Curso - Subestaciones Encapsuladas en Sf6

COORDINACIÓN DE PROYECTOS DE TRANSMISIÓN Y TRANSFORMACIÓNGerencia Técnica

1

Expositores:

Ing. Ignacio Alcocer Moreno

Ing. Jorge Quintana Castañeda

SUBESTACIONES ENCAPSULADAS EN SF6OCTUBRE DE 2005

CONCEPTOS BÁSICOS


2

Subestación eléctrica de potencia

Definición.

Es una instalación que forma parte de un sistema eléctrico constituyendo un nodo en el que convergen y se derivan circuitos para recibir, enviar y/o transformar la energía eléctrica a los diferentes niveles de tensión que requiera la red.


3

Subestación blindada aislada en gas SF6

Definición.

Es una subestación en la cual sus equipos y partes vivas, que operan al voltaje del sistema, están contenidos dentro de compartimentos modulares conformados por envolventes metálicas conectadas entre sí y a potencial de tierra, dentro de las cuales el gas SF6 a presión constituye el principal aislamiento y medio de extinción del arco.


4

Breve historia a nivel mundial

• En la primera mitad del siglo 20 se sintetiza el SF6 en laboratorio, se investigan sus propiedades químicas y físicas, su posible aplicación en la industria eléctrica y el proceso industrial para su producción.

• En 1960 se inician los estudios sobre fundamentos y desarrollo de tecnología asociada al uso del SF6 en equipos eléctricos.

• En 1964 se fabrica el primer interruptor monopresión con gas SF6.

• En 1968 se termina la fabricación de la primera subestación aislada en gas SF6.

• En 1976 se fabrica la primera subestación aislada en gas SF6con tensión de 550 kV.

• En 1983 se fabrica la subestación aislada en gas SF6 más grande del mundo (proyecto Itaipú, Brasil).

• En 1986 se fabrica la primera subestación aislada en gas SF6con tensión de 800 kV.


5

Central Hidroeléctrica de Itaipú

• Una de las centrales hidroeléctricas más grande del

mundo.

• Proyecto Binacional de Brasil y Paraguay sobre el Río

Paraná.

• De origen tuvo 12 600 MW de potencia instalada.

• 18 unidades generadoras de 700 MW cada una.

• Inició con una subestación aislada en gas SF6 con las

siguientes características:

Tensión nominal: 550 kV

Corriente nominal: 4 000 A

Corriente nominal de interrupción: 63 kA

Cantidad de interruptores: 52

Longitud de barras aisladas con gas SF6: 7 500 m

5


6

Experiencia de CFE

• CFE tiene más de 20 años de experiencia en el uso y operación de

subestaciones aisladas en gas SF6 y cuenta con más de 30

subestaciones de este tipo en operación.

• La aplicación de este tipo de subestaciones se ha enfocado a

requerimientos especiales como:

Zonas urbanas con poca disponibilidad de espacio.

Zonas con alto costo de la propiedad.

Zonas de alta contaminación y ambiente corrosivo.

Zonas con restricciones ambientales.

Instalaciones subterráneas.

Otros requerimientos especiales que justifiquen su uso.


7

Principales proyectos de CFE

S.E. San NicolásS.E. P.V. MonterreySubestaciones de 400 kV

S.E. Plaza

S.E. San Nicolás

S.E. Laguna Verde

S.E. San Jerónimo

S.E. Monterrey P.V.

S.E. Petacalco

S.E. Aguamilpa

S.E. Hylsa Maniobras

S.E. San JerónimoS.E. Hylsa Maniobras


8

S.E. San Nicolás

8


9

S.E. San Jerónimo

9


10

S.E. P.V. Monterrey

10


11


11


12


Subestaciones de 230 kV

S.E. Jardín

S.E. Zapopan

S.E. Álamos

S.E. Niños Héroes

S.E. Agua Azul

S.E. Huites

S.E. ZapopanS.E. Agua Azul

S.E. Álamos

S.E. Huites


13


Subestaciones de 115 kVS.E. Pajaritos

S.E. Playa Norte

S.E. J. B. Lobos

S.E. Playa Diamante

S.E. Las Matas

S.E. Boca del Río

S.E. Plaza Dorada

S.E. Lomas del Mar

S.E. Faro

S.E. Contry

S.E. Culiacán Centro

S.E. Cánticas

S.E. Kabah

S.E. Refinería Madero

S.E. Chancanab

S.E. Poktapok

S.E. Kukulcan

S.E. Nichup Te

S.E. Hunab Ku

S.E. Condesa

S.E. Playas

S.E. Gómez Palacio

S.E. Poktapok

S.E. Contry


14

S.E. Poktapok

14


15

S.E. Sector Juárez (230 kV)

S.E. Taxco

S.E. Manzanillo II (400 kV)

S.E. Tecnológico (400 y 115 kV)

Proyectos en proceso

S.E. Sector Juárez

A

EDIFIC IO 2 ED IF IC IO 1

S.E. Taxco


16

Ventajas:Espacio significativamente menor para su instalación.

Mayor grado de seguridad y confiabilidad.

Menor probabilidad de fallas.

Mínima afectación por factores externos (contaminación, altitud, presión de viento, etc.).

Ventajas y desventajas

Menores requerimientos de mantenimiento.

Equipos con mayor avance tecnológico.

Mayor facilidad de transporte e instalación.

Menor impacto visual y ambiental.

Mayor facilidad en el cableado.

Menor nivel de ruido audible.16


17

A S

.E. G

UA

DA

LAJA

RA

N

OR

TEA

S.E

. TE

SIS

TÁN

SALA SF6

EDIFICIO 1

SALA TABLEROS METAL-CLAD 23 kV

PLANTA BAJA

EDIFICIO 2

ANTENA

AREA DEJARDÍN

TORRE

EXPLANADA

(ZONA DE AMORTIGUAMIENTO

AMBIENTAL)

EDIF

ICIO

1

SAL

A S

F6


S.E. La Tuzanía

Área: 41 028 m2

% = 100 %

S.E. Sector Juárez

Área: 3 818 m2

% = 9.3 %

S.E. Agua Azul

Área: 2 783 m2

% = 6.78 %

Espacio significativamente menor para su instalaciónComparación de predios completos


18

60.70

147.60

5.38

19.67

5.38

17.54EDIFICIO 1

SALA SF6

EDIFICIO 1

SALA SF6

A S.E. TESISTÁN A S.E. GUADALAJARA NORTE

S.E. Sector Juárez

Área: 106 m2

% = 1.18 %

S.E. La Tuzanía

Área: 8 959 m2

% = 100 %

S.E. Agua Azul

Área: 94 m2

% = 1.05 %

Comparación de bahíasEspacio significativamente menor para su instalación


19

N

A.V. R E P U B L I C A M E X I C A N A

ACCESO

ACCESO CFE

ACCESO CFE

ZONA DE 400 kV

A S.E. P.V. MONTERREY

A S.E. SAN NICOLAS

SUBESTACION EN SF6

CASETA DE CONTROL

FOSA DE ACEITE

CASETA DE VIGILANCIA

SERV. PROP.

400 kV

ACCESO

SUBESTACION EN SF6 400 kV

S.E. Hylsa Particular


ÁREA: 1 020 m2

Espacio significativamente menor para su instalación


20

Mayor facilidad de transporte e instalación

20


21

Menor impacto visual y ambiental

21


22

Menor impacto visual y ambiental

22


23

Ventajas y desventajas

Desventajas:

Precio superior del equipo.

Mayor problemática para ampliaciones.

Dependencia del fabricante de origen.

Mayor afectación a la instalación en

caso de falla mayor.

