Encuadre de La Asignatura
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Encuadre de la Asignatura
Encuadre de la AsignaturaDISEO DE SISTEMAS ELECTRICOS CONFIABLES
ENERO - 2014
ENCUADREPresentacin de los participantes Qu se va hacer?Cmo se va hacer?Compromiso ProfesorCompromiso Estudiantes
ENCUADREPresentacin de los participantes
ENCUADREEn este curso se establecer una dinmica de enseanza aprendizaje, en el cual el Estudiante tiene una participacin activa
Se presentarn criterios de diseo en un rea donde existen vacos y filosofas contradictorias para dar servicio de electricidad a plantas industriales
ENCUADREEsta es una de las pocas universidades donde se brinda un curso que aborde en forma integral los problemas de la red e instalaciones elctricas internas, a fin de conseguir una mejor confiabilidad en el servicio de electricidad para una planta industrial
La asignatura est basada en la norma IEEE Std 493 Recommended Practice for the Design of Reliable Industrial and Commercial Power Systems
ENCUADRERevisaremos cosas realmente sencillas, que son de sentido comn, pero subyace en ello graves errores (por ejemplo, en la seleccin del voltaje del secundario del transformador)
Veremos otras cosas realmente complicadas!!!
ENCUADREAplicacin prctica de conceptos relevantes:Corriente de cortocircuitoCorriente de estado estable o continuaCorriente de corto plazoCapacidad transitoria (efecto I2t)Seleccin de equiposCoordinacin de aislamientoProteccin contra rayosProteccin contra fallas (coordinacin de protecciones)Puesta a tierra para sistemas electrnicosProteccin contra perturbaciones de voltaje
ENCUADREEnfoque integradoDistribucin de energaOperacin y MantenimientoDiseo de Sistemas ElctricosDiseo de subestacionesProyectosPower QualitySeleccin del neutroPuesta a tierraCoordinacin de Protecciones y de Aislamiento
ENCUADRECompromiso del Profesor:
Asistir regularmenteCumplir con el horario (avisar si hay retraso en la llegada)Contestar todas las preguntas. Investigar aquellas preguntas que no pueda contestar de inmediatoActuar integramenteCompartir conocimientos de Ingeniera aplicada
ENCUADRECompromiso del Estudiante:
Asistir a clase regularmenteParticipar activamenteCuestionar, cuestionar, cuestionarAplicar el mtodo de diseo de ingenieraEntregar tareas exaula
ENCUADRECompetencias por desarrollar
Analizar y aplicar esquemas de alimentacin de Red hacia plantas industriales
Conocer y aplicar medidas para mejorar la confiabilidad de plantas industriales
Disear esquemas de alimentacin interna (subestaciones de servicio)
ENCUADREQu es confiabilidad?
Aplicar la seguridad industrial SAFETY- como primer valor empresarial
Porqu es importante que los sistemas de suministro elctrico deberan ser confiables?
Qu debe tener un sistema elctrico para ser confiable?
