene 1 restaurador trifásico en la subestación y un restaurador
monofásico sobre una de las ramas de un alimentador dado.
La coordinación requerida entre el restaurador puede obtenerse usando una
de las siguientes medidas:
1. Empleando tipos diferentes de restaurador y alguna combinación de
tamaños de bobinas y de secuencia de operación.
2. Empleando el mismo tipo de restaurador y secuencia de operación pero
usando diferentes tamaños de bobina.
3. Empleando el mismo tipo de restaurador y tamaño de bobinas pero
usando diferentes secuencia de operación.
En general, la industria eléctrica de suministro prefiere usar la medida N° 1
sobre las otras dos.
Cuando las curvas TCC de dos restauradores están separadas menos de
12 ciclos una de la otra, los restauradores pueden efectuar sus operaciones
instantáneas o rápidas al mismo tiempo. Para obtener la coordinación entre
las curvas de disparo retardadas de 2 restauradores, al menos un margen de
tiempo del 25% debe ser aplicado.
72
F.I.M.E
SUBTEMA V. EJEMPLO DE COORDINACION DE
PROTECCIONES EN UNA RED DE DISTRIBUCION
5.1 VALORES DE FALLA
Para el cálculo de las corrientes de corto circuito trifásicas y de fase a tierra
se utilizó el software digsilent 13.2, las corrientes en cada punto de
instalación de los dispositivos de protección.
En el ANEXO 30 se muestra la tabla Corrientes trifásicas y de fase a tierra del
alimentador CBS-4050
73
F.I.M.E
5.2 SELECCIÓN DE LOS DISPOSITIVOS DE PROTECCION
Las características de los nuevos dispositivos a instalar en este alimentador se
buscan en base a las corrientes nominales en el alimentador y a las corrientes
máximas de cortocircuito en los puntos en donde se van a instalar estos, las
cuales son tomadas de las corridas de flujos de carga y de cortocircuito
trifásico y monofásico las cuales fueron realizadas con el software digsilent
13.2, los resultados de corto circuito trifásico y de fase a tierra
Como se muestran en la tabla del ANEXO 30
74
F.I.M.E
5.2.1 SELECCIÓN DE LOS RESTAURADORES DEL
ALIMENTADOR PRINCIPAL
En el alimentador de distribución CBS-4050, se va a instalar un restaurador a
la salida del alimentador principal.
En el ANEXO 31 se muestra la figura de las características en el punto de
instalación de este restaurador.
El restaurador que se va instalar debe de tener un voltaje nominal igual o
mayor a 13.8 kV, debe tener una capacidad interruptiva mayor a 6036
amperes. La corriente de carga pico esperada es de 109 amperes, para tener
en cuenta el crecimiento normal de carga y las corrientes inrush se selecciona
un restaurador hidráulico con bobina en serie de 1.25 *109=140 amperes,
con una capacidad interruptiva máxima de 8400 amperes, y un voltaje
nominal de 14.4 kV. El final de la zona de protección de este restaurador es el
punto en donde la corriente de falla de fase a tierra es igual a 1.5 veces la
corriente mínima de disparo del restaurador que es en la ubicación del
fusible (F0011).
En el ANEXO 32 se muestra la tabla de las características del restaurador 1.
La ubicación de un segundo restaurador para establecer otro punto de
seccionamiento y proteger a el alimentador completo contra fallas
temporales, se instalara en el alimentador principal dentro de la zona de
protección del restaurador 1 para que exista un traslape entre zonas de
protección.
En el ANEXO 33 se muestra la figura de las Características en el punto de
instalación del restaurador 2
El restaurador que se va instalar debe de tener un voltaje nominal igual o
mayor a 13.8 kV, debe de tener una capacidad interruptiva mayor a 837
amperes. La corriente de carga pico esperada es de 62 amperes, para tener
en cuenta el crecimiento de carga y las corrientes inrush se selecciona un
restaurador hidráulico con bobina en serie de 1.5 *62= 93 amperes se
selecciona la bobina mas cercana que es de 100 amp, con una capacidad
interruptiva máxima de 600 amp, y un voltaje nominal de 14.4 kV. El final de
la zona de protección de este restaurador es el punto en donde la corriente
de falla de fase a tierra es igual a 1.5 veces la corriente mínima de disparo del
restaurador que es al final de los últimos ramales.