S.E. ZapopanS.E. Zapopan

S.E. ZapopanS.E. Zapopan


24

Arreglos de barras empleados por CFE

Tensión de 115 kV• Barra Principal y Barra de Transferencia

• Barra Principal y Barra Auxiliar con interruptor de amarre o transferencia

• Doble Barra y Barra de Transferencia

Tensión de 230 kV


Tensión de 400 kV


• Interruptor y medio


25

Barra Principal y Barra de Transferencia

BARRA DE TRANSFERENCIABARRA PRINCIPAL

L-1

3TP's

1TC 1T-3F-30 MVA115000/13800 V

1C-9,0 km-266 kCM-ACSR

L

LR

L

1 TP

LR

3TC's

L

LR

L

L

RR

RL

L

T-1

LT A S. E. TAMPICO

1 TP 3TC's

CONEXION CABLE-SF6 CONEXION CABLE-SF6

LT A S. E. POLVORIN1C-4,0 km-795 kCM-ACSR

L-2

3TC's1 TP RL

L

CONEXION CABLE-SF6

3TC's 3TC'sCONEXION SF6-AIRE

3AP's

CONEXION CABLE-AIRE

CABLECABLE

CONEXION CABLE-AIRE

3AP's3AP's

CONEXION CABLE-AIRE

CABLE

L-31C-0,05 km-795 kCM-ACSR

LT A S. E. REFINERIA PEMEX

3AP's

1TCT-2

1T-3F-30 MVA115000/13800 V

3AP'sCONEXION SF6-AIRE

S.E. REFINERÍA MADERO SF6

115 kV


26

Doble Barra y Barra de Transferencia

3TPI's

3TC's

3TPI's

L

R

L

3TPI's3TC's

TERMINAL SF6-AIRE

3TC's

L

L

2 C/F

CABLE AEREO ACSR

TERMINAL SF6-AIRE

TERMINAL SF6-AIRE

1113 KCM-ACSR

L

L

BANCO 2 (FUTURO)

/400/115/34,5 kV

/

3T-1F-125 MVA

3AP's

1TC3TC's

1TC3TC's3TC's6TC's

3AP's

R

3TC's

R

L

RBT 115 kV

L

L

R

3TPI's3TC's

TERMINAL SF6-CABLE

3AP's

TERMINAL CABLE-AIRE

CABLE DE POTENCIA

3TPI's

CABLE DE POTENCIA

TERMINAL SF6-CABLE

3AP's

TERMINAL CABLE-AIRE

L

L

R3TC's

TERMINAL CABLE-AIRE

L

L

L

L

L

L

L

L

R

RR R

TERMINAL SF6-CABLE

3AP's

CABLE DE POTENCIA

TERMINAL SF6-CABLE

3AP's

CABLE DE POTENCIA

TERMINAL CABLE-AIRE

B2 115 kV

B1 115 kV

/ /

BANCO 14T-1F-125 MVA400/115/34,5 kV 1TC3TC's

3TC's 1TC

TERMINAL SF6-AIRE

R

R

3TPI's

3TPI's

3TPI's3TC's

3TPI's3TC's

3TPI's3TC's

3TC's

4AP's

6TC's

3TC's

3TC's

4AP's

A BANCO T2 A BANCO T1

2 C/F

CABLE AEREO ACSR1113 KCM-ACSR

3AP's3AP's

L-1L-2L-3L-4

Subestación SF6

115 kV


27

Barra Principal y Barra Auxiliar

3TC's

3TC's

3TP'S

3TP'SL

R

L

3TC's

L

LR

RLLR

A S.E. ATEQUIZA37,5 km-ACSR 1000 kCM

1T-3F-60 MVA230/23 kV

T-2

3AP's

RL

3TC's

L

LL

3TC's

R

TERMINAL SF6-AIRE TERMINAL SF6-AIRE

BARRA AUXILIARBARRA PRINCIPAL

1T-3F-60 MVA230/23 kV

T-1

CONEXIÓN SF6-CABLE CONEXIÓN SF6-CABLE

A S.E. ALAMOS7 km-ACSR 1000 kCM

AMARRE

CABLE DE POTENCIA CABLE DE POTENCIA

3TP's 3TP's

3AP'sS.E. Agua Azul SF

230 kV6


28

Barra Principal y Barra Auxiliar

3AP's

3TC's3 TP's R

LL

R

R1TP

1TP

BARRA AUXILIARBARRA PRINCIPAL

4AP's

400/115/34,5 kV4T-1F-125MVA

BCO-9 3AP's BCO-10

400/115/34,5 kV3T-1F-125MVA

CONEXION SF6-AIRE

L

L3TC's

LLR3 TP's 3TC's

3AP's

LLR

3TC's 3TC'sRLL

LLR3 TP's 3TC's

3AP's 3AP's

3TC's3 TP's R

LL

A S.E. HYLSAA S.E. HUINALA C2A S.E. HUINALA C1A S.E. ESCOBEDO

CONEXION SF6-AIRE

CONEXION SF6-AIRE CONEXION SF6-AIRE CONEXION SF6-AIRE CONEXION SF6-AIRE

400 kVS.E. PV Monterrey SF6


29

Normas y especificacionesPublicación IEC 62271-203Gas-insulated metal-enclosed switchgear for rated voltages above 52 kV.

Publicación internacional aplicable a subestaciones aisladas en gas SF6.

Incluye, entre otros conceptos: condiciones de operación, capacidades nominales, diseño y construcción, pruebas de prototipo, pruebas de rutina, pruebas en sitio, entre otros.

Es de aplicabilidad general.

Se complementa con otras publicaciones aplicables a equipos diversos (interruptores, cuchillas desconectadoras, TC’s, SF6, etc.)

Versión vigente: 2003-11.29


30

Normas y especificaciones

Especificación CFE VY200-40

Subestaciones blindadas aisladas con gas

SF6 (hexafloruro de azufre) para tensiones

de 72,5 a 420 kV.

Establece las características técnicas y

condiciones generales de los equipos.

Define los requerimientos de control de

calidad.

Es de aplicabilidad general.

Se complementa para cada obra con

características particulares.

Versión vigente: Agosto 2004.

30


31

Valores de pruebas dieléctricas y características nominalesTensiones nominales y máximas de diseño (kV)

Características nominales de la subestación

Unidades400/420 230/245 115/123 69/72,5

Tensión nominal kV rcm 400 230 115 69

Frecuencia nominal Hz 60

Corriente nominal en barras A rcm 2000-3150** 2000-3150** 2000-3150** 2000-3150**

Corriente nominal en bahías de salida A rcm 2000-3150 2000-3150 2000-3150 2000-3150

Corriente de corta duración (1 s) kA rcm 40 40* 31,5* 31,5*

Corriente dinámica de corto circuito kA cresta 104 104 82 82

Tensión de aguante al impulso por rayo (1,2 x 50 µs)

kV cresta 1425 1050 550 325

Tensión de aguante al impulso por maniobra

kV cresta 1050 --- --- ---

Tensión de aguante a 60 Hz (1 min) kV rcm 520 460 230 140

Nivel de descargas parciales ρC Nota

NOTA: El fabricante debe establecer valores de garantía en lo que respecta al valor máximo de descarga parciales en pico Coulombs para cada sub ensamble a ser probado durante las pruebas de rutina y/o prototipo.

* Salvo que se especifique otro valor en Características Particulares.** Se debe indicar en las características particulares la corriente nominal de alta y media tensión.


32

Características del gas SF6

• Fórmula química: SF6.

• Gas inerte y químicamente estable.

• Cinco veces más pesado que el aire.

• No tóxico, no inflamable, incoloro e inodoro.

• Producido por reacción directa a 300 °C de azufre fundido y flúor gaseoso.

• Suministrado como gas licuado a su presión de vapor.

• Su densidad a 20 °C y 1 atm es de 6,16 g/l.

• Rigidez dieléctrica de 2,5 a 3 veces superior a la del aire a la misma presión.

• Temperatura de licuefacción muy baja.

• Excelente comportamiento para extinción del arco eléctrico.

• El gas SF6 nuevo debe cumplir con la publicación IEC 60376.

• El uso y manejo de gas SF6 debe cumplir con la publicación IEC 61634.

• La verificación del gas SF6 en operación debe cumplir con la publicación IEC 60480.


33

Rigidez dieléctrica y temperatura de licuefacción del gas SF6

1 2 3 4 5 60

50

100

150

(kV)Tensión 38 mm SF6

Aceite

Aire

Presión(bars)

Rigidez dieléctrica

-60 -50 -40 -30 -20 -10 0 +10 +20 +30 +40 +50 +60 +70 +80 +90 +100

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Presión relativa(bars)

Densidad(g/l)

Temperatura (°C)

curva delicuefacción

41,6

28

Temperatura de licuefacción


34

Descomposición del gas SF6 por efectos del arco eléctrico

Tetrafloruro de silicio, gas tóxico por inhalación

más agua

H2O

MH2O

SiO2

MFn

Arco eléctrico

SiF4 + 2H2OSO2 + 2HF

SOF2 + 2HF

SF4 + 2F

SF6 Gas noble, no tóxico

Tetrafloruro de azufre, gas tóxico más fluor

Material químico por lo regular en polvo el cual

es corrosivo

Fluoruro de tionil, gas tóxico más ácido

fluorhídrico

Anhídrido sulfuroso, gas tóxico o venenoso más

ácido fluorhídrico


35

Grado de toxicidad, Valor Límite Permitido (TLV)

Se refiere a las concentraciones

máximas permitidas en un ambiente

para el seguro desempeño de una

persona promedio en una jornada

de 40 horas por semana.