Bibliografa fundamentalIEEE Std 493-1997 IEEE Recommended Practice for the Design of Reliable Industrial and Commercial Power Systems
Contenido GeneralEncuadrePlaneacin y DiseoDatos de Confiabilidad del equipamiento elctricoEvaluacin y mejora de la confiabilidad de una planta existenteMantenimiento preventivo elctricoEnerga de emergencia y en standbyEjemplos de anlisis de confiabilidad
Mtodo de AprendizajeExposicin en clase de aspectos tericoSolucin de problemas de Diseo ejemplosTareas en clase realizadas en equipoTareas Ex-aula resolviendo problemas de anlisis y de diseoExmenes parciales con todo el material de consulta e internet
Uso de Memorias de Clculo
Se le encomendar a los estudiantes que elaboren y documenten por medio de Memoria de Clculo, todos los clculos de ingeniera o proyectoQu debe contener?Datos Algoritmo de clculo (si aplica)Frmulas utilizadasEsquemas descriptivosResultados de programas de simulacin (si aplica)Referencias bibliogrficasNormas utilizadasAprendiendo diseo con problemas de diseoEn las clases se asignarn pequeas tareas de diseo, a resolverse con pequeos clculos, dibujos esquemticos, investigacin y aplicacinUna cantidad importante de problemas del curso son de diseoTrabajo de diseo en clase: Se asignar un problema de diseo, y se formarn grupos donde cada uno seguir un enfoque distintoUn trabajo de Diseo ser asignado desde el principio del ciclo
Visitas de campo
VisitaLugarPropsitoLnea 115 kV Carretera de Oro, sector de San Bartolo y San MartnReconocer las caractersticas nicas de una lnea muy confiableLnea 23 kV y 46 kVCarretera hacia QuezaltepequeCaractersticas de estas lnea de distribucin y subtransmisinSubestacinPendienteHacer gestin con empresas elctricasZona FrancaSan Bartolo Caractersticas de diseo de redEvaluacin
Exmenes ParcialesSimulacin de condicin tpica de resolucin de problemas del mundo realEvaluacin con problemas prcticosPreguntas tericas de interpretacin Toda la informacin disponibleAcceso a internetUso de softwareUso de apuntes de claseNo copiar
Valores a reforzar en clasePuntualidadResponsabilidadActitud crticaParticipacin activaSinceridad y verdadRespeto a las personasRespeto al derecho intelectualLibertad intelectualCreatividad
Propiedad intelectualTodas las imgenes han sido tomadas de la Internet PblicaImgenes de especificaciones tcnicas de dispositivos proporcionadas libremente por el fabricanteFotografas de dispositivos instalados en las calles y carreteras de El Salvador
seguimosUn repaso de lo tratado en la clase anteriorEstamos en el encuadre de la materia
Metodolgicamente, seguiremos en clase un enfoque pedaggico llamado constructivista
El estudiante ser dinmico, participativo e interactivo
Induciremos a aprender a aprender, aprender a hacer
Un repaso de lo tratado en la clase anteriorNuestro clima de aprendizaje ser positivo, para trabajar en equipo, de cooperacin, en aprendizaje grupal, integrador
Aprenderemos ms de lo que est planificado en el programa, porque participaremos todos
Usted esta investigando y quiere aprender, lo dice al grupo, pregunta activamente y proporciona tambin respuestas!!!
SAFETYLa seguridad es primero
Todos los accidentes son prevenibles
Fuente: Dupont
SAFETYLa industria Elctrica es una de las ms peligrosas
Establecer y fortalecer una cultura de seguridad
Es obligatorio la accin de prevenir accidentes
Cumplir con todos los requerimientos de seguridad establecidas en la LeySAFETYRespetar los espacios de trabajos para el mantenimiento y operacin
Desarrollar y dar vida a un Programa de Seguridad
Usar procedimientos seguros de trabajos
Utilizar diagramas unifilares y planos actualizados
Cumplir con las normas de construccin de instalaciones elctricasSAFETYFuentes de informacin:
Libre: OSHA (https://www.osha.gov/)
Pagada: Dupont (http://www.dupont.com)
Pagada: IEEE (NESC, IEEE Std 902)
SAFETYOSHA:Regla 1910.333
Prcticas de trabajo seguro debern ser empleados para prevenir choques elctricos u otros daos resultantes de contactos directos o indirectos, cuando el trabajo es ejecutado cerca o en equipos o circuitos que estn o pueden estar energizados. Las prcticas de trabajo seguro debern ser consistentes con la naturaleza y extensin de los peligros elctricos asociados.SAFETYIEEE Std 902:Estableciendo un programa de seguridad elctrica
Antes que un equipo de deporte entre a cualquier juego, los entrenadores preparan un plan de juego diseado para enfrentar al equipo oponente. Si todos los miembros del equipo se desempean de acuerdo al plan, el equipo tiene una mejor oportunidad de ganar. Un programa de seguridad elctrica es muy parecido a un programa de juego. Es un plan diseado para que ni por las condiciones de trabajo, ni por las acciones de las personas, se exponga al personal en forma innecesaria a los riesgos de la electricidad. Estableciendo un programa de seguridad elctrica y estar seguro que los empleados lo siguen, puede significar el gane del juego contra daos o muerte accidental debido a incidentes elctricos.
