Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez I IN ND DI IC CE E 1.Introduccin. 2.Objetivos. 3.Estudio de Cargas 3.1. Generalidades 3.2. Factor de Diversidad. 3.3. Factor de Carga. 3.4. Factor de Prdida. 3.5. Horas Equivalentes. 3.6. Grfico de Cargas. 4.Localizacin 4.1. Centros Eventuales de Carga. 4.2. Centros de la Elipse. 4.3. La Dispersin. 4.4. Momento de Correlacin. 4.5. Coeficiente de Correlacin. 4.6. Angulo de los Ejes e Simetra de la Elipse. 4.7. Desviaciones Medio Cuadrticas en el Sistema de Coordenadas , . 4.8. Ecuacin de la Elipse de Dispersin. 4.9. Elipse a los 10 aos. 4.10.Elipse a los 20 aos. 5.Seleccin de los Transformadores. 5.1. Generalidades. 5.2. Seleccin del Nmero de Transformadores. 5.3. Seleccin de la Potencia de los Transformadores. 5.4. Rgimen de Trabajo Econmico de los Transformadores. 5.5. Anlisis Tcnico Econmico de las Variantes. 5.6. Los Gastos Anuales de Explotacin. 5.7. Comparacin del Plazo de Compensacin de las dos variantes. 5.8. Distribucin de las Cargas en los Transformadores. 5.9. Conexin de los Transformadores. 6.Diseo de Barras Colectoras. 6.1. Calibre Mnimo Posible de la Barra. 6.2. Calculo del Claro y la Flecha Mxima para la Seleccin. 6.3. Factor de Densidad. 6.4. Tensin Crtica de Flameo. 6.5. Distancias Mnimas. 7.Conclusion. 8.Bibliografa. 9.Anexos. Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez 1.INTRODUCCIN. La energa elctrica se ha convertido con el paso de los aos un servicio de vital importancia para la humanidad, desdesalvarvidashastacontribuiraavancestecnolgicosquehanhechoalahumanidaddesarrollarsedetal maneraquehoyendayapodemoshablardeenergaelctricainalmbrica.Perocomobienconocemosla energaelctricaesunprocesolargoytedioso,queimplicamuchasetapascomoloson:Lageneracin,la transmisin,luegolareduccindelvoltajeenestaetapaesdondeentranlassubestacioneselctricas,y finalmente la distribucin. Adems la calidad de la energa y la eficiencia del sistema elctrico obligan a realizar cada etapa conprecisin milimtrica no dando lugar a decisiones al azar, sino que todo lo que se realiza lleva un estudio con anterioridad y una revisin final. Detodoestosederivalaimportanciadedisearlasubestacingarantizandodeestamaneralacalidaddela energaparanuestrosconsumidoresylaeficienciadelsistemaelctriconoincurriendoenperdidaspormala ubicacindelasubestacin,seleccininapropiadadelTransformadordepotencia,ocualquierotrodetalleque conlleva a perdidas en el sistema energtico nacional. Enelpresentetrabajohacemosquetodolodichoanteriormenteselleveacaborealizandolosclculos respectivosparalalocalizacindelasubestacin,hacemoselanlisistcnico-econmicoparalaseleccindel trasformador,entreotrosclculosquenosbrindanuestrohorizontedeplaneamientoylaeficienciadenuestro proyecto. Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez 2.OBJETIVOS: 1.Disear una subestacin elctrica reductora de manera optima, garantizando la continuidad del servicio a los consumidores de primera categora. 2.DesarrollaryaplicarlosconocimientosadquiridosenelcursodeDiseoDeSubestacionesElctricas, diseando una nueva subestacin en el municipio de Mateare. 3.Suministrar energa elctrica hacia centros de consumo de manera eficiente garantizando la continuidad del servicio hacia nuestros consumidores de primera categora. . Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez 4.ESTUDIO DE CARGAS 3.1. Generalidades La variante que usamos es la # 9 la cual incluye a los siguientes consumidores: HORAS CARGAS123456789101112131415161718192021222324 A5555667781010910151515131110106555 B1010111112121516161718121415161615121210101088 C555889101112131415151515151111101110855 I889101112131410109101515000101061110106 V555958575655522537374848353058586267675938424755 W686868727247473941455140313124393943433859585768 X515155595857565859606862645552253737481168687251 Y656568686872725858626767594747394145511226263865 Contamoscon8consumidorescadaunodiferentecategorayporconsiguientedediferentegradode importancia. ConsumidorABCIVWXY