En el ANEXO 34 muestra la tabla de las Características del restaurador 2
75
F.I.M.E
5.2.2 SELECCIÓN DE LOS RESTAURADORES DE LOS
RAMALES DEL ALIMENTADOR
Los fusibles 30K y 40 K que están dentro de la zona de protección del
restaurador 1 tienen una corriente máxima de coordinación con el
restaurador 1 de 600 y 1000 amperes respectivamente, debido a las altas
corrientes de falla que se presentan en donde están instalados no tienen una
buena coordinación con el restaurador debido a que para fallas temporales
cercanas al fusible o a la mitad del ramal el fusible operará antes que el
restaurador opere en su curva rápida por lo que este ramal no estaría
completamente protegido contra fallas temporales.
Como se puede ver en la grafica del ANEXO 35
Los ramales que protegen estos fusibles son importantes ya que tienen un
mayor numero de carga y de usuarios conectados por lo que es necesario
protegerlos completamente contra fallas temporales por lo que el fusible se
va a sustituir por un restaurador automático. Se opta por instalar un
restaurador en lugar de un seccionalizador ya que si se instala un
seccionalizador cuando exista una falla temporal en ese ramal el restaurador
1 ubicado en el troncal del alimentador liberaría esa falla temporal pero
provocaría interrupciones momentáneas en todo el alimentador, y si se
instala un restaurador solo los usuarios conectados a este ramal
experimentarían interrupciones momentáneas debido a la falla temporal en
ese ramal. Los fusibles restantes que son de menor capacidad de 30k no
coordinan con el restaurador 1 pero estos fusibles alimentan pequeñas
cargas monofásicas que no presentan mucha carga y tienen pocos usuarios
conectados, entonces se permite que el fusible se queme debido a una falla
temporal, de esta manera una falla temporal en estos ramales no causara
interrupciones momentáneas en todo el alimentador.
Los ramales más importantes dentro de la zona de protección del
restaurador 1, desde el punto de vista de carga y número de usuarios
conectados en donde se van a instalar restauradores son el ramal que
protege el fusible (F0001), y (F0003).
76
F.I.M.E
5.2.3 SELECCIÓN DEL RESTAURADOR 3 EN SUSTITUCIÓN
DEL FUSIBLE (F0001).
Un restaurador 3 se va a instalar en lugar del fusible (F0001), y las
características en este punto de instalación.
Como se muestran en la figura del ANEXO 36
El restaurador 3 que se va a instalar debe de tener un voltaje nominal igual o
mayor a 13.8 kV, debe de tener una capacidad interruptiva mayor a 3909
amperes. La corriente de carga pico esperada es de 12 amperes, para tener
en cuenta el crecimiento de carga y las corrientes inrush se selecciona un
restaurador hidráulico con bobina en serie de 1.5 *12= 18 amperes, se
selecciona la bobina mas cercana que es de 15 amp, este tamaño de bobina
tiene una capacidad interruptiva máxima de 600 amp, pero no cumple con la
capacidad interruptiva en el punto de instalación por lo que la bobina mas
cercana con suficiente capacidad interruptiva en el punto de la instalación es
una bobina de 70 amp, que tiene una capacidad interruptiva de 4000 amp, la
corriente mínima de disparo es de 140 amp, el final de la zona de protección
de este restaurador es el punto en donde la corriente de falla de fase a tierra
es igual a 1.5 veces la corriente mínima de disparo del restaurador es decir el
punto en donde una falla de fase a tierra sea igual a 210 amp, la falla de fase
a tierra al final de este ramal es de 459 amp por lo que este restaurador
protegerá por completo a este ramal.