SAFETYTres buenas razones para practicar la seguridad industrial:Razones personales, la cual afecta a todos procurando el cuido del personal de campo y empleadoresRazones empresariales, porque la seguridad es un buen negocioRazones Regulatorias y Legales, porque las violaciones pueden resultar en multas y/o penas de prisin
Uso de EPP y EPCUso de camiones canastas para trabajo con lneas energizadas a contacto o en proximidadUso de EPP y EPCEs preferible usar camiones canastas que utilizar estrobos o escaleras en trabajos en alturas
Fallas
Planteamiento del ProblemaUna interrupcin del servicio puede costar $500,000 o ms cuando afectan varias plantas industriales grandes
Las plantas industriales con fallas frecuentes tienen grandes prdidas y pueden incumplir compromisos de produccin
Un sistema poco confiable puede dar lugar a accidentes de trabajo gravesPlanteamiento del ProblemaApagones de servicio por racionamiento tambin pueden generar grandes prdidas y graves costos de produccin a las plantas, sobre todo aquellas que no tienen plantas de emergencia
39Planteamiento del ProblemaUna falla elctrica de 10 horas produjo prdidas de $20,000 por muerte de todos los peces en granja pesquera. La falla se produjo durante una tormenta elctrica.
40Strange But TrueVamos a realizar un uso correcto del clculo de potencia trifsica:
S = 3 * VLL * ILDimensionamiento del conductor
DondeI: Corriente en kAAmm2 : seccin transversal del conductor en mm2Tm: es la temperatura mxima permisible en CTa: es la temperatura ambienteTr: es la temperatura de referencia para las constante de materiales en C0: es el coeficiente trmico de resistividad a 0C en 1/Cr: es el coeficiente trmico de resistividad a la temperatura de referencia Trr: es la resistividad del conductor a la temperatura de referencia TrK0: 1/ 0tc: es la duracin de la corriente en sTCAP: es la capacidad trmica por volumen de la Tabla 1 IEEE Std 80Introduccin a los Sistemas de Distribucin
Transmisin: 115 kV ms. Interconexin Centro Americana, con el sur de Mxico (en proyecto con Colombia). Sistema en RedSubtransmisin: 46 kV (sistema diseado radial e interconexiones)
Distribucin: 4.16 a 34.5 kVDiseo de red de distribucin:SubestacionesCircuitos primariosCircuito secundario (500 a 600 m)Sistema radial con interconexiones entre circuitosLnea troncal (principal con tres fases) y derivaciones 3L, 2L y 1LEl 90% de fallas en Distribucin
ENS Tx = $0.25M; ENS Dx = $2.5 MInterconexin Elctrica Panam - Colombia
Proyecto de 600 km de lnea a 400 kV, HVDC, con capacidad de 400 MW entre Panam (subestacin Panam II) y Colombia (subestacin Cerromatoso)Definicin de ConfiabilidadEs la probabilidad de que un equipo o un sistema cumpla con su misin especfica bajo condiciones de uso determinado y en un tiempo determinado
Definicin de ConfiabilidadConfiabilidad es:
Baja cantidad de fallasMnimo tiempo de restablecimiento ante fallasBajo tiempo de interrupcin por aoAlta disponibilidad del sistemaBaja energa no servida
Definicin de ConfiabilidadEl diseo de sistemas de potencia industrial y comercial es de considerable inters a muchas personas. Antes de 1962, un punto de vista cualitativo era tomado cuando se intentaba realizar este objetivo. La necesidad por un enfoque cuantitativo fue primeramente reconocido al principio de los aos 60, cuando la AIEE organiz el primer estudio de confiabilidad del equipamiento elctrico de plantas industriales (1962). De este estudio de la AIEE, le siguieron otros estudios de la IEEE, en 1973 y 1979, que fueron la base para la IEEE Std. 493-1980. Seis estudios adicionales de la IEEE se hicieron posteriormente.