La naturaleza de los productos

generados en el arqueo, depende

de la cantidad de humedad, ácidos,

y materiales que se encuentran en

la vecindad del arco.

Nombre del gas Nomenclatura TLV (ppm)

Hexafloruro de azufre

Ácido fluorhídrico

Fluoruro de tionil

Tetrafloruro de azufre

Anhídrido sulfuroso

SF6 1000

HF 3

SOF2 2,5

SF4 0,1

SO2 2


36

Riesgos en el manejo del gas SF6

• El SF6 como tal es de mínima afectación para el ser humano, su inhalación, contacto con

los ojos y piel no es de alto riesgo, y produce únicamente efectos menores como irritación,

hinchazón y sensación de frío, particularmente en su estado líquido.

• En estado gaseoso, y únicamente en altas concentraciones dentro de espacios cerrados y

sin ventilación, puede producir asfixia por falta de oxigeno durante la respiración por

tratarse de un gas con mayor densidad que el aire el cual es desplazado por el SF6.

• Los riesgos mayores al ser humano estás dados por los productos derivados de la

descomposición del SF6 por efecto del arco, altas temperaturas y presencia de sustancias o

impurezas presentes en el gas o en los espacios que éste ocupa, y que contribuyen a la

formación de subproductos tanto gaseosos como sólidos en polvo sumamente agresivos y

dañinos por su alto grado de toxicidad.

• El contacto con estas sustancias puede presentarse de dos maneras, una durante la

realización de trabajos de mantenimiento a las partes internas de los compartimentos de

gas de una subestación aislada en SF6 y la segunda, aún más grave, es en caso de una

ruptura o explosión de algún compartimento o parte de la subestación por falla interna,

con expulsión violenta de gases y sustancias, aún con elevadas temperaturas.


37

Medidas preventivas para la seguridad del personal y las instalaciones Medidas para el personal encargado de dar servicio y mantenimiento a la subestación aislada en SF6

Uso de guantes resistentes a productos químicosUso de equipos de protección respiratoriaUso de ropa de material resistente a productos químicosUso de lentes para protección de los ojosUso de calzado resistente a productos químicos

Medidas de seguridad en la subestación aislada en SF6Prever áreas ventiladasMedidas contra incendioEvitar equipos o instalaciones que produzcan altas temperaturasSalidas de emergenciaEvitar acumulación del SF6 en espacios cerradosInstalaciones hidrosanitarias cercanas para atender al personal afectadoDisponer de equipos y accesorios adecuados para el manejo del SF6 y sus productosRecipientes y espacio adecuados para el almacenamiento del SF6 y sus productos

Otras medidas de seguridadCapacitación al personal para el manejo y desecho del gas y sus productosControl del acceso a personal ajeno a la instalación


38

Componentes principales de una subestación aislada en gas SF6

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

1. BARRAS

2. ENVOLVENTES

3. INTERRUPTOR

4. CUCHILLAS DESCONECTADORAS

5. CUCHILLAS DE PUESTA A TIERRA

6. TC’s

7. TPI’s

8. TERMINALES

9. AISLADORES

10. GABINETE DE CONTROL LOCAL

11. COMPARTIMENTO DE GAS

12. COPLE DE EXPANSIÓN

ELEMENTOS DE POCO USO

APARTARRAYOS

TPC’s

13. DISPOSITIVO SOBREPRESIÓN


39

Materiales

Cobre

Aluminio

Aleaciones

Contactos plateados en puntos de conexión.

Contactos deslizables.

Otros elementos de expansión y contracción.

Diseño para minimizar efecto corona.

Accesorios para facilitar el desensamble.

Sujeción por medio de aisladores.

Partes conductoras

39


40

Materiales de las envolventesAluminio Acero

40

El aluminio es más ligero que el acero.

El acero es más resistente a esfuerzos mecánicos y sobrepresiones internas.

El aluminio se afecta más con fallas internas y es más propenso a posibilidad de perforación por arco interno.

El acero es más pesado y requiere cimentaciones y obra civil más robustas.

El acero es más propenso a la corrosión por agentes externos.

Los efectos magnéticos son mayores sobre las envolventes de acero.

Para un tiempo mínimo de aguante a la perforación por arco interno, la envolvente de aluminio debe tener un espesor mayor al de una envolvente de acero.


41

Tipos de envolventesLos tipos de envolvente en subestaciones aisladas en gas SF6pueden ser de dos tipos.

Monofásicas Trifásicas


42


Ventajas:Campo eléctrico perfectamente distribuido.

Monofásicas


43


Ventajas:Campo eléctrico perfectamente distribuido.

Monofásicas

Elimina la posibilidad de fallas entre fases.Todas las fallas son siempre de fase a tierra.En caso de daño en una de las fases, éste generalmente afecta solo a la fase dañada.

Desventajas:Mayor cantidad de material y dimensiones de las bahías.Requerimientos mayores en cuanto compartimentos, cantidad de gas, y equipo de monitoreo.


44


TrifásicasVentajas:Diseño más compacto.Menor cantidad de material y dimensiones de las bahías.Menor número de compartimentos de gas y de equipos de monitoreo.Mayor facilidad de montaje.

Desventajas:Campo eléctrico irregular.Una falla interna siempre genera una falla entre fases.Un daño en la envolvente siempre afectará las tres fases.


45

La especificación CFE VY200-40 prevé ambas soluciones hasta 145 kV.Para tensiones superiores a 145 kV CFE acepta únicamente envolventes monofásicas.Existen diseños que combinan ambos tipos de envolventes.

Tipos de envolventes

Monofásicas Trifásicas


46

Interruptores• De uso normal• De uso especial:

Switcheo de reactoresSwitcheo de capacitoresCon resistencias de preinserción

• FasesSeparadas o integradas

• Accionamientos

Hidráulico

De resorte

Combinación

Neumático• Operación

Tripolar o monopolar• Posición

Vertical u horizontal46


47

Accionamiento Hidráulico

Esquema

1. Circuito de alta presión

2. Presión atmosférica

3. Presostato

4. Válvula de control

5. Grifo de vaciado

6. Bomba de aceite

7. Filtro

8. Válvula de seguridad

9. Acumulador de nitrógeno

10. Bobina de apertura

11. Bobina de cierre


48

Accionamiento de resorte

Esquema

1. Motor de recargado de resortes

2. Engranaje

3. Resorte en espiral

4. Trinquete de cierre

5. Leva

6. Palanca de rodillos

7. Trinquete de apertura

8. Resorte de apertura


49

Accionamiento combinado

Esquema

1. Aceite a baja presión

2. Aceite a alta presión

3. Bomba de aceite

4. Pistón

5. Válvula de cambio de presión

6. Resorte


50

Posición del interruptor

Interruptor Vertical

Interruptor Horizontal


51

Aíslan los elementos de la subestación.

Fases separadas o integradas.

Operación local y remota.

Accionamiento eléctrico o manual.

Bloqueos mecánicos y eléctricos.

Distintas configuraciones.

Cuchillas desconectadoras

51


52

Conectan a tierra distintas partes de la subestación.

Constituyen medios de seguridad para el personal durante mantenimiento.

Operación local y remota.

Tipos de cuchillas de puesta a tierra:

• Operación normal (lenta).

• Operación rápida.

Las cuchillas rápidas cuentan con capacidad de cierre con altas corrientes.

Las cuchillas rápidas se instalan a la salida de las bahías y en barras.

Existen cuchillas que hacen la función de cuchilla principal + cuchilla de puesta a tierra.