En el ANEXO 37 se muestra la tabla de Características del restaurador 3
77
F.I.M.E
5.2.4 SELECCIÓN DEL RESTAURADOR 4 EN SUSTITUCION
DEL FUSIBLE (FOOO3)
Un restaurador 4 se va a instalar en lugar del fusible (F0003), y las
características en este punto de instalación
En el ANEXO 38 se muestra la figura Características en el punto de instalación
del restaurador 4
El restaurador 4 que se va a instalar debe de tener un voltaje nominal igual o
mayor a 13.8 kV, debe de tener una capacidad interruptiva mayor a 2766
amperes. La corriente de carga pico esperada es de 14 amperes, para tener
en cuenta el crecimiento de carga y las corrientes inrush se selecciona un
restaurador hidráulico con bobina en serie de 1.5 *14= 21 amperes, se
selecciona la bobina mas cercana que es de 25 amp, este tamaño de bobina
tiene una capacidad interruptiva máxima de 1500 amp, pero no cumple con
la capacidad interruptiva en el punto de instalación por lo que la bobina mas
cercana con suficiente capacidad interruptiva en el punto de la instalación es
una bobina de 70 amp, que tiene una capacidad interruptiva de 4000 amp, la
corriente mínima de disparo es de 140 amp, el final de la zona de protección
de este restaurador es el punto en donde la corriente de falla de fase a tierra
es igual a 1.5 veces la corriente mínima de disparo del restaurador es decir el
punto en donde una falla de fase a tierra sea igual a 210 amp, la falla de fase
a tierra al final de este ramal es de 1150 amp por lo que este restaurador
protegerá por completo a este ramal.
En el ANEXO 39 se muestra Características del restaurador 4
78
F.I.M.E
5.2.5 SELECCIÓN DE LOS SECCIONALIZADORES
El fusible F0014 con capacidad de 25K que están dentro de la zona de
protección del restaurador 2 tienen una corriente máxima de coordinación
con el restaurador 2 de 500 amperes, debido a que la corrientes de falla que
se presenta en donde está instalado es mayor que la corriente máxima de
coordinación entre estos dispositivos no tienen una buena coordinación ya
que para fallas temporales cercanas al fusible o en la mitad del ramal el
fusible operará antes que el restaurador opere en su curva rápida por lo que
este ramal no estaría completamente protegido contra fallas temporales
Como se puede ver en en la grafica del ANEXO 41
Debido a que el ramal que protege el fusible F0014 es importante ya que
tiene un mayor número de carga y de usuarios conectados es necesario
protegerlo completamente contra fallas temporales por lo que el fusible se
va a sustituir por un seccionalizador automático. No se sustituye por un
restaurador ya que una falla temporal el ese ramal no causa una interrupción
momentánea a todo el alimentador si no solo a aquella sección del
alimentador aguas debajo de la ubicación del restaurador 2. Los fusibles
restantes que son de menor capacidad de 35 K no coordinan con el
restaurador 2 pero estos fusibles alimentan pequeñas cargas monofásicas
que no presentan mucha carga y tienen pocos usuarios conectados, entonces
se permite que el fusible se queme debido a una falla temporal, de esta
manera una falla temporal en estos ramales no causara interrupciones
momentáneas a la sección del alimentador aguas abajo del restaurador 2.
EL seccionalizador 1 se va a instalar en lugar del fusible (F0014), las
características eléctricas en el punto en donde se van a instalar.
En el ANEXO 40 se muestra la figura Características en el punto de instalación
del seccionalizador
El seccionalizador que se va a instalar debe de tener un voltaje nominal igual
o mayor a 13.8 kV, ya que debe de contar todas las interrupciones de falla del
restaurador 2 su corriente mínima de activación se ajusta a un valor menor al
80% de la corriente mínima de disparo del restaurador 2 que tiene una
corriente mínima de disparo de 200 amp. Se selecciona un seccionalizador
con una bobina de 25 amp continuos para tomar en cuenta el crecimiento de
carga, esta tiene una corriente mínima de activación de 40 amp que es
79
F.I.M.E
menor que el 80% de la corriente mínima de disparo del restaurador 2 que es
de 160 amp. Se elige un marco de 200 amp continuos para el seccionalizador,
este seccionalizador tiene una corriente momentánea asimétrica de 4000
amp que es mayor que la corriente asimétrica que se puede presentar en el
punto de instalación que es de 1000 amp, los índices de tiempo corto del
seccionalizador son: 1000 amp para un segundo y 325 amp para 10 segundos.
En el ANEXO 42 se muestran Los tiempos del restaurador a estas corrientes
Estos tiempos del restaurador son menores que la capacidad para 1 y 10
segundos del seccionalizador por lo que el seccionalizador es adecuado.
El restaurador esta ajustado para bloquearse en cuatro operaciones por lo
que el seccionalizador se deberá ajustar para tres conteos para el bloqueo.
Los seccionalizadores con bobina en serie son diseñados con suficiente
tiempo de memoria y reseteo cuando se usan con restauradores con bobina
en serie.