Proceso de Ideas para el diseo confiable de un sistema elctrico para una planta industrialBuena prctica de Diseo y ConstruccinCriterio de confiabilidadEsquema confiable de alimentacinSimplicidad de operacinRegulacin de voltajeMantenimientoFlexibilidad en las expansiones futurasSeleccin del voltajeProteccin contra transitorios de voltajeDispositivos de proteccin del sistemaPuesta a tierra y correcta prctica de cableadoMitigacin de problemas de calidad de energa
Definicin de interrupcinInterrupcin forzada: una interrupcin (falla) que no puede ser diferida.
Interrupcin: la prdida del suministro de energa elctrica a una o ms cargas
Indisponibilidad (outage): El estado de un componente o sistema que no esta disponible para ejecutar apropiadamente su funcin pensada debido a algn evento directamente asociado a dicho componente o sistema
Definicin de interrupcinLa duracin de una interrupcin puede ser
Momentnea: Menor a 3 minutos (por accionamiento de un recloser o interruptor a una falla transitoria o maniobra)
Permanente: Mayor a 3 minutos (por falla permanente, accionamiento de fusible o interrupcin programada)
Definicin de interrupcinHay varios criterios para definir la duracin de una interrupcin permanente:
SIGET: La duracin es de ms de 3 minutos
IEEE: La duracin es de ms de 5 minutos
Se puede medir la Confiabilidad?S
Como muchos conceptos abstractos, hoy da se puede medir la confiabilidad
En fase de diseo: Con probabilidades de falla y tiempo de interrupcin esperadofsrsFrecuenciaDuracinSe puede medir la Confiabilidad?En fase de operacin: Estadstica de fallas, obteniendo la frecuencia y duracin promedio de fallas en el ao
Mtodos de evaluacin de la confiabilidadAnlisis del mnimo conjunto de cortes (IEEE Std 493)
Anlisis del rbol de causas
Reduccin de Red
Modelaje de MarkovAnlisis del mnimo conjunto de cortes (IEEE Std 493)Determinacin del mnimo conjunto de cortes (primer y segundo grado) que ocasionan indisponibilidad al punto en que esta conectada la planta industrial
Calcular los ndices de confiabilidad (frecuencia de falla y duracin promedio de la interrupcin) en el punto donde esta conectada la planta industrialClculo de los ndices de Confiabilidad
fsrs
ndices de Calidad para redes de DistribucinSAIFI: Frecuencia de interrupcin promedio del sistema
SAIDI: Duracin de interrupcin promedio del sistema
FMIK: Frecuencia de interrupcin por kVA
TTIK: Tiempo total de interrupcin por kVA
ENS: Energa no servida = 2 x kWh x tiempo de interrupcinSAIFI
SAIDI
Mtodos para la mejora de la confiabilidadMantenimiento (poda, cambio de aislamiento, etc); mantenimiento peridico, basado en la condicin o RCM
Instalacin de recloser e interruptores
Coordinacin de protecciones (fusibles); poltica de salvar fusibles ante fallas transitorias
Restauracin aguas arriba y aguas abajoMtodos para la mejora de la confiabilidadAutomatizacin de red
Gestin de cuadrillas de reparacin
Reconfiguracin del sistema
Reemplazo de elementos de red deteriorados o que han cumplido su vida tilMtodos para la mejora de la confiabilidadMejora en el diseo de instalaciones; inversiones en la red (uso de cable semiaislados, medidas para evitar fallas por contacto animal, sobreaislar las redes, proteccin contra rayos, instalacin de indicadores de falla)
Mejora en las prcticas operativas de restablecimiento y patrullaje Porqu es importante que los sistemas de suministro elctrico deberan ser confiables?