Cuchillas de puesta a tierra

52


53

Cuchillas de puesta a tierra

S.E. REFINERÍA MADERO SF115 kV

6


54

Cuchilla principal + cuchilla de puesta a tierra

♣ DS Open♣ DS Open♣ DS Close

♧ ES Close♧ ES Open♧ ES Open


55

Se recomienda solicitar solo la cantidad de secundarios requeridos.

La exactitud se especifica con base en la publicación IEC 60044-1.

Transformadores de corrienteSon del tipo dona.

Las barras conductoras constituyen el primario del TC.

Pueden ser de relación simple o múltiple.

Cada secundario se arrolla sobre un núcleo independiente.


56

Clases de Exactitud y carga nominal para TC’s

La Especificación CFE VY200-40 define la clase de exactitud para medición y para protección con base en la publicación IEC 60044-1 como sigue:

Tensión nominal

del sistema [kV]

Tensión máxima de diseño del

equipo [kV]

Clase de exactitud

Para medición

Carga nominal

[VA]

69 72,5

85 100

115 123

138 145

161 170

230 245

400 420

0,2 30

420400100

245230

170161

145138

123115

10085

50

10P20

72,569

Carganominal

[VA]

Clase de exactitud

para protección


equipo[kV]

Tensión nominal

del sistema [kV]

Clase de exactitud y carga nominal para medición Clase de exactitud y carga nominal para protección

Hasta abril de 2005, la clase de exactitud y carga se definían con base en la norma ANSI-C57.13

56


57

Transformadores de potencial inductivo (TPI)

Generalmente las tensiones de cada secundario son 115 V con una derivación en 69 V.

Generalmente la capacidad térmica del TPI es mínimo de 1000 VA.

La exactitud se especifica con base en la publicación IEC 60044-2.

Cuentan con un núcleo, un devanado primario y, generalmente, con dos devanados secundarios.

Para envolventes monofásicas cada TPI se encuentra en un compartimento propio.

Para envolventes trifásicas los TPI’s de las tres fases se encuentran en un compartimento común.

TPI monofásico

TPI trifásico


58

Clases de Exactitud y carga nominal para TPI’s

La Especificación CFE VY200-40 define la clase de exactitud con base en la publicación IEC 60044-2 como sigue:

Tensión nominal

del sistema [kV]


equipo [kV]

Clase de exactitud

Carga nominal

[VA]

69 72,5

85 100

115 123

138 145

161 170

230 245

400 420

0,2 100

Clase de exactitud y carga nominal

Hasta abril de 2005, la clase de exactitud y carga se definían con base en la norma ANSI-C57.13

58


59

Terminales SF6- AIRESe emplean para llevar a cabo la transición entre las partes conductoras de las salidas de bahías en gas SF6 y los conductores aéreos de los circuitos.El material de las terminales puede ser de porcelana o algún material sintético.Para tensiones superiores a 123 kV, el montaje debe ser preferentemente vertical, o bien, con una inclinación máxima de 30° respecto a la vertical.La distancia de fuga de las terminales deberáespecificarse de acuerdo al nivel de contaminación del sitio de la instalación.Las terminales conforman un compartimento independiente a otros, e incluyen accesorios para llenado y drenado, monitoreo de gas y accesorios para montaje.Las terminales incluyen sus correspondientes conectores primarios y de puesta a tierra para sus partes metálicas.


60

Terminales SF6- CABLESe emplean para llevar a cabo la transición entre las partes conductoras de las salidas de bahías en gas SF6 y los cables de potencia de los circuitos.

La terminal está formada por un compartimento en gas SF6 que aloja un cono que recibe el cable de potencia debidamente terminado.

Este tipo de terminales pueden ser monofásicas (para recibir el conductor de la fase correspondiente) o trifásicas (para recibir los conductores de las tres fases de un circuito).

Las terminales conforman un compartimento independiente a otros, e incluyen accesorios para llenado y drenado, monitoreo de gas y accesorios para montaje.

Las terminales incluyen sus correspondientes conectores primarios y de puesta a tierra para sus partes metálicas y la pantalla del cable.


61

Terminales SF6- ACEITESe emplean para conectar de manera directa las partes conductoras de las bahías en gas SF6 con las terminales del transformador sin tramos aéreos.

La terminal está conformada por un compartimento en gas SF6 que aloja la boquilla de salida del transformador, acoplándose directamente a la brida de la boquilla.

Este tipo de terminales conforman un compartimento independiente a otros, e incluyen accesorios para llenado y drenado, monitoreo de gas y accesorios para montaje.

Las terminales incluyen sus correspondientes conectores primarios y de puesta a tierra para sus partes metálicas y la terminal de la boquilla.

Su aplicación está restringida y solo se emplea en casos especiales ya que su uso hace que el transformador sea de diseño especial, con las limitantes que esto conlleva.


62

Aisladores

Sirven de soporte a las barras conductoras.

Brindan aislamiento entre partes vivas y

envolventes, y entre fases.

Tipo:

• Estanco. Delimitan compartimentos de

gas.

• Pasante. Permiten el paso de gas entre

compartimentos.

Diseñados para operar con altos gradientes

de potencial.

Soportan efectos producidos por arco

eléctrico y altas presiones.62


63

Gabinetes de control localUn gabinete de control por bahía.

Controla y monitorea el gas SF6.

Aloja los bloqueos eléctricos entre los

equipos.

Interfase entre los equipos de la bahía y

los tableros de PCyM de la subestación.

Mímico para operación local y cuadros

de alarmas.

Cableado a las bahías por medio de

conectores enchufables (excepto para

TC’s y TP’s).


64

Compartimentos

• Mayor número de compartimentos implica un costo mayor de la instalación.

• Una fuga de gas afecta en menor grado a un compartimento de mayor tamaño.

• Un compartimento grande implica más trabajo para el retiro, almacenaje y recarga del gas en caso de mantenimiento, así como mayor capacidad del equipo para manejo del gas SF6.

• Compartimentos pequeños implican mayor número de equipos de supervisión del gas y accesorios para alivio de presión.

• La compartimentación ayuda a que en caso de fuga o falla interna se afecte únicamente a las partes contenidas en un compartimento sin afectar a otros.

Definición. Espacio delimitado por un tramo de la envolvente y por aisladores tipo entanco que contiene un volumen de gas independiente.


65

Cople de expansión

Permite dilatación y contracción longitudinal de las envolventes.

Facilita el ensamble y desensamble de las envolventes.

Reduce esfuerzos en puntos de apoyo y soportes.

Se emplean principalmente en tramos largos de envolvente.

Requiere accesorios para dar continuidad eléctrica a la envolvente.


66

Dispositivo de sobrepresión

Dispositivo de seguridad para la envolvente.

Se localizan en cada uno de los compartimentos de gas

Opera a presiones superiores a las de operación de la subestación, e inferiores a la presión de ruptura de las envolventes.

El gas expulsado se direcciona hacia algún lugar, tratando de minimizar la probabilidad de daño a personal y equipos.


67

Refaccionamiento y equipos especiales

La Especificación CFE VY200-40 establece para subestaciones en SF6

lo siguiente:

Lote de partes de repuesto definido en especificación CFE VY200-40.

Partes de repuesto propuestas por el fabricante.

Herramientas y equipos especiales.


68

Lote de partes de repuesto definido en especificación CFE VY200-40

Un aislador de cada uno de los tipos incluidos en la subestación.

Una terminal SF6–aire (si se tiene de este tipo en la instalación).

Un densímetro para supervisión del gas.

Una placa de ruptura del dispositivo de sobrepresión.

Una botella de gas SF6 de 40 kg.

Un 10% de empaques de cada uno de los tipos utilizados en la instalación.

Un 10 % de filtros de absorción (material secante).

Un juego de contactos principales para un interruptor de cada tipo y tensión.

Un conmutador de contactos auxiliares del mecanismo del interruptor.

Un juego de 12 bobinas de disparo para el interruptor.

Un juego de 6 bobinas cierre para el interruptor.

Un conjunto moto-bomba (para interruptores con mecanismo hidráulico).

Un conjunto moto-compresor (para interruptores con mecanismo neumático).

Un motor para carga del resorte (para interruptores con mecanismo cargado a resorte).

Un manómetro indicador de presión del gas SF6 del compartimento del interruptor.

Un manómetro indicador de presión en el mecanismo del interruptor.


69

Lote de partes de repuesto definido en especificación CFE VY200-40

Un mecanismo completo para cuchillas desconectadoras de cada tipo.