80
F.I.M.E
5.3 COORDINACION DE LOS DISPOSITIVOS DE PROTECCION
Los dispositivos de protección instalados en el alimentador CBS-4050 con sus
zonas de protección, para que los dispositivos instalados en este alimentador
funcionen de la manera esperada para la discriminación entre fallas
temporales y permanentes deben de tener una coordinación adecuada entre
ellos, ya que una buena coordinación nos lleva a: 1) Eliminar las
interrupciones de servicio debido a fallas temporales. 2) Minimizar la
extensión de la falla para reducir el número de usuarios afectados, 3)
Localizar la falla y reducir los tiempos de las interrupciones de servicio, 4)
Aumentar la confiabilidad de la red.
En el ANEXO 43 se encuentra un diagrama de Dispositivos de protección
instalados en el alimentador CBS-4050
En el ANEXO 44 se muestran las Características de los dispositivos instalados
en el alimentador CBS-4050
81
F.I.M.E
5.3.1 COORDINACION – RELEVADOR – RESTAURADOR
Los ajustes del relevador de fase del interruptor del transformador del lado
de alta tensión son dados por la compañía suministradora y son: Tc=500/5,
Tap 1.5, Palanca 2. La grafica de coordinación entre el relevador de fase del
trasformador de 20 MVA y el restaurador 1
En el ANEXO 45 se muestra la grafica de coordinación entre el relevador de
fase del transformador y el restaurador 1
La secuencia de operación del restaurador 1 es una operación rápida y tres
operaciones con retardo. Se puede observar en la grafica de coordinación
que para una falla común entre el relevador de fase y el restaurador, el
tiempo de la curva acumulada del restaurador es el tiempo de operación en
su curva rápida mas tres veces el tiempo de operación en su curva con
retardo es decir ((1 X.045)+(3 X 0.162))=0.531 s. El tiempo de operación del
relevador de fase es 1.128 s, por lo que la curva acumulada del restaurador
es menor al 90% del tiempo de operación del relevador de fase. Por lo que se
evita el efecto de sobreviaje del relevador de fase.
82
F.I.M.E
5.3.2 COORDINACION ENTRE EL RESTAURADOR 1 Y EL
RESTAURADOR 3
Debido a que el restaurador 1 y el restaurador 3 tienen diferentes tipos de
bobinas pueden tener la misma secuencia de operaciones para tener una
buena coordinación, pero se debe de prevenir que estos no operen
simultáneamente, por lo que se deben de tomar en cuenta sus curvas de
tiempo-corriente, y suponer que: dos restauradores con curvas de tiempocorriente con menos de 0.033 segundos ( 2 ciclos) de separación operaran
simultáneamente; si la separación es entre 0.033 y 0.2 (2 a 12 ciclos) pueden
operar simultáneamente; y si la separación es mayor a 0.2 segundos (12
ciclos) se previene la operación simultánea. Con este método es
prácticamente imposible que no haya operación simultánea en la curva
rápida pero se debe de mantener una diferencia mayor a 0.2 segundos entre
las operaciones de las curvas lentas para asegurar una buena selectividad,
En el ANEXO 46 se muestra la gráfica de coordinación entre estos dos
dispositivos.
Se puede observar que con la misma secuencia de operación para estos dos
dispositivos, cuando existan fallas cercanas a la ubicación del restaurador 3
los dos restauradores pueden operar simultáneamente ya que no existe un
tiempo mínimo de separación de 0.2 segundos entre las curvas con retardo
de ambos restauradores, y cuando exista una falla permanente en el ramal
que protege el restaurador 3 el restaurador 1 también se bloqueara dejando
sin servicio a todo el alimentador.
Para que no exista operación simultánea entre los dos restauradores, la
secuencia de operación del restaurador 1 se cambia de dos operaciones
rápidas y dos con retardo a una operación rápida y tres con retardo. De esta
manera si existe una falla en el ramal los dos restauradores la detectan y
operan simultáneamente en su primera operación rápida, la segunda
operación solo la hace el restaurador 3 en su curva rápida, la tercera
operación la pueden hacer los dos al mismo tiempo pero en su curva lenta,
(tomando en cuenta que para el restaurador 1 seria su segunda operación),
en la ultima operación pueden operar los dos simultáneamente en sus curvas
lentas pero el restaurador 3 ya tiene sus cuatro operaciones y solo recierra el
restaurador 1 y el restaurador 3 queda abierto para despejar la falla, y se
logra una buena coordinación entre estos dos dispositivos.