Ahorra costos de produccin ($$)
Para evitar prdidas de produccin por falta de energa elctrica
Evita averas en las maquinarias
Se resguarda la calidad de los productos manufacturados
Evita paros de produccin
Redes con continuas fallas no estn aptas para servir a la gran industria
Todos los sistemas estn expuestos a fallas
La ingeniera esta en evitar las fallas y reducir sus efectos negativos
En esta asignatura estudiaremosDiseo
El ingeniero es un solucionador de problemas. Cmo hacerlo? Con mtodo o sin mtodo?Pues debera ser siempre con mtodo, utilizando la tcnica
Diseo es creatividad
Entender las necesidades del clientes
Superar sus expectativas
Cumplir con las normas: Seguridad de las personas y de la propiedad
Mtodo de diseoIdentificar el ProblemaRecopilar la informacinBsqueda de soluciones creativasPaso de ideas a diseos preliminaresEvaluacin y seleccin de la mejor solucinPreparacin de informes, planos, especificaciones
Mtodo de diseo
Ingeniera de ProyectoIngeniera conceptual: Marco conceptual del diseo, costo global y consideraciones estratgicas (ubicacin, impacto ambiental, tiempo de ejecucin, etc). Etapa de Planificacin para lograr la aprobacin del proyecto.
Ingeniera bsica: Requerimientos generales de la instalacin y equipos; incluye especificaciones tcnicas y memorias de clculo. Sirve para la licitacin de asignacin del proyecto aprobado para ejecucin.
Ingeniera de detalle: Sirve para la construccin y montaje. Contiene los equipos especficos a montar, ubicacin detallada, conexionado, planos de control y proteccin desarrollado, etcLnea de tiempo
Ingeniera ConceptualIngeniera bsicaIngeniera de detalleLnea de tiempoProblemaDisear el sistema de alimentacin para una planta industrial con una demanda de 6 MVA ubicada en carretera hacia Quezaltepeque. Establecer los requerimientos mnimos de la topologa de red al Distribuidor y el diseo de su subestacin de servicio
Problema
Redondel IntegracinConceptos de diseoRedundancia
Cumplimiento de normas
Bloqueo de perturbaciones
Transferencia bajo carga
Correccin de problemas de calidad de energa
REDUNDANCIA
Subestacin de la Planta IndustialSubestacin de DistribucinBus 480 VBus 23 kVBus 23 kVTRANSFERENCIA BAJO CARGA
Subestacin de la Planta IndustialBus 480 VBus 23 kVBus 23 kVNA83
8421
31
418576REDUNDANCIA
REDUNDANCIA
BLOQUEO DE PERTURBACIONES
Tpicamente para servicio 208 V de entrada y 208 V en la salidaBLOQUEO DE PERTURBACIONES
Por ejemplo, para servicio 480V de entrada y 208 V en la salidaBLOQUEO DE PERTURBACIONES
SOLUCIONES A PROBLEMAS DE CALIDAD DE ENERGA
El UPS es la solucin efectiva a los sags y otros seis (6) problemas de PQEl regulador de voltaje ferroresonante combinado con un UPS resuelven 11 problemas de PQConceptos de diseoDiseo de lnea: Area, con cable semi-aislado o cable subterraneo
Sobreaislar la lnea (300 kV pico CFO)
Cantidad de pararrayos (un juego cada 400 m)
Seleccin del aislador de lneaTipo aisladorANSI 57-1ANSI 57-2ANSI 57-3Voltaje de Aplicacin23KV34.5 KV46 KVCFO (-), KVpico155 205260Flameo en seco a baja frecuencia80110125Flameo en hmedo a baja frecuencia6085100