Un motor para el mecanismo de cuchillas desconectadoras.

Un conmutador de contactos auxiliares del mecanismo de cuchillas desconectadoras.

Un mecanismo completo para cuchillas de puesta a tierra de cada tipo.

Un motor para el mecanismo de cuchillas de puesta a tierra.

Un conmutador de contactos auxiliares del mecanismo de cuchillas de puesta a tierra.

Un 10% de componentes del gabinete de control incluyendo relevadores auxiliares,

contactores, arrancadores, fusibles, lámparas de señalización, y unidades de los cuadros de

alarmas, etc.

Grasas y lubricantes necesarios para mantenimiento y/o montaje de por lo menos dos bahías.

Partes de repuesto recomendadas por el fabricante

Son aquellas que cada fabricante, con base en su diseño, recomienda en adición a las especificadas por CFE, siendo opcional su adquisición.


70

Herramientas y equipos especialesCFE requiere que el fabricante incluya un juego de herramientas y equipos especiales para el montaje y mantenimiento del equipo, dentro de los cuales se deben incluir los siguientes:

Equipos de seguridad para el manejo de gas SF6.

Unidad de servicio para transferencia de gas SF6.

Equipo para servicio de carga, descarga, filtrado,

secado, licuado y regeneración de gas SF6.

Un medidor de punto de rocío para el gas SF6.

Un detector de fugas de gas SF6.

Un medidor del grado de pureza del gas SF6.


71

PruebasCFE establece en la Especificación CFE VY200-40 que las pruebas a las subestaciones aisladas deberán efectuarse conforme a lo indicado en la norma IEC 62271-203 Gas-insulated metal-enclosed switchgear for rated voltages above 52 kV, incluyendo principalmente las siguientes:

Pruebas de prototipo

Pruebas de rutina

Pruebas en sitio

Pruebas de puesta en servicio


72

Pruebas de prototipoEstas pruebas se llevan a cabo en laboratorios reconocidos y/o en la fábrica. Su propósito es verificar el diseño del equipo. Se realizan a un solo equipo o componente denominado prototipo.

Pruebas para verificar nivel de aislamiento del equipo y pruebas dieléctricas en circuitos auxiliares.Pruebas de voltaje de radio interferencia (RIV).Pruebas de elevación de temperatura y medición de resistencia del circuito principal.Pruebas de corriente de aguante (pico y corta duración).Pruebas para verificación de capacidades de cierre y apertura.Pruebas de operación mecánica.Pruebas de aguante de envolventes.Verificación del grado de protección de las envolventes.

Pruebas de hermeticidad del gas.Pruebas de compatibilidad electromagnética (EMC).Pruebas adicionales a circuitos de control y auxiliares.Pruebas a particiones.Pruebas de operación satisfactoria a temperaturas límite.Pruebas de desempeño de los aisladores bajo ciclos térmicos y de hermeticidad del gasPruebas de corrosión de conexiones a tierra.Pruebas bajo condiciones de arco por fallas internas.


73

Pruebas de rutina

Pruebas dieléctricas en el circuito principal.

Pruebas en circuitos de control y auxiliares.

Medición de resistencia en el circuito principal.

Pruebas de hermeticidad.

Revisión visual y de diseño.

Pruebas de presión a envolventes.

Pruebas de operación mecánica.

Pruebas en circuitos auxiliares, equipos y bloqueos en el mecanismo de control.

Pruebas de presión en particiones.

Estas pruebas se llevan a cabo en la fábrica. Su propósito es verificar la correcta fabricación del equipo. Estas pruebas se efectúan a todos los equipos y componentes que se suministran.


74

Pruebas en sitio

Pruebas dieléctricas en el circuito principal

Pruebas dieléctricas en circuitos auxiliares

Medición de resistencia en el circuito principal

Pruebas de hermeticidad

Chequeos y verificaciones

Verificación de la calidad del gas

Estas pruebas se llevan a cabo en el sitio de la instalación. Su propósito es verificar la correcta instalación y funcionamiento de los equipos y componentes de la subestación.


75

Pruebas de puesta en servicio

Adicionalmente a las pruebas prototipo, de rutina y en sitio, las cuales deben realizarse conforme a lo indicado en la publicación IEC 62271-203, se deberán efectuar las pruebas para la puesta en servicio de la subestación referidas en el documento Procedimiento para la Puesta en Procedimiento para la Puesta en Servicio de Subestaciones de TransmisiServicio de Subestaciones de Transmisióón y Distribucin y Distribucióónn, las cuales incluyen:

Pruebas preoperativas

Pruebas operativas


76

Supervisión y capacitación

CFE incluye como parte del alcance del fabricante lo siguiente:

Brindar servicios de supervisión durante el montaje, pruebas en sitio y

puesta en servicio de la subestación.

Impartir un programa de entrenamiento para capacitación del personal de

CFE que participará durante el montaje, así como en la operación y

mantenimiento de los equipos.


77

Principales fabricantes

ABB

AREVA

GE-HITACHI

HYUNDAI

MITSUBISHI

MERLIN GERIN

SIEMENS

TOSHIBA

VATECH77


78


79


80


8181


8282


8383


8484


85

Technical Data for 145kV GIS

Motor SpringOperating Mechanism

550 / 650 [kV peak]Lightning Impulse Voltage

230 / 275 [kV rms]Power Frequency Voltage

1.3 , 1.5First- Pole- to- Clear Factor

40 [kA]Rated Short-Time Current

3150 [A]Rated Normal Current

Rated Voltage 123 / 145 [kV]


86

Technical Data for 245kV GIS

HydraulicOperating Mechanism

1050 [kV peak]Lightning Impulse Voltage

460 [kV rms]Power Frequency Voltage

1.3 , 1.5First- Pole- to- Clear Factor

40 / 50 [kA]Rated Short-Time Current


Rated Voltage 245 [kV]


87

Technical Data for 550 kV GIS

HydraulicOperating Mechanism

1550 [kV peak]Lightning Impulse Voltage

50 [kA]Rated Short-Time Current


Rated Voltage 550 [kV]

710 [kV rms]Power Frequency Voltage


88

tensión asignada, 50/60 Hz

tensión soportada a frecuencia industrial

tensión soportada a los impulsos tipo rayo

tensión sopor. a las sobretensiones de maniobra

corriente en servicio continuo*

corriente de corta duración admisible

valor de la cresta de la corriente admisible

poder de corte asignado en cortocircuito

kV ef.

kV ef.

kV crest.

kV crest.

A

kA ef.-s

kA crest.

kA ef.

A

72,5

140

325

N.A.

3150*

50-3

125

50

3150*

123

230

550

N.A.

3150*

50-3

125

50

3150*

145

275

650

N.A.

3150*

50-3

125

50

3150*

170

325

750

N.A.

3150*

50-3

125

50

3150*

juego de barras

llegada/salida

* a una temperatura ambiente de 55°C


89

tensión asignada, 50/60 Hz

tensión soportada a frecuencia industrial

tensión soportada a los impulsos tipo rayo

tensión sopor. a las sobretensiones de maniobra

corriente en servicio continuo*

corriente de corta duración admisible

valor de la cresta de la corriente admisible

poder de corte asignado en cortocircuito

kV ef.

kV ef.

kV crest.

kV crest.

A

kA ef.-s

kA crest.

kA ef.

A

72,5

140

325

N.A.

3150*

50-3

125

50

3150*

123

230

550

N.A.

3150*

50-3

125

50

3150*

145

275

650

N.A.

3150*

50-3

125

50

3150*

170

325

750

N.A.

3150*

50-3

125

50

3150*

245

460

1050

N.A.

4000

50-3

125

50

3150*

300

380

1050

850

4000

50-3

125

50

3150*

juego de barras

llegada/salida

* a una temperatura ambiente de 55°C


90


91


92


93

Características particulares

• Forman parte de las especificaciones de la subestación.

• Complementan a la especificación general CFE VY200-40.

• Presenta con mayor detalle las características y requerimientos con que debe cumplir en forma específica una subestación.