83
F.I.M.E
5.3.3 COORDINACIÓN ENTRE EL RESTAURADOR 1 Y EL
RESTAURADOR 4
La coordinación entre el restaurador 1 y restaurador 4 no es buena ya que
sus curvas de retardo no tienen una separación mínima entre ellas de 0.2
segundos, por lo que los dos restauradores operaran simultáneamente, pero
como el restaurador 1 tiene diferente secuencia de operaciones, y si existe
una falla en el ramal que protege el restaurador 4, los dos restauradores la
detectan y operan simultáneamente en su primera operación rápida, la
segunda operación solo la hace el restaurador 4 en su curva rápida, la tercera
operación la pueden hacer los dos al mismo tiempo pero en su curva lenta,
(tomando en cuenta que para el restaurador 1 seria su segunda operación),
en la ultima operación pueden operar los dos simultáneamente en sus curvas
lentas pero el restaurador 4 ya tiene sus cuatro operaciones y solo recierra el
restaurador 1 y el restaurador 3 queda abierto para despejar la falla, y se
logra una buena coordinación entre estos dos dispositivos.
84
F.I.M.E
5.3.4 COORDINACIÓN ENTRE EL RESTAURADOR 1 Y EL
RESTAURADOR 2
El restaurador 1 tiene una secuencia de una operación rápida y tres con
retardo, el restaurador 2 tiene una secuencia de dos operaciones rápidas y
tres con retardo, se puede ver que para fallas cercanas al restaurador 2 y al
final de la zona de protección de este, el tiempo de separación entre las
curvas de retardo de tiempo de los dos restauradores es mayor a 0.2
segundos y se asegura que estos dos restauradores no operarán
simultáneamente ya también tienen diferente secuencia de operaciones., por
lo que existe una buena coordinación entre ellos.
En el ANEXO 47 se muestra la grafica donde se ve la coordinación
85
F.I.M.E
5.3.5 COORDINACIÓN ENTRE EL RESTAURADOR 2 Y EL
SECCIONALIZADOR 1
Para esta coordinación el seccionalizador se debe de ajustar para un conteo
menos que el numero de operaciones del restaurador 2, para que en caso de
que exista una falla permanente en el ramal que protege el seccionalizador el
seccionalizador la libere antes de la cuarta operación del restaurador
(segunda operación don retardo) y cuando el restaurador cierre sus
contactos la falla ya no exista y se restablece el servicio a la sección sin falla
del alimentador
86
F.I.M.E
5.3.6 COORDINACIÓN ENTRE EL RESTAURADOR 2 Y LOS
FUSIBLES F0022 Y F0032
El restaurador debe liberar todas las fallas temporales que se presenten
dentro de su zona de protección, es decir debe de operar en su curva rápida
antes que el fusible opere, y así mismo durante las operaciones rápidas del
restaurador el fusible no debe de sufrir daño térmico por lo que las curvas
rápidas del restaurador son modificadas en la grafica de tiempo corriente por
un factor de 1.5 debido a que el tiempo de recierre es de 2 segundos,
En el ANEXO 48 se muestra la grafica de la coordinación entre el fusible
F0022 (40 k), y el restaurador dos.
Se observa que para una falla temporal cerca de la ubicación del fusible o al
final del ramal, el restaurador la liberara en su curva rápida y durante estas
operaciones rápidas el fusible no sufrirá daño térmico debido a las
operaciones rápidas del restaurador, si la falla es permanente el fusible la
liberara antes de que el restaurador la libere en su curva lenta, por lo que
existe una buena coordinación entre estos dos dispositivos.
87
F.I.M.E
ANALISIS CRÍTICO DE LOS DIFERENTES ENFOQUES
Los sistemas de distribución aéreo y subterráneo se pueden observar las
semejanzas básicas que hay entre ellos, así como sus diferencias
fundamentales.Los sistemas aéreos utilizan usualmente una configuración de
tipo radial, la cual consiste en conductores desnudos de calibre grueso en el
principio de la línea y de menor calibre en las derivaciones a servicios o al
final de la línea. En algunos casos cuando se requiere una mayor flexibilidad y
continuidad del servicio se utilizan configuraciones más elaboradas. Estos
sistemas se caracterizan por su sencillez y economía.