Categora12233333 3.2. Factor de Diversidad. El factor de diversidad Es la forma en que se expresa la relacin que existe en la coincidencia de los valores de demandas mximos. El factor de diversidad entre dos o ms cargas se obtiene de la siguiente manera: CONJUNTO DELMXES INDIVIDUALMXDIVERSIDADDDF=Calculando los factores de diversidad: A-B Fdiv=1,06451613 En lo sucesivo utilizamos Microsoft Excel para calcularlos. A-BA-CA-IA-VA-WA-XA-YB-CB-IB-VB-WB-XB-YC-I 1,0645111,05131,10131,11541,10131,03131,10001,07591,07141,15381,03451 C-VC-WC-XC-YI-VI-WI-XI-YV-WV-XV-YW-XW-YX-Y 1,05120,67440,73100,68501,06491,04811,06091,02351,07751,16801,09441,09921,02851,0667 Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez 3.3. Factor de Carga. El factor de carga expresa la saturacin de un sistema electro-energtico. Est dado por la siguiente formula: Procedemos a calcular los factores de carga. Carga A Los dems los calculamos con Excel. Factor de Carga Carga Acarga BCarga CCarga ICarga VCarga W Carga XCarga Y Smed8,45812,7510,259,0450,208349,553,416753,5833 Spico1518151567727272 Fc0,563870,708330,683330,602670,749380,68750,74190,74421 3.4. Factor de Prdida. Elfactordeperdidaseslarelacinentreelvalormedioconelvalormximo,queexpresalasperdidasde potencia en intervalos de tiempo. Este a su vez se subdivide en 2: a.Predominio Industrial. Carga A Carga B Carga C Carga I Carga V Carga W Carga X Carga Y Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez b.Predominio residencial.

Carga A Carga B Carga C Carga I Carga V Carga W Carga X Carga Y 3.5. Horas Equivalentes. Lashorasequivalentesindicaencuantotiempopodemossuministrarlaenergarequeridaporelconsumidor, siempreycuandoestaseadeunamanera constante,perocomoestonuncasuceder porquelas cargas son dinmicas, constantemente estn variando en el tiempola energa no puede ser suministrada en ese lapso de tiempo realmente. Los restantes los calculamos con Excel. Horas Equivalentes Carga ACarga BCarga CCarga ICarga VCarga WCarga XCarga Y Fc0,56380,70830,68330,60260,749380,68750,74190,74421 Heq13,531216,999216,399214,46240,602890,519920,592540,59573 3.6. Grfico de Cargas. Losgrficosdecarganosdaunaorientacindecmosecomportannuestrosconsumidoreslas24horasdel da, para de esta manera tener en cuenta el momento cuando se demanda la carga mxima del el conjunto, y de esta manera ver de manera claro cuando se requiere de menos energa y cuando nuestro transformador estar cargado completamente. Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez LOCALIZACIN La ubicacin optima de la subestacin de alimentacin es un problema de mucha importancia, suponer que hay un punto esttico donde pudiera estar concentrada la carga y tratar que la subestacin se ubique exactamente en este, es una consideracin errnea. La carga de cada consumidor vara con el tiempo atendiendo a su grfico de cargaentreotrosfactores,loqueindicaquehabruncentrodecargadiferenteparalalocalizacinacada instante de tiempo considerado, de tal forma que en lugar de un centro esttico de cargas se deben considerar centros eventuales de cargas, cuya cantidad depender de la unidad de tiempo considerada y su ocurrencia se analizar como un fenmeno aleatorio por la teora de las probabilidades. Se utilizar el mtodo de la elipse en el que las coordenadas de los centros eventuales de carga (Xi, Yi) constituyenunamagnitudbidimensionalosistemasdedosvariablesaleatoriasX,Y.Lalocalizacindela subestacindentrodelazonadelimitadaporlaelipse,denominadatambinZonadeDispersindelcentrode cargas elctricas, esta garantizado por ventajas como: Conveniencia Economa. Obtener un sistema de suministro tcnicamente ms confiable. Reduccin de la longitud de los circuitos de voltaje secundario. Reduccin de prdidas de energa y desviaciones de voltaje. Reduccin de zonas de fallas, etc. Para la aplicacin de este mtodo se consideran los siguientes datos: 3.7. Centros eventuales de cargas. ===njijnjj ijiPX PX11 ===njijnjj ijiPY PY11 Donde Pij: Potencia de cada