94

Expositores:

Ing. Ignacio Alcocer Moreno

Ing. Jorge Quintana Castañeda

SUBESTACIONES ENCAPSULADAS EN SF6 OCTUBRE DE 2005

CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO


95

Consideraciones para el diseño

Tipo de instalación

Arreglo de barras

Cantidad de bahías

Tamaño típico de bahías

Acometidas de alimentadores

Cantidad y tipo de terminales

Arreglo y distribución de bahías

Dimensionamiento del edificio


96

Tipo de instalación

Tipo interior

Tipo intemperie


97

Arreglos de barras

Tensión de 115 kV• Barra Principal y Barra de Transferencia


• Doble Barra y Barra de Transferencia

Tensión de 230 kV


Tensión de 400 kV


• Interruptor y medio


98

Cantidad de bahías

• Considerar la cantidad de bahías para líneas de transmisión, equipos de transformación y equipos de compensación, de acuerdo a lo establecido en POISE.

• Considerar las bahías para alimentadores futuros, para lo cual:Es conveniente adquirir desde el principio las bahías requeridas para alimentadores futuros programados.

Si no se adquieren bahías para alimentadores futuros, es conveniente dejar previstos los espacios que se requieran.

• A pesar de que no se tenga indicio de alimentadores futuros, es conveniente dejar espacio suficiente en ambos lados del edificiopara eventuales ampliaciones futuras.


99

Cantidad de bahías

3AP's 3TPC's

4AP's

1TC

1RN-1F

16,66 MVAr c/u4R-1F

1AP

SUBESTACIÓN EN SF6, 400 kV

3TPI's

3TPI's

3TC's

BARRA AUXILIAR, 400 kVBARRA PRINCIPAL, 400 kV

TERMINAL SF6-AIRE

3TC's

L

R

9TC's3TC's

4AP's

TERMINAL SF6-AIRE

400/230/13,8 kV

BANCO 14AT-1F-75 MVA

3TC's

1TC

AMARRE

TERMINAL SF6-AIRE

3AP's

L

L

R

L

R

R

L

R

L

3TC's

L

L

2TC

A-1A S.E. TAPACHULA C1

2TO's

3TC's

3TC's3TC's

6TC's


100

Cantidad de bahías

EDIFICIO SUBESTACIÓN AISLADA EN GAS SF6

EQUIPOBARRAS

A S.E.TAPACHULA C2 (FUTURO)

A BANCO DE TRANSFORMACIÓN 1

AMARRE

A S.E. TAPACHULA C1

ALI

ME

NTA

DO

R

ÁREA

PA

RA

MAN

IOB

RA

S

FU

TUR

O

BA

NC

O F

UTU

RO

Y M

ANTE

NIM

IEN

TO


101

Subestaciones hasta 145 kV

Doble Barra (Bahía de Línea)

ABB HYUNDAI MITSUBISHI ALSTOM SIEMENS

Tamaño típico de bahías


102



Tamaño típico de bahíasSubestaciones hasta 145 kV


103





104





105





106





107


ABB HYUNDAI SCHNEIDER ALSTOM SIEMENS



108





109





110





111





112





113

Acometidas de alimentadores

BARRASEDIFICIO SUBESTACIÓN

AISLADA EN SF6

GCL GCL GCL GCL GCLGCL GCL

AMARRE

ALIMENTADOR 1 ALIMENTADOR 2 ALIMENTADOR 3 ALIMENTADOR 4

BANCO 1 BANCO 2


114

Cantidad y tipo de terminales

Terminales SF6-AIRE

Terminales SF6- ACEITE

Terminales SF6- CABLE


115

Arreglo y distribución de bahíasBANCO DE

TRANSFORMACIÓN 1BANCO DE

TRANSFORMACIÓN 2 (FUT)

EDIFICO SUBESTACIÓN

AISLADA EN GAS SF6

AMARREBARRAS

A S.E. TAPACHULA C2A S.E. TAPACHULA C1 A S.E. ESCUINTLA (FUT)


116

Dimensionamiento del edificio (planta)

• Cantidad de bahías

• Tamaño típico de bahías

• Espacios para bahías futuras

• Espacios para mantenimiento

• Espacios para circulación

• Espacios para gabinetes de control

• Tamaño del edificio

• Distanciamiento de terminales

500

350

573

3650

1100


117

Dimensionamiento del edificio (corte)

ESPACIO PARA IZAJE Y MANIOBRAS

• Tamaño típico de bahías

• Espacio para izaje y maniobras

• Espacio para grúa y alumbrado

• Tamaño del edificio

• Distanciamiento de terminales


118

Instalaciones complementarias y otros conceptos

Sótanos y galerías para cables de potencia.

Canalizaciones para cables de control y fuerza.

Puertas para acceso de equipo y de personal.

Grúa viajera para montaje y maniobras.

Instalación eléctrica y sistema de iluminación.

Sistema de barrido de gas SF6.

Sistema contra incendio.

Lumbreras.

Diseño arquitectónico del edificio.118


119

Sótanos y galerías para cables de potencia

SÓTANO PARA CABLES DE POTENCIA

GALERÍA


120

Canalizaciones para cables de control y fuerza

• Cableado propio de la

bahía y sus equipos

• Cableado entre la bahía y

el gabinete de control

local

• Cableado entre el

gabinete de control local y

otros tableros (PCyM,

control supervisorio,

servicios propios, etc.)


121

Puertas para acceso de equipo y de personal

• Puertas para acceso de equipos

del tamaño adecuado para la

bahía o módulo de mayor

tamaño.

• Puertas para acceso de

personal, diseñada con

medidas de seguridad en caso

de emergencia (tipo cortafuego

con barra de pánico).


122

Grúa viajera para montaje y maniobras

• Maniobras de carga y

descarga de los

elementos de la

subestación.

• Montaje de bahías,

gabinetes y tableros.

• Trabajos de reparación

y mantenimiento.


123

Instalación eléctrica y sistema de iluminación

• Interior. Con base en el

uso de lámparas de

aditivos metálicos.

• Exterior. Vapor de sodio

o aditivos metálicos.

• De emergencia. Con

base en el uso de

lámparas

incandescentes de 40

Watts.


124

Sistema de barrido de gas SF6

• Un juego de inyección-

extracción de aire por cada

dos bahías de la subestación

aislada en gas SF6.

DE AIRE FLUJO LAMINAR

FLUJO LAMINARINYECCIÓN

DE AIREEXTRACCIÓN

124


125

Sistema contra incendio

• Medidas de sistema contra

incendio aplicables al edificio

de la subestación aislada en

gas SF6

• Las medidas se definen con

base en lo establecido en la

Guía CFE H1000-38.


126

Lumbreras

• Para acceso de la sala de la subestación aislada en SF6 hacia sótano de cables o azotea del edificio.

• Para acceso de equipos y tableros (cuando se tienen instalaciones en otros niveles)

SÓTANO PARA CABLES DE POTENCIA DE 230 kV

LUMBRERA

126


127

Diseño arquitectónico del edificio

• En zonas urbanas es conveniente que las edificaciones tengan un acabado arquitectónico compatible con el entorno de la zona donde se ubicará la instalación.

• Lo anterior con el propósito de minimizar el impacto visual de las instalaciones.


128

S.E. Sector Juárez (SF6)

2T-3F-60 MVA230/23 kV

2A en 230 kV8A en 23 kV

2 bcos. de capacitoresde 3,6 MVAr en 23 kV

S.E. Sector Juárez Bcos. 1 y 2 (SF6) + MVAr

6K1T1

CaracterísticasNombre No. Obra

Datos de entrada


129

Diagramas evolutivosSUBDIRECCION DE PROGRAMACION R E D T R O N C A L

AREA OCCIDENTAL2004GERENCIA DE PROGRAMACION DE SISTEMAS ELECTRICOS

P.H.AGUA PRIETA

GUAD.OTE.

GUAD.II

TEPIC II

TESISTANPTO.

ACATLAN

ATEQUIZA

ZAPOPAN

ALAMOS

I

II

COLIMA II

MAZAMITLACARAPAN II

MORELIA III

FERTIMEX

P.H.LA VILLITA

COLOMO

P.V.MANZANILLO II

P.V.MANZANILLO

CD.GUZMAN

NKS

A S.E.

TAPEIXTLES

LAZARO CARDENAS POT.

C.T.PETACALCO

AGUAS.POT. P.V.S.L.P

P.V. SAUZ

S.L.P.I

LEON II

CHARCAS IS.L.P.II

LEON III SAN LUIS DE LA PAZ II

QUERETARO I

A P.V.