Los sistemas subterráneos se construyen en zonas urbanas con alta densidad
de carga y fuertes tendencias de crecimiento, debido a la confiabilidad de
servicio y la limpieza que estas instalaciones proporcionan al paisaje.
Naturalmente, este aumento en la confiabilidad y en la estética involucra un
incremento en el costo de las instalaciones.
Debido a estas similitudes, diferencias, ventajas y desventajas de las redes de
distribuciones aéreas y subterráneas damos mención a todo lo relacionado
con los 2 tipos de redes y sus dispositivos de protección.
88
F.I.M.E
CAPITULO III
89
F.I.M.E
CONCLUSIONES
Los dispostivos de protección tienen la finalidad de mantener tanto la
seguridad de los equipos e instalaciones como también la de las personas
que se encuentran en su entorno garantizando la continuidad del suministro
de la energía eléctrica.
La adquisición de los conocimientos adecuados de los dispostivos de
proteccion en redes eléctricas de distribución mencionados en esta tesina,
determinan la capacidad de un estudiante de ingeniería de elegir el
dispositivo ideal para la satisfacción de los requerimientos de cualquier
proceso para los cuales sea necesaria la utilización de estos dispostivos, ya
que cada característica en particular, como el voltaje de operación , puede
ser el determinante para el uso futuro de estos dispositivos.
90
F.I.M.E
BIBLIOGRAFIA
SISTEMAS DE TRANSMISIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE POTENCIA ELÉCTRICA
Enríquez Harper, Gilberto
Primera edicion
Editorial Limusa
SISTEMAS DE DISTRIBUCION DE ENERGIA ELECTRICA
Jose dolores juarez cervantes
1995
REDES ELECTRICAS
Silva
Editorial Pearson
2006
CONSULTADO DESDE LIBRERÍA DE GOOGLE
http://www.buenastareas.com/ensayos/Red-De-Distribucion-De-EnergiaElectrica/762266.html
http://librosdeelectronica.blogspot.mx/2011/12/redes-de-distribucioncedeco.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Red_de_distribuci%C3%B3n_de_energ%C3%AD
a_el%C3%A9ctrica
http://redsocialeducativa.euroinnova.es/pg/blog/read/583567/dispositivosempleados-para-la-proteccin-de-redes-y-equipos-que-conforman-el-sistemade-distribuci
http://www.cfe.gob.mx/ConoceCFE/1_AcercadeCFE/Estadisticas/Paginas/Ind
icadores-operativos.aspx
91
F.I.M.E
ANEXOS
92
F.I.M.E
ANEXO 1
Prototipo de sistema de generación instalada en México para
abastecer las industrias mineras conservado en el museo
Tecnológico de Electricidad
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FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
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TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
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93
LUGAR Y FECHA:
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F.I.M.E
ANEXO 2
Capacidad instalada en Mexico en [MW]
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ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
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LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 3
Capacidad instalada por fuentes renovables de energía [MW]
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TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
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LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 4
Diagrama de sistema de potencia
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TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
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96
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 5
Sistema de distribución aéreo y subterraneo
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ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
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97
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 6
Tipo de aislamientos y envoltura de conductores
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ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
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98
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 7
Diagrama de conexiones y voltaje secundarios
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TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
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99
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 8
Alimentador primario de distribución
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ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
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100
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
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F.I.M.E
ANEXO 9
Niveles de voltaje típicos de alimentadores primarios
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COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
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LUGAR Y FECHA:
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F.I.M.E
ANEXO 10
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COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
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102
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 11
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COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
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103
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 12
Diagrama de red radial subterránea en M.T. derivada de un
alimentador subterráneo
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COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
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LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 13
Diagrama de una red subterránea en anillo abierto en M.T. derivada de
un alimentador subterráneo
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ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
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105
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 14
Diagrama de una red subterránea en anillo abierto en M.T
Derivada de dos alimentadores subterráneos
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TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
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106
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 15
Diagrama de una red subterránea en anillo abierto en M.T.
Derivado de un alimentador aéreo
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TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
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107
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 16
Diagrama de una red subterránea en anillo abierto en M.T.
Derivado de dos alimentadores aereos
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ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
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108
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 17
Diagrama de una estructura en doble derivación en M.T.