consumidor j a la hora i. Xj, Yj: Coordenadas de cada consumidor. n n: :N N d de e C Co on ns su um mi id do or re es s. . Hora 1 Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez Para los CEC restantes utilizamos Excel. Centros eventuales de carga horas123456789101112 X19,56619,49219,79719,91020,18221,53821,93023,56122,66322,74922,13622,493 Y20,29020,18020,07719,98520,03019,49519,59219,26319,19419,51919,31919,187 horas131415161718192021222324 X24,37725,44322,83121,13320,91221,48721,58820,13321,38620,98820,95519,253 Y18,51818,64718,54920,27719,45019,08118,78618,98517,65617,51117,79620,397 3.8. Centros de la Elipse. La media aritmtica de los CEC nos brinda lo que ser el centro de la elipse de la forma ax, ay. este centro es el punto optimo en el cual se debe ubicar la subestacin para disminuir perdidas monetarias principalmente, ahorro de materiales, y calidad en el servicio. nniiXXa1==nYaniiY1==Donde n: N de horas a ax x, , a ay y: : E Es sp pe er ra an nz za as s m ma at te em m t ti ic ca as s. . Calculando la esperanza matemtica: ax= 21,52 Cm ay= 19,24 Cm 3.9. La Dispersin. Dx=()12)- (niX ia X=Dy=()12)- (niY ia Y= Dx= 2,489, Dy= 0,688 De modo que la dimensin de la dispersin est dada por: DX X =o DY Y =o Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez x x= = 1,578 ,y= 0,83 Obtenindose las medidas de exactitud de las variables aleatorias X, Y 21oXX h=21oYY h= hx=0,448 , hy= 0,852 3.10.Momento de Correlacin. Es el producto de las desviaciones de las magnitudes aleatorias respecto a sus esperanzas matemticas. C Cx xy y= =- - - -- - Cxy= - 0,58 3.11.Coeficiente de Correlacin. Y XXYCr= r= --0,443 3.12.Angulo de los Ejes e Simetra de la Elipse. D DCTanY XXY= 221 1o = 3.13.Desviaciones Medio Cuadrticas en el Sistema de Coordenadas , . Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez o o o o o o o o Sen Sen r Cos Y Y X X2 2 2 2 22+ + =o o o o o o o o Cos Sen r Sen Y Y X X2 2 2 2 22+ + = , De donde calculamos luego las desviaciones sacando la raz a las desviaciones medio cuadraticas. = ,==1,4253 , = 1,0702 Ya con este valor procedemos a calcular nuestra exactitud. h=, h= h= 0,49616, h= 0,6607 3.14.Ecuacin de la Elipse de Dispersin. La ecuacin de la elipse de dispersin esta dada de la forma canonca: 22222= +h h De donde los semiejes de la elipse estn dados por: hR=hR=Asumiendo que el 95% de los CEC se encuentran dentro de la elipse, obtenemos el valor de aproximadamente en: 2 ~ 3, de donde: hR3=hR3=R=3,4913 , R=2,6215 Como se puede observar que h h, vemos que no se convierte en una circunferencia, adopta la forma de un elipse canonca, con un radio menor y un radio mayor. Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez 3.15.Elipse a los 10 aos. Conelincrementoylavariabilidaddelascargaseneltiempodebidodiversosfactorescomolaextensinde redes de distribucin, nuevas urbanizaciones, adquisicin de nuevos equipos y maquinarias hacen que la carga paralosaosveniderossea distintaalaobtenida enel primerao.Estonosobliga atenerunaproyeccinde estas cargas hacia aos futuros. En este caso proyectamos las Cargas para 10 aos, del mismo modo que para el primer ao se hace el clculo para el ao 10, esta vez con la ayuda de Excel proyectamos las cargas y calculamos la elipse Utilizando la formula: ( )ni fr S S + = 1 Donde: fS- potencia final, proyectada anaos, MVA; iS- potencia inicial, MVA; r- porcentaje de crecimiento anaos, %; n - aos de proyeccin. HORAS. CARGAS12345678 A6,55836,55836,55836,55836,55837,86997,86999,1816 B9,515611,894411,894413,083913,083914,273314,273317,8417 C6,55836,55836,55836,558310,493210,493211,804913,1165 I7,13679,51569,515610,705011,894413,083914,273315,4628 V72,140872,140877,387476,075874,764173,452572,140868,2059 W80,882280,882280,882280,882285,640085,640055,903955,9039 X66,894266,894266,894272,140877,387476,075874,764173,4525 Y77,313977,313977,313980,882280,882280,882285,640085,6400 CONJUNTO326,9999331,7576337,0042346,8864360,7035361,7708336,6702338,8047 HORAS. CARGAS910111213141516 