TULA

QUERETARO POT.

CELAYA II

CELAYA III

IRAPUATO II

DANU

A P.V.

P.H. ZIMAPAN

PITIRERA TULA

1X225MVA

2x146 MW220MW

2X100MVA

2X100MVA 230/115KV

2X100MVA

2X100MVA1X9,2X16.5 MW

4X73.75 MW1X100MVA

4X160 MW , 2X180 MW

6x350MW

2 X 375MVA 400/230 KV1X100MVA 230/115KV

2X100MVA 230/115KV

2x120MW

GUAD.NTE.

1X100MVA

3x320MW

2 X 100MVA

2X60MVA

4x300MW

2x350MW

APATZINGAN I

SILAO II2X100MVA

(SWITCHEO)

DONATOGUERRA

A P.V.

VALLEDEMEXICO

A P.V.

AGUAS.OTE.

VALLARTA POT.

MAZATLAN

P.H. AGUAMILPA

1X100MVA230/69KV

2X300MVA400/230KV

2 X 300MVA400/230 KV

1X375MVA 400/115 KV

400/230KV2X300MVA

2X375MVA 400/230KV

2X155,1X300,1X250 MW2X300MVA400/230KV

2X100MVA

P.V.SALAMANCA

2X100MVA1X225MVA

2X100MVA 230/115KV2 X 375MVA 400/230 KV

2X375MVA 400/230KV

LEON IV

CALERA II2X100MVA 2X100MVA 230/115KV

1X225MVA

A S.E. VICENTE GRO.II

230/115KV230/161KV

230/69KV

230/115KV

2X100MVA

2X100MVA

2X100MVA 230/115KV

2X100MVA

2X100MVA

2 X 100MVA

1X100MVA 230/115KV

2X100MVA

OCOTLAN ABASOLO II2X100MVA2X100MVA230/115KV

GUAD.I2X125MVA230/69KV

IXTAPA POT.

AGUAS.I1X225MVA230/115KV

2x350MW

2X100MVA230/115KV

230/115 KV

2 X 100MVA230/69 KV

230/69 KV

2X60MVA230/23KV2X60MVA

230/23KV

2X100MVA230/69KV

2X100MVA230/69KV

230/115KV

230/115KV

230/115KV

230/115KV

2X100MVA230/69KV

400/230KV230/115KV

230/115KV

230/115KV

230/115KV

230/115KV

230/115KV

2 X 180MVA 400/230KV

NIÑOS H.

1X225MVA230/69 KV

SALAMANCA II230/115 KV

230/115KV

ZACATECAS II

1X100MVA 230/115 KV

200 MVAR

1X100MVA230/115KV

2X60MVA230/23 KV

1X225MVA 230/115 KV

2X225MVA400/230KV

O.I.230 KV

A PIE DE LA CUESTA1X100MVA230/115 KV

LA PILA1 X 225MVA230/115KV

1 X 100MVA230/115KV

CAÑADA2X375MVA 400/230 KV

URUAPAN POT.

1X100MVA 230/161 KV1X100MVA 230/115 KV

1X60MVA230/69/23 KV

1 X 100MVA 230/115 KV

ZAMORA POT.

1X100MVA230/115 KV

MELAQUE

OP.INIC.115 KV

1X60MVA230/23KV

2X100MVA

POTRERILLOS1X100MVA 230/115 KV

2X300MVA 400/230 KV

1X24 MW

OP.INIC.161 KV

1X122.0 MW TG

200 MVAR

230/115 KV

EL POTOSI

230/115 KV

230/115 KV

A S.E. ANAHUAC

S. JUAN DEL RIO II

1X225MVA 230/115 KV

2X375MVA 400/230 KV

S.J. DE LOS LAGOS

ENCARN. DE DIAZOP.INIC 115 KV

LAS DELICIAS

1X450 MW C.C.

CONIN1X225MVA230/115KV

SAN RAFAEL

OCC.PRE / POISE DE SEP-98 / FOG

1X150 MW TG/CC

SLM II MANIOB.

1X375MVA 400/230 KV

FRESNILLO POT.1X225MVA 230/115 KV

A. AZUL

2X60MVA230/23 KV

1X150 MW VAP/CC

TECOMAN POT.TECOMAN POT.

SANTA FE1X225MVA 230/115 KV

MONTEOSCURO1X375MVA 400/230 KV

250 MVAR

230/115KV1X100MVA

1X375MVA 400/115 KV

A S.E. STA. CATARINAMANIOBRAS

A S.E. PRIMERO DE MAYOMANIOBRAS

LINEA DE TRANSMISION DE DOBLE CIRCUITO, TENDIDO DEL PRIMERO


130

Descripción de la Obra

La subestación de transmisión Sector Juárez SF6 será una instalación que incluirá:

• Dos transformadores trifásicos de 60 MVA cada uno con tensiones nominales de 230/23 kV;

• Dos alimentadores en 230 kV para las líneas de transmisión que enlazarán a esta subestación con las subestaciones Guadalajara I y Guadalajara II;

• Ocho alimentadores de distribución en el nivel de 23 kV y dos bancos de capacitores de 3,6 MVAr cada uno en el nivel de 23 kV.

El nivel de 230 kV estará conformado por una subestación blindada aislada en gas SF6 con un arreglo de barras de Barra Principal + Barra Auxiliar con interruptor de amarre o transferencia, la cuál se instalará en el Edificio 1, en tanto que el nivel de 23 kV estará conformado por un tablero tipo Metal–Clad con arreglo de barra simple, el cuál se ubicará en la planta baja del Edificio 2.


131

Características del sitio

Altitud [msnm] 1589

Temperatura máxima extrema [°C] 39,00

Temperatura mínima extrema [°C] -5,50

Días con heladas por año 10,97

Humedad relativa promedio Mensual del mes más alto [%] 73,00

Intensidad de lluvia [mm/hr] 188

Velocidad máxima de viento [km/h] 150

Coeficiente sísmico para terreno firme tipo I [g] 0,36

Coeficiente sísmico para terreno intermedio tipo II [g] 0,64

Coeficiente sísmico para terreno blando tipo III [g] 0,64

Nivel de contaminación [conforme a Publicación IEC 60815] Alto


132

Parámetros eléctricos

Tensiones de sistema y niveles de aislamiento

Tensión nominal del sistema [kV]

Tensión máxima del sistema [kV]

Tensión de aguante al impulso por rayo [kV]

230 245 1050

23 27 150

Niveles de cortocircuito

Nivel de tensión [kV] Falla monofásica [kA] Falla trifásica [kA]

230 25 25

23 25 25


133

Parámetros eléctricos

Distancias de fuga mínimas para aislamientos

Nivel de tensiónConcepto

230 kV 23 kV

Distancia de fuga unitaria [mm/kVf-f] 25 25

Distancia de fuga total de fase a tierra [mm] 6125 675

Concentración de contaminación método de niebla salina [kg/m]

41-112 41-112

Los valores de distancia de fuga unitaria [mm/kVf-f] están referenciados a la tensión máxima del sistema entre fases [kVf-f]. Los valores de distancia de fuga total especificados [mm] corresponden a la distancia mínima que deberán tener los aislamientos externos de la instalación sujetos al potencial del sistema en un extremo y a tierra en otro, independientemente de que éstos estén formados por uno o más elementos en serie, o bien, formados por varios aisladores tipo disco.


134

Impacto ambiental

De acuerdo con las características de la presente Obra, ésta no requiere AUTORIZACIÓN EN MATERIA DE IMPACTO AMBIENTAL. Sin embargo, durante la ejecución de los trabajos, el Contratista deberá cumplir con los lineamientos establecidos en la Norma Oficial Mexicana NOM-113-ECOL-1998, debiendo atender adicionalmente, todas aquellas medidas que por las especificidades de la presente Obra procedan y estén indicadas en el documento “ESPECIFICACIONES AMBIENTALES GENERALES QUE DEBERÁN ACATAR LOS CONTRATISTAS DE DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE SUBESTACIONES ELÉCTRICAS”, así como desarrollar, documentar, implantar, difundir y mantener en uso un Sistema de Administración Ambiental que cubra todas las fases del Proyecto: ingeniería, diseño, adquisiciones, construcción, montaje, pruebas y puesta en servicio con base en lo indicado en el documento “LINEAMIENTOS PARA LA ELABORACIÓN DEL SISTEMA DE ADMINISTRACIÓN AMBIENTAL APLICABLE A LA ETAPA DE CONSTRUCCIÓN DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y SUBESTACIONES ELÉCTRICAS”. Ambos documentos se incluyen en el Volumen I Subestaciones de las Bases de Licitación.