Con alimentadores aéreos
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ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
OMAR CASTRO MARTINEZ
109
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 18
Diagrama de una estructura en doble derivación en M.T.
Con alimentadores subterráneos
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
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ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
OMAR CASTRO MARTINEZ
110
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 19
Imagen de un fusible
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TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
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111
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 20
Imagen de un relevador
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ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
OMAR CASTRO MARTINEZ
112
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 21
Imagen de un Restaurador
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
OMAR CASTRO MARTINEZ
113
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
TRIPOLAR
MONOPOLAR
ANEXO 22
Imagen de un seccionalizador monopolar y tripolar
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
OMAR CASTRO MARTINEZ
114
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 23
Curva resultante Fusible - Fusible
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
OMAR CASTRO MARTINEZ
115
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 24
Curva resultante Relevador - Fusible
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
OMAR CASTRO MARTINEZ
116
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 25
Curva resultante Relevador - Restaurador
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
OMAR CASTRO MARTINEZ
117
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 26
Curva de disparo y despeje entre la coordinación
Restaurador - Fusible
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
OMAR CASTRO MARTINEZ
118
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 27
Curvas del tiempo permitido para la recuperación
Y enfriamiento del fusible entre la coordinación
Fusible- Restaurador
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
OMAR CASTRO MARTINEZ
119
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 28
Diagrama del Restaurador y sus conteos y la curva de
Seguridad de Seccionalizador entre la coordinación
Restaurador – Seccionalizador
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
OMAR CASTRO MARTINEZ
120
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 29
Se muestra un criterio de coordinación restaurador-seccionalizadorfusible donde se muestra la curva de seguridad
Del seccionalizador así como la del conductor y el rango de
coordinación de fusibles
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
OMAR CASTRO MARTINEZ
121
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 30
Corrientes trifásicas y de fase a tierra del alimentador CBS-4050
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
OMAR CASTRO MARTINEZ
122
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 31
Características en el punto de instalación del restaurador 1
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
OMAR CASTRO MARTINEZ
123
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 32
Características del restaurador 1
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
OMAR CASTRO MARTINEZ
124
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 33
Características en el punto de instalación del restaurador2
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
OMAR CASTRO MARTINEZ
125
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 34
Características del restaurador 2
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
OMAR CASTRO MARTINEZ
126
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 35
Grafica de no-coordinación entre el restaurador 1 y el fusible 40K
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
OMAR CASTRO MARTINEZ
127
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 36
Características en el punto de instalación del restaurador 3
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
OMAR CASTRO MARTINEZ
128
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 37
Características del restaurador 3
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
OMAR CASTRO MARTINEZ
129
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 38
Características en el punto de instalación del restaurador 4
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
OMAR CASTRO MARTINEZ
130
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 39
Características del restaurador 4
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
OMAR CASTRO MARTINEZ
131
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 40
Características en el punto de instalación del seccionalizador
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
OMAR CASTRO MARTINEZ
132
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 41
Grafica de no-coordinación entre el restaurador 2 y fusibles menores
de 25k
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
OMAR CASTRO MARTINEZ
133
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 42
Grafica de los tiempos del restaurador
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
OMAR CASTRO MARTINEZ
134
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 43
Dispositivos de protección instalados en el alimentador CBS-4050
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
OMAR CASTRO MARTINEZ
135
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 44
Características de los dispositivos instalados en el alimentador CBS4050
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
OMAR CASTRO MARTINEZ
136
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 45
Grafica de coordinación entre el relevador de fase del transformador y
el restaurador 1
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
OMAR CASTRO MARTINEZ
137
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 46
Grafica de coordinación entre el restaurador 1 y el restaurador 3
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
OMAR CASTRO MARTINEZ
138
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 47
Coordinación entre el restaurador 1 y el restaurador 2
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
OMAR CASTRO MARTINEZ
139
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013
F.I.M.E
ANEXO 48
Coordinación entre el restaurador 2 y el fusible F0022
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ZONA POZA RICA-TUXPAN
TESINA
COORDINACION DE DISPOSITIVOS DE PROCCION EN
REDES DE DISTRIBUCION
SUSTENTANTE:
OMAR CASTRO MARTINEZ
140
LUGAR Y FECHA:
POZA RICA VERACRUZ
MARZO 2013