A9,181610,493213,116513,116511,804913,116519,674819,6748 B19,031119,031120,220621,410014,273316,652217,841719,0311 C14,428215,739817,051518,363119,674819,674819,674819,6748 I16,652211,894411,894410,705011,894417,841717,84170,0000 10 aos. Pares Impares 1.752.75 Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez V32,791348,531148,531162,959262,959245,907839,349576,0758 W46,388348,767253,525060,661747,577836,872836,872828,5467 X76,075877,387478,699189,192381,322483,945772,140868,2059 Y68,987868,987873,745679,692879,692870,177255,903955,9039 CONJUNTO283,5362300,8321316,7837356,1006329,1996304,1886279,2999287,1128 HORAS. CARGAS1718192021222324 A19,674817,051514,428213,116513,11657,86996,55836,5583 B19,031117,841714,273314,273311,894411,894411,89449,5156 C19,674814,428214,428213,116514,428213,116510,49326,5583 I0,00000,000011,894411,89447,136713,083911,894411,8944 V76,075881,322487,880687,880677,387449,842755,089361,6476 W46,388346,388351,146151,146145,198970,177268,987867,7983 X32,791348,531148,531162,959214,428289,192389,192394,4389 Y46,388348,767253,525060,661714,273330,925630,925645,1989 CONJUNTO260,0243274,3303296,1069315,0485197,8636286,1025285,0353303,6102 . Laelipsealao10comobiendijimosantessecalculadelamismamaneraqueparaelprimerao.Conla salvedad de que las posiciones iniciales de nuestra base de datos ha cambiado de pocin debido a la variabilidad de la misma en el tiempo.Queda de la siguiente manera. 10 aos. 1+25%5+30% 2-27%6+25% 3+25%7+15 4-27%8-20% POSICIONES INICIALES CARGASXY A60,626,4 B27,619 C24,5520,2 I52,87,5 V14,512,9 W7,227,8 X27,56,9 Y21,730,5 La elipse la calculamos en Excel, obteniendo los siguientes resultados. a.Los CEC para el ao 10. CENTROS EVENTUALES DE CARGAS A LOS 10 AOS EJES12345678 POSICIONES AL AO 10 CargasXYA75,7533 B20,14813,87 C30,687525,25 I38,5445,475 V18,8516,77 W934,75 X31,6257,935 Y17,3624,4 Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez X20,647520,619520,818920,993521,216222,307422,585123,9923 Y21,210721,141620,913220,918420,950419,809419,849919,2967 EJES910111213141516 X23,662723,828023,414723,737325,283126,734125,411723,7340 Y19,541419,908619,848719,588118,698719,222819,445621,8821 EJES1718192021222324 X23,423223,176123,181122,847523,317922,922822,699320,5209 Y20,869920,417419,863421,895919,448819,278219,173221,3786 b.Ubicacin de la subestacin. UBICACIN DE LA SUBESTACION AX22,9614 AY20,1897 c.Dispersin, dimensin, exactitud, momento de correlacin, coeficiente de correlacin. DispersionesDX2,55338757 DY0,85007583 Dimensin de la dispersin xy 1,597932280,92199557 Exactitud Hx0,44251361 Hy0,76693078 Momento de correlacin Cxy-0,90288001 Coeficiente de correlacin R-0,61283397 d.Angulo, desviaciones medio cuadrticas, exactitud, semiejes de simetra. -23,3361452 COS 0,84308512 SEN (2)0,15691488 SEN 0,94987513 2,81851365 3,28376095 1,67884295 1,81211505 h0,42118697 h0,39021076 Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez R4,11230859 R4,43875722 3.16.Elipse a los 20 aos. Debido a que la subestacin tendr una vida til de 20 aos tenemos que estudiar como se comportaran las cargas para este ao, por tal motivo hacemos la proyeccin de las cargas para los 20 aos, luego de ellos la subestacin tiene que ser rediseada o en algunos casos cambiada en su totalidad. Comenzamos con la proyeccin de la potencia de cada consumidor teniendo como referencia la potencia de cada consumidor a los 10 aos. Para proyectar la potencia r tomara los siguientes valores: Utilizando la formula: ( )ni fr S S + = 1 Donde: fS- potencia final, proyectada anaos, MVA; iS- potencia inicial, MVA; r- porcentaje de crecimiento anaos, %; n - aos de proyeccin. Una vez que las potencias estn proyectadas a los 20 aos pasamos a proyectar sus posiciones teniendo como base de datos las posiciones al ao 10. CARGAS12345678 A8,899698,899698,899698,8996910,679610,679612,459612,4596 B15,985115,985117,583717,583719,182219,182223,977725,5762 C8,899698,899698,8996914,239514,239516,019417,799419,5793 