Seleccin del conductor de lnea
Seleccin del conductor de lneaCable desnudo
Cable semi-aislado (formacin abierta o compacta)
Cable de potencia, para lneas subterrneasNivel de corriente de cortocircuito
Niveles de corriente mxima (sobrecarga)
Zona costera (contaminacin salina)Sujecin con amarradera o mordaza mecnica
Uso de blindaje preformado
Conceptos de diseoSimplicidad en el diseo
Reducir la tasa de falla
Sistema Estable (frecuencia, voltaje)
Tipos de conexin a tierra del neutro del sistema elctrico
Tipos de conexin a tierra del neutro del sistema elctrico
Puesta a tierra del neutro del sistemaEl neutro puede estar conectado a tierra o no aterrizadoUn sistema con neutro no aterrizado es tolerable a las fallas monofsicas; pero si hay proteccin que reaccione a la falla, se tendr el mismo resultado que un sistema con neutro aterrizadoLocalizar el punto de falla en un sistema con neutro no aterrizado es muy difcil y consume mucho tiempo, reduciendo la confiabilidad del sistema
Puesta a tierra del neutro del sistemaLos sistemas con neutro no aterrizado es ms susceptible a la ferroresonanciaEn la ferroresonancia el voltaje de lnea a tierra alcanza generalmente el valor del voltaje de lnea a lnea, o hasta 5 veces el valor normal. Esto deteriora o daa los equiposUn sistema con neutro aterrizado puede ser lo suficientemente confiable, siempre y cuando las protecciones estn coordinadas y solo se aisle la parte afectada por la falla
Ferroresonancia
Conceptos de diseoCapas del Diseo del Sistema Elctrico para una Planta Industrial
Sistema Elctrico (Red Nacional + Sistema Interconectado de Centro AmricaRed de Distribucin o de SubtransmisinSistema Elctrico de la Planta
Conceptos de diseoComponente: Red de Distribucin o Subtransmisin
Esquemas en Red o enmalladosNeutro aterrizado es ms confiableUso de cable neutro o cable de guarda
Conceptos de diseo
Todos los elementos de una estructura de Distribucin estn sujetos a fallaCircuito de DistribucinRSRSubestacin de Distribucin #1Subestacin de Distribucin #2Seccionador de interconexinSeccionador Seccionador Seccionador Seccionador Recloser de LneaRecloser de LneaNAEsquema de seccionamientoProteccin de lneaRespaldo con circuito de apoyoTransferencia bajo carga (sin interrumpir el servicio)Telecontrol (SCADA)REsquema de ST en paralelo o loopSubestacin de DistribucinSuperior a un sistema de SubTransmisin RadialTodas las subestaciones tienen un circuito de apoyoPuede funcionar en modo radial o en red El modo de operacin en red o malla, es el ms confiableSe requieren subestaciones de bus sencillo con interruptores para proteccin y maniobraETESAL46 kV97Las instalaciones elctricas de la planta Industrial debern cumplir con el NEC y dems requerimientos establecidos por SIGETConfiabilidad en la conexin primariaEn la prxima lmina veremos un ejemplo general
Son dos esquemas de alimentacin
Cul es el ms confiable? El caso No. 1?
Qu hace ms confiable el caso No. 2?