El costo asociado a la aplicación de dichas medidas y a la implementación del Sistema de Administración Ambiental deberá ser considerado por los Licitantes en sus Ofertas como una componente de los costos indirectos de esta Obra.


135

Diagrama unifilar simplificado

BANCO DE3,6 MVAr

CAP. 1

TERMINAL-CABLE

L-8

230/23 kV1T-3F-60 MVATRANSFORMADOR 1 1T-3F-60 MVA

230/23 kV

TRANSFORMADOR 2

TABLERO METAL CLAD 23 kV

BARRA PRINCIPAL 1, 23 kV

L-7L-6L-5L-4L-3L-2L-1

3TC's 3TC's

3TPI's

CABLE DE POTENCIACABLE DE POTENCIA

TERMINAL-CABLE

AMARRE

TERMINALES-CABLE

DE

BAR

RA

S A

MA

RR

E

1T 3F 300 kVA23000/220-127 V

T.S.P.

A S.E. GUADALAJARA I

SUBESTACIÓN EN SF6,

BARRA PRINCIPAL 2, 23 kV

CONEXIÓN SF6-CABLECONEXIÓN SF6-CABLE

3AP's

CONEXIÓN BOQUILLA-CABLE

TERMINAL-CABLE

3CF

TERMINAL-CABLE

3TP's

BARRA PRINCIPAL, 230 kV

BARRA AUXILIAR, 230 kV

TERMINAL SF6-AIRETERMINAL SF6-AIRE

3AP's

TERMINAL-CABLE

CONEXIÓN BOQUILLA-CABLE

A S.E. GUADALAJARA II

R

R3TC's

L

R

L

3TPI's

3TPI's

3TC's

1T 3F 300 kVA23000/220-127 V

T.S.P.

3AP

's

9TC

's

CABLE DE POTENCIA

TERMINALES-CABLE

CABLE DE POTENCIA

3TPI's

3TC's

LL L

R

L

L

RL

3TC's

L

RL

3TC's

9TC

's 3CF

SECCION ESPECIAL

6TC

's

6TC

's

6TC

's

6TC

's

6TC

's

6TC

's

6TC

's

6TC

's

6TC

's

6TC

's

3TP's

3AP

's

SE

CC

ION

BANCO DE3,6 MVAr

CAP. 2

TERMINAL-CABLE

230 kV


136

Ubicación geográfica

La subestación Sector Juárez (SF6) se ubicaráen el predio correspondiente a los lotes I, II, fracción de los lotes III, IV y V, manzana D, delimitado por la Avenida Patria y las Calles Islas Malvinas e Isla Perín, en el fraccionamiento El Sauz, municipio de Guadalajara, Estado de Jalisco.

Coordenadas aprox.:

Latitud: 20° 75’

Longitud: 102° 93’.

N

CROQUIS DE LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA

S.E. SECTOR JUÁREZTerreno para


137

Trayectoria de la LT Sector Juárez Entq. Guadalajara I-Guadalajara II

S.E. GUADALAJARA I

S.E. SECTOR JUÁREZ


138

Plano de Levantamiento Topográfico

DIF JALISCO TERRENO PARAS.E. SECTOR JUÁREZ

SUPERFICIE = 3,817.690 M2

PROP. COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD

ISLA

S M

ALVI

NAS

ISLA PERIN

AV. PATRIA


139

Fotografías del predio de la subestación

139


140

Opciones para acomodo de edificaciones

ISLA PERÍN

AV. PATRIA

N

ISLA

S M

ALVI

NAS

NISLA PERÍN

AV. PATRIA

ISLA

S M

ALVI

NAS


141

Arreglo de la subestación

ANTENATORRE

JARDÍNAREA DE

NCOLECTORTANQUE

DE ACEITE

ESTACIONAMIENTO

CASETA DEVIGILANCIA

7325

6624

7688

3822


SALA SF6

EDIFICIO 1

EDIFICIO 2

BANCOS DECAPACITORES PLANTADIESEL

SUBESTACIÓNSERV. PROPIOS

DE 23 kVTÚNEL DE CABLES T-2


142

Edificio 1 (Planta Subestación Aislada en gas SF6)

SALA SF6

BA

HIA

FUTU

RA

EDIFICIO 1

Y M

AN

IOB

RA

SA

RE

A PA

RA

MA

NTE

NIM

IEN

TO

BA

HIA

FUTU

RA

BA

HIA

FUTU

RA

GCLGCLGCLGCLGCLGCL

LUM

BR

ER

A P

AR

AA

CC

ES

O A

SÓ

TAN

O

N


143

Edificio 1 (Corte Subestación Aislada en gas SF6)

N.P.T. +20+50N.P.T.

SÓTANO PARA CABLES DE

GC

L

POTENCIA DE 230 kV

Corte A-A


144

Edificio 1 (Corte Subestación Aislada en gas SF6)

SÓTANO PARA

GC

L

CABLES DE POTENCIA DE 230 kV

Corte B-B


145

Edificio 2 (Sala de Control y Sala de Tableros Metal-Clad)C

ON

SO

LA D

EIN

GE

NIE

RÍA

1

3

765431 2

9

123456

1514131211

78

109

53 4214

10

43 5

28

5

8 9 11 12 13

1514

1 2 76

Planta Baja

Planta Alta

(Sala Metal-Clad)

(Sala de Control)


146

Edificio 2 (Planta Sala de Control)

LUMBRERAPARA MANIOBRA

TABLEROS DE PCyM (FRENTE)48 VCDMODULAR

125

VC

D 3

60 A

-HB

AN

CO

DE

BA

TER

IAS

No.

2

TABLEROS DE SERVICIOS PROPIOS (FRENTE)

EQUIPOS DE CONTROL (FRENTE)

125 VCDCARGADOR

OFICINA

CO

NS

OLA

DE

ING

EN

IER

ÍA

1

BCO. BAT.48 VCD

3

765431 2

9

BAÑO

53 4214

10

43 5

TABLEROS DE PCyM (FRENTE)

EQUIPOS DE COMUNICACIÓN (FRENTE)

28

SUBE

5

8 9 11 12 13

1514

1 2 76

125 VCDCARGADOR

125 VCDCARGADOR

ACCESOCABLES

ACCESOCABLES

ACCESOCABLES

ACCESOCABLES

ACCESOCABLES

ACCESOCABLES

ACCESOCABLES

ACCESOCABLES

ACCESOCABLES

ACCESOCABLES

125

VC

D 3

60 A

-HB

AN

CO

DE

BA

TER

IAS

No.

1


147

Edificio 2 (Planta Sala de Tableros Metal-Clad)

123456

1514131211

78

109

SUBE

ACCESOCABLES

ACCESOCABLES

ACCESOCABLES

ACCESOCABLES

ACCESOCABLES

ACCESOCABLES

ACCESOCABLES

ACCESOCABLES

ACCESOCABLES

ACCESOCABLES

ACCESOCABLES

ACCESOCABLES


148

Edificio 2 (Corte Sala de Control y Sala de Tableros Metal-Clad)

SÓTANO PARA CABLES DE POTENCIA DE 23 kV

ACCESO CABLES ACCESO CABLES ACCESO CABLES ACCESO CABLES

PLANTA

EXTRACTOR

ALTA

PLANTABAJA

N.P.T.

+20

Corte C-C


149


Corte D-D

LUMBRERAPARA

PLANTA ALTA

PLANTA BAJA

AZOTEA

MANIOBRA

+20

N.P.T.


150


Corte E-E

SE

CC

ION

ES

DE

P

RO

TEC

CIÓ

N

SE

CC

ION

ES

DE

CO

NTR

OL

SE

CC

ION

ES

DE

P

RO

TEC

CIÓ

N

SE

RV

ICIO

S

PR

OP

IOS

+20

N.P.T.


151

Anteproyecto arquitectónico S.E. Sector Juárez

151


152

GRACIAS POR SU ATENCIÓN

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