I12,788112,788114,386615,985117,583719,182220,780722,3792 V97,8966105,016103,236101,45699,676597,896692,556844,4985 W108,699108,699108,699115,093115,09375,130275,130262,342 X90,776990,776997,8966105,016103,236101,45699,6765103,236 Y103,903103,903108,699108,699108,699115,093115,09392,7138 Smax447,848454,968468,301486,973488,39454,64457,474382,785 CARGAS910111213141516 A14,239517,799417,799416,019417,799426,699126,699126,6991 B25,576227,174728,773319,182222,379223,977725,576225,5762 C21,359323,139224,919126,699126,699126,699126,699126,6991 20 aos ParesImpares 33,1 Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez I15,985115,985114,386615,985123,977723,97770,00000,0000 V65,857765,857785,437085,437062,297853,3982103,2364103,2364 W65,539171,933181,524263,940649,553949,553938,364362,3420 X105,0164106,7963121,0358110,3562113,916197,896692,556844,4985 Y92,713899,1079107,1107,194,312375,130275,130262,342 Smax406,287427,793480,976444,72410,936377,332388,262351,393 CARGAS1718192021222324 A23,139219,579317,799417,799410,67968,899698,899698,89969 B23,977719,182219,182215,985115,985115,985112,788112,7881 C19,579319,579317,799419,579317,799414,23958,899698,89969 I015,985115,98519,5910817,583715,985115,98519,59108 V110,356119,256119,256105,01667,637774,757483,657197,8966 W62,34268,736168,736160,743594,312392,713891,1153108,699 X65,857765,857785,43719,5793121,036121,036128,15690,7769 Y65,539171,933181,524219,182241,561441,561460,7435103,903 Smax370,791400,109425,719267,476386,595385,178410,244441,454 Del mismo modo que calculamos la elipse a los 10 aos vamos a calcular la elipse para el ao 20. Como ya proyectamos las potencias solo nos resta las posiciones de cada consumidor proyectndolas con la siguiente tabla 20 aos 1+15%5+15% 2+10%6-22,5% 3-17%7+18% 4+28%8+15% POSICIONES AL AO 20 CargasXY A87,112537,9500 B22,162815,2570 C25,470620,9575 I49,33637,0080 V21,677519,2855 W6,975026,9313 X37,31759,3633 Y19,964028,0600 POSICIONES AL AO 10 CargasXYA75,7533 B20,14813,87 C30,687525,25 I38,5445,475 V18,8516,77 W934,75 X31,6257,935 Y17,3624,4 Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez a.Los Centros Eventuales de Cargas. a.Ubicacin de la subestacin. UBICACIN DE LA SUBESTACION AX 25,7 AY 20,407 b.Dispersin, dimensin, exactitud, momento de correlacin, coeficiente de correlacin. DispersionesDX 3,4048 DY 0,73 Dimensin de la dispersin x 1,8452 y 0,8544 Exactitud hx 0,3832 hy 0,8276 Momento de correlacin Cxy-0,6693 Coeficiente de correlacin r-0,4245 c.Angulo, desviaciones medio cuadrticas, exactitud, semiejes de simetra. -26,5856 COS 0,7997 SEN (2) 0,8 SEN 0,2002 CEC para los 20 aos. 123456789101112 X23,06423,04323,3223,42523,69425,16225,45127,05926,56926,70526,21426,632 Y21,07621,04820,88120,75320,79920,36520,39119,68619,96220,27920,20820,193 131415161718192021222324 X28,56830,1528,41426,04125,99625,93426,06925,01326,06325,68825,63922,881 Y19,45219,86520,50722,19421,35220,85520,41721,60818,85518,77119,0221,22 Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez 2,3336 1,8009 1,5276 1,342 h 0,4629 h 0,5269 R 3,7418 R 3,2871 De esta manera tenemos una visin clara de lo que ocurrira en los aos futuros, y esto nos da la potencia del transformador de potencia que tenemos que utilizar en la SEE, ya que para los primeros aos las cargas no nos brindan la capacidad que debe tener la subestacin del municipio de mateare. Con las tres elipses las perdidas sern reducidas por lo que cada ao corresponder a un lugar diferente en el mapa, por esto se hace necesario ajustar la posicin de la subestacin en el punto donde las elipses se movern en el tiempo. 4.SELECCIN DE LOS TRANSFORMADORES. 