Confiabilidad en la conexin primariaCasoFrecuencia(fs)Duracin(rs)10.432.85 h20.242.70 hCaso 1Caso 2Sin seccionamientoCon Recloser de LneaUna breve introduccin al Recloser (1/5)Equipo de Maniobra y ProteccinFuncin continua: CerradoManiobra: Abre y cierra bajo cargaProteccin: Detecta falla y abreRecierre: Recierra una o hasta tres veces, segn configuracinHoy da todos son dispositivos inteligentes (P + COM)Requiere equipo de radiocomunicacin para SCADA (radio + batera + antena)
ControlUna breve introduccin al Recloser (2/5)
Una breve introduccin al Recloser (3/5)
Display del Control Elctrnico OVRUna breve introduccin al Recloser (4/5)
R TrifasicoR MonofsicoArreglo de tres R monofsicoUna breve introduccin al Recloser (5/5)Siempre debe llevar pararrayos (entrada y salida)
Cables de conexin deben ser semiaislados (no usar cables desnudos)
Confiabilidad en la conexin primariaCasoFrecuencia(fs)Duracin(rs)10.432.85 h20.242.70 hCaso 1Caso 2Sin seccionamientoCon Recloser de LneaModos de fallaEstudiaremos las distintas formas que una lnea o subestacin puede fallar para impedir la continuidad del servicioLos diversos modos de falla se clasificarnSe estudiar el FMEA (Anlisis de Modos de Fallas y Efectos) para hallar el conjunto de cortes mnimosLuego se calcularn los ndices de confiabilidad cuantitativosLa red de distribucin es el principal componente que afecta la confiabilidad de una planta industrial
Clculo del Costo de Interrupcin
Evaluacin de costos de Confiabilidad
Evaluacin de costos de Confiabilidad
Cul es el esquema de alimentacin interna que se usar en la planta?Cmo disear un sistema de alimentacin interno confiable?
Separar la carga de Electrnica Sensible de la de FuerzaRedundancia a travs de dos transformadores de suministro Red de 480 V para distribucinEquipo de AC a 480 VProteccin y seccionamiento en la salida del secundario del transformador de servicio
Redundancia en esquema se alimentacin e inmunidad a perturbacionesUso normal !!!!!!!!!!!Cul es el esquema de Red que utilizars para la planta industrial?Sistema RadialEsquema tradicional y econmico (con pobre PQ para carga sensible)
La falla en la proteccin principal, lnea de alimentacin o transformador de servicio provocar una interrupcin
Sin redundancia en MT y BT
Proteccin general en el lado secundario (Main)
Varios circuitos de alimentacin en BT
Sistema Selectivo PrimarioCada transformador puede ser alimentado desde dos fuentes de energa alternas
Combinacin seccionador-fusible en el lado primario
Proteccin general en el lado secundario (Main)
Varios circuitos de alimentacin en BTSistema en Loop Primario
Esquema en loop
Equipos para seccionar parte fallada
Fusible de proteccin en MT. Se puede agregar seccionador tripolar
Proteccin general en el lado secundario
El loop puede estar abierto o cerrado
Con o sin SCADASistema Selectivo Secundario
Esquema de respaldo a nivel secundario
Los dos transformadores deben tener capacidad de contingencia
Hay respaldo por falla o mantenimiento
Sistema de bus en anillo
Esquema primario de maniobra
Es un ejemplo de una subestacin de cuatro interruptores para manejar cuatro elementos
Pueden operarse dos lneas y dos transformadores
Moderada complejidad en el esquema de proteccinNiveles de voltajeDesignacinDos hilosTres hilosCuatro hilosSistemas de Bajo Voltaje120 V120/240 V(240 V)480 V(600 V)208Y/120V240/120 V480Y/277 VMedio Voltaje(2400 V)4160 V(4800 V)(6900 V)13800 V(23000 V)(34500 V)4160Y/2400 V
8320Y/4800 V(12000Y/6930V)12470Y/7200VAlto Voltaje115 kV138 kV(161 kV)230 kVSeleccin del Voltaje de ServicioV UTILIZACIN = V SERVICIOVoltaje requerido por el equipo de utilizacinVoltaje de la subestacin en BT480 V480 V240 V240 V208 V208 VDecisiones incorrectasV UTILIZACIN V SERVICIOVoltaje requerido por el equipo de utilizacinVoltaje de la subestacin en BT277 V240 V240 V208 V
PARTO OBTUSOPROBLEMAS DE BAJO VOLTAJEEQUIPOS DAADOSEl Problema de los sistemas con neutro aislado!!!Hablamos de sistemas en DELTA o estrella sin neutro
Este dolor de cabeza se halla en la red de subtransmisin nacional a 46 kV y en algunas plantas generadoras
Dificultan el despeje efectivo de fallas monofsicas.
Sobrevoltaje en las dos fases sanas, en una falla monofsica, deteriorando el aislamiento de equipos y aisladores
Causan ferroresonancia, lo cual daa pararrayos y transformadores de potencial
Incremento en los tiempos de reposicin del servicio hasta lograr discriminar la fallaSubestacionesDiseo de Sistemas Elctricos Confiables
PlanificacinLa continuidad de la produccin de una planta industrial es solamente tan confiable como lo sea su sistema de distribucin de electricidad
Ningn estndar de sistema de distribucin se adapta a todas las plantas industriales, debido a que rara vez dos plantas industriales tienen similares requerimientosPlanificacinLos requerimientos de cada planta deben ser analizados para establecer la mejor manera de satisfacer dichos requerimientos
Se consideran las condiciones de carga y crecimiento futuro
En la planificacin se debe dimensionar la capacidad adecuada de los equipos (transformadores, interruptores, cables, etc)PlanificacinTodos los equipos deben soportar los niveles de cortocircuito que pueden ocurrir en la planta
Si fuera necesario, se deben limitar los altos niveles de cortocircuito superiores a 15 kA.
Los dispositivos de interrupcin deben funcionar en forma segura en las condiciones ms severas a las cuales estarn expuestasPlanificacinSe debe proteger a los conductores para evitar el contacto accidental:
Encerrando los conductoresInstalando barreras protectorasInstalando el conductor a una altura seguraPlanificacinLos mandos de los seccionadores de maniobra se deben bloquear por candados (o interbloqueos) y colocar seales de advertencia del peligro de operarlos
En la mayora de los casos, a los interruptores y recloser se les instala seccionadores para aislarlos y permitir el mantenimiento del equipo. En tal caso, se pueden poner interbloqueos y se debe desarrollar procedimientos operativos especficos
PlanificacinLos cuartos de control deben construirse de modo que se minimice el mantenimiento no elctrico. Adems, se deben mantener en excelentes condiciones (como que hoy se hubiera puesto en servicio!!)
Los cuartos de control deben tener una salida de emergencia fcil de utilizar
PlanificacinLos aparatos elctricos ubicados fuera de los cuartos especiales deben instalarse con protecciones contra daos mecnicos, acceso de personal no autorizado y proteccin contra daos por el trfico. El rea donde se instala debe ser adecuado para el personal de mantenimiento y operacin
PlanificacinLas subestaciones deben tener seales de peligro de muerte por contacto con el alto voltaje. Estos rtulos se deben ubicar en las cercas de proteccin y puertas. Similar se debe proceder con las puertas de los cuartos elctricos
Debe seleccionarse la ubicacin adecuada de los equipos
Especificando los equipos60 Hz
Condiciones ambientales de El SalvadorAlta humedadClima tropicalPolvoCenizas por quemas de caalesIncidencia de aves y ardillasIncidencias de zopes (cercanos a botaderos de basuras y zonas de ganado)Volumen de lluvia importane (1500 mm al ao)Alto nivel isocerunico
Condiciones ambientales de El SalvadorNivel ssmico altoIncidencia del volcanismo (volcn Ilamatepec y Chaparrastique)Contaminacin salina prxima a la costaDeposicin de partculas en zona del puerto de AcajutlaTasa elevada de crecimiento de vegetacinDerrumbes y deslaves por lluviasInundaciones
Los centros de cargas deben estar en perfecto estado
Los centros de cargas deben estar en perfecto estado
Definiciones
Figure 6-1. Woods Creek Distribution System