4.1. Generalidades. Eltransformadoreselprincipalelementodelasubestacinelctrica,sudeterminacinesendefinitiva importante en la realizacin de el proyecto, de la buena eleccin de el transformador depender el desarrollo o funcionamiento de la subestacin. Losfactoresdecisivosenlaseleccindelnmeroypotenciadelostransformadoresloconstituyenla confiabilidaddealimentacin,elgastoenmaterialesnoferrososylasprdidasdepotenciadeestos.Los transformadoresenunsistemadesuministroindustrialnodebenserdemsdedosotrescapacidades estndares,estoparafacilitarelcambiodelosaveriadosyposibilitalareduccindelareservaenlos almacenes.Aunquenosiempreresultaejecutable,seprefierelainstalacindetransformadoresdeigual potencia. Lacorrectaseleccin,fundamentadatcnicayeconmicamente,delnmeroypotenciadelos transformadores para las subestaciones principales y de talleres de empresas industriales tiene una importancia fundamental en la construccin del esquema de suministro de tales instalaciones. Paralaseleccindelnmeroypotenciadelostransformadoresdefuerzaseutilizan,comodatos,los gastos anuales obtenidos a travs de la expresin: G = pNK + C donde: G- gastos totales anuales, dlares; K- inversin capital de la variante, dlares; C- gastos de explotacin anual de la variante, dlares/ao pN - coeficiente normativo del rendimiento del capital, el cual se corresponde con el tiempo normativo de compensacin TN, pN = 1/TN ; Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez loscualestienenencuentalasinversionescapitalesylosgastosdeexplotacinanuales.Laconfiabilidadde alimentacin, el gasto de material no ferroso y las prdidas de potencia de transformacin son muy importantes y a veces constituyen factores decisivos en la seleccin del nmero y potencia de los transformadores. Los transformadores utilizados en un sistema de suministro industrial no deben ser de ms de dos o tres capacidadesestndares.Ellofacilitaelcambiodetransformadoresaveriadosyposibilitalareduccindela reserva en los almacenes. Aunque no siempre resulta ejecutable, se prefiere la instalacin de transformadores de igual potencia. 4.2. Seleccin del Nmero de Transformadores. La seleccin correcta del numero de transformadores es de vital importancia para la operacin de la subestacin por que de esto depende el fluido continuo del servicio de energa elctrica hacia nuestros consumidores y mas aun cuando se tienen de 1 categora, por que de manera que se seleccione un solo transformador, tendramos que garantizar otra fuente de alimentacin para nuestros consumidores de primera y de ser posible de segunda categora.

Adems de que pasaremos a formar parte del anillo de 138kV de Managua, por tal razn debemos de poseer un esquemaquepermitaenfrentarcualquieraveradelsistemasacandolasubestacinparalareparacino mantenimiento sin abrir los circuitos conectados a este esquema radial.

ElanlisisTcnico-econmicodeltransformadornosdaunainformacinmasclaradeltransformadorque debemos utilizar de manera mas econmica, pero como la parte econmica no es lo nico que importa en estos casossinoquedebemosobedeceralaformaenlaquelasubestacingarantizaraelsuministroelctricosin interrupciones,ycomoserecuperaraelcapitalinvertidoenellapsodelos20aosquetranscurrirnparala recuperacin de ese capital. Por todas estas razones seleccionamos 2 transformadores de igual potencia dispuestos en paralelo. 4.3. Seleccin de la Potencia de los Transformadores. Comopotencianominaldeuntransformadorsecomprendeaquellaconlaquepuedesercargadoste ininterrumpidamentedurantesutiempodevidatil(aproximadamente20aos)bajocondicionesnormalesde temperatura del refrigerante. Estadebegarantizarencondicionesnormales,laalimentacindetodossusreceptores.Sedebetratarde obtenerelrgimendetrabajoeconmicamentetilylaalimentacindereserva,ademslacargadelos transformadoresen condicionesnominalesno debeacortareltiempode vidacomoproductode calentamiento. Lapotenciadelostransformadoresdebe garantizar servicioindispensablealosconsumidoresquelo ameriten, segn las categoras. Es conveniente considerar la expansin de las empresas industriales, y as prever la posibilidad delincremento depotenciadelassubestacionesatravsdela instalacindetransformadoresdemayorcapacidadsobrelas mismas bases o por medio de la adicin del nmero de transformadores. La seleccin de la potencia se realizar considerando el crecimiento de las cargas en el tiempo. Conlaproyeccinde lascargasrealizadasparatrazar la elipsea los 20aos,podemosencontrar lapotencia mximademandadaporlasumatoriadelapotenciadetodoslosconsumidores,garantizandodeestamanera que el transformador de potencia entregue en rgimen normal de trabajo la potencia pico que demandan nuestras cargas, en la denominada hora pico. Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez La potencia que requerimos para el transformador de potencia es de: POTENCIAHORA 48,83 MVA 5 Por catalogo de transformadores obtenemos que el mas cercano es el transformador de 63 MVA, o la segunda opcin seria dos transformadores de 25 MVA, conectados en paralelo, que sumados hacen una potencia de 50 MVA, lo cual es lo mas cercano la potencia demanda por nuestros consumidores y de esta manera no estaremos incurriendo en perdidas en los primeros aos de la subestacin, puesto que esa potencia la necesitamos hasta el ao 20, y en los primeros aos con un solo transformador supliramos con todas las necesidades. Nuestrotransformadornonecesitatrabajarenrgimendesobrecargapuestoqueconsupotencianominal alcanza para suministrar toda la potencia requerida por nuestras cargas. En rgimen de sobrecarga. S= 1,3(50 MVA)= 65 MVA 4.4. Rgimen de Trabajo Econmico de los Transformadores. Enlascondicionesdeoperacinsedebepreverelrgimendetrabajoeconmicodelostransformadores,la esenciadelcualestribaenque,ensubestacionesconvariostransformadores,elnmerodetransformadores conectadosencadamomentodebeserelqueproporcioneelmnimodeperdidas,paraungraficodecarga determinado.Paraellonodebenserconsideradaslasprdidasdepotenciaactivaenlospropios transformadores,sinotambinlasprdidasdepotenciaactivaqueaparecenenelsistema(desdelos generadoreshastalasubestacinconsiderada)debidoalosrequerimientosdepotenciareactivadelos transformadores.Adiferenciadelasprdidasdelpropiotransformador,aestasseles denominareferidasyse determinan por la expresin: P k P P CCTO C SC T' A ' A ' A+ =2,kW Donde: PSC'A - perdidas referidas del transformador sin carga, las cuales toman en cuenta las prdidas de potencia activa tanto del transformador como las creadas por los elementos del sistema por la potencia reactiva demandada por el mencionado transformador, kW, Qk P PSCip SC SCAA'A+ = kW PSC A- perdidas de potencia sin carga (en los clculos se toman aproximadamente Iguales a las prdidas de ncleo del transformador, dato de tabla), kW. kC2 - coeficiente de carga Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez Qk P PCCip CCTO CCTOAA'A+ = Donde: o 100% ISQSCNSC =A o 100% VSQCCTONCC =A SiendoAPSC:Prdidasreferidasdeltransformadorsincarga,consideranlasprdidasde potenciaactiva,tantodeltransformadorcomolascreadasporloselementos delsistemadebidoalapotenciareactivademandadaporelmencionado transformador (Kw.) APCCTO:Anlogamente, Prdidas referidas de cortocircuito. kC:Coeficiente de Carga. SC:Carga real del transformador o de clculo (kVA) SN:Potencia nominal o de chapa del transformador. APSC:Prdidasdepotenciasincarga,aproximadamenteigualesalasprdidasdel ncleo del transformador (kW) APCCTO:Prdidas de potencia de cortocircuito o prdidas del cobre (kW) kip:Coeficienteincrementaldeprdidas,dadoporelsistemadeenergaparala planta en cuestin en correspondencia con su localizacin.Esta entre 0.02 0.12 (kW/kVAR. Para este caso utilizamos 0,08( kW/kVAR). AQSC:Potencia reactiva del trasformador sin carga (kVAR) AQCC:Potencia reactiva demandada por el transformador a plena carga (kVAR) ISC: Corriente del transformador sin carga. VCCTO: Voltaje de cortocircuito del transformador. Para el clculo usamos Excel. Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez Para efectos de estudio analizamos 3 variantes la primera ser 1 transformador de 25 MVA, la segunda sern 2 transformadores de 25 MVA, dispuestos en paralelo, y la tercera ser 1 Transformador de 63 MVA. Perdidas para el primer aoa.Con 1 transformador de 25 MVA. Pcc kWPsc kWKipUcc%Iv%Sn kVA 120300,0810,50,725000 A44Total en $400247,4658 B330 Perdidas para el primer ao con 1 transformador de 25MVA Numero de escaln Carga enMVA KC1 Tran de 25 MVA Kc0.5 2 Trans. De 25MVA Duracin de cada escaln (h/ao) DP't enkW Perdidas de Energa al aoen kW.h Costo de las perdidas en $ 000003000 115,70,6280,314365174,146763563,55287818,3170 220,70,8280,414365270,242798638,592812132,5469 321,80,8720,436365294,9267107648,252813240,7351 422,30,8920,446365306,5691111897,728813763,4206 522,70,9080,454730316,0731230733,377628380,2054 622,80,9120,456730318,4755232487,129628595,9169 723,60,9440,472365338,0749123397,331215177,8717 824,10,9640,482365350,6677127993,703215743,2255 924,20,9680,484365353,2179128924,540815857,7185 1024,30,9720,486365355,7787129859,232815972,6856 1125,11,0040,502365376,6453137475,527216909,4898 1225,41,0160,508365384,6445140395,235217268,6139 1326,31,0520,526730409,2123298724,993636743,1742 1426,71,0680,534365420,4059153448,160818874,1238 15271,080,54365428,9120156552,880019256,0042 1627,11,0840,542365431,7685157595,495219384,2459 1727,21,0880,544365434,6355158641,964819512,9617 1827,91,1160,558365455,0005166075,175220427,2465 1928,51,140,57365472,8680172596,820021229,4089 20291,160,58365488,0480178137,520021910,9150 2129,11,1640,582365491,1157179257,223222048,6385 Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez b.Con 2 transformadores de 25 MVA en paralelo. Pcc kWPsc kWKipUcc%Iv%Sn kVA 120300,0810,50,750000 A58B540Total en $206836,8 Perdidas para el primer ao con 2 transformadores de 25 MVA Numero de escaln Carga *100kVA KC1 Tran de 25 MVA Kc0.5 2 Trans. De 25MVA Duracin de cada escaln(h/ao) DP't enkW Perdidas de Energa al aoen kW.h Costo de las perdidas en $ 000006000 115,70,6280,314365111,241840603,27164994,202407 220,70,8280,414365150,553854952,15166759,114647 321,80,8720,436365160,651858637,92167212,464357 422,30,8920,446365165,414660376,34367426,290263 522,70,9080,454730169,3026123590,927215201,68405 622,80,9120,456730170,2854124308,371215289,92966 723,60,9440,472365178,303465080,72648004,929347 824,10,9640,482365183,455066961,06048236,210429 924,20,9680,484365184,498267341,85768283,048485 1024,30,9720,486365185,545867724,23168330,080487 1125,11,0040,502365194,082270839,98848713,318573 1225,41,0160,508365197,354672034,41448860,232971 1326,31,0520,526730207,4050151405,679218622,89854 1426,71,0680,534365211,984277374,24769517,032455 15271,080,54365215,464078644,369673,25628 1627,11,0840,542365216,632679070,88449725,718781 1727,21,0880,544365217,805479498,98569778,375229 1827,91,1160,558365226,136682539,844410152,40086 1928,51,140,57365233,446085207,7910480,55817 20291,160,58365239,656087474,4410759,35612 2129,11,1640,582365240,911087932,500410815,69755 Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez c.Perdidas con un transformador de 63 MVA. Pcc kWPsc kWKipUcc%Iv%Sn kVA 245700,0810,50,663000 A100,24b774,2Total en $238357,46 Perdidas para el primer ao con 1 transformador de 63 MVA Numero de escaln Carga *100kVA KC1 Tran de 63 MVA Kc0.5 Duracin de cada escaln(h/ao) DP't enkW Perdidas de Energa al aoen kW.h Costo de las perdidas en $ 000007000 115,70,2492 365148,3207754137,07946658,86076 220,70,3286 365183,82267095,03008252,68869 321,80,3460 365192,9411470423,51468662,09229 422,30,3540 365197,2422571993,42018855,19068 522,70,3603 730200,75336146549,951418025,644 622,80,3619 730201,64089147197,848918105,3354 723,60,3746 365208,8815876241,77689377,73855 824,10,3825 365213,533877939,83799586,60006 924,20,3841 365214,4759578283,72209628,8978 1024,30,3857 365215,42278629,03009671,37069 1125,10,3984 365223,1308481442,756410017,459 1225,40,4032 365226,0860282521,399010150,1321 1326,30,4175 730235,16225171668,440221115,2182 1426,70,4238 365239,2975687343,607810743,2638 15270,4286 365242,4488490,600010884,3438 1627,10,4302 365243,4952888875,778610931,7208 1727,20,4317 365244,5544789262,381210979,2729 1827,90,4429 365252,07892008,470011317,0418 1928,50,4524 365258,6788994417,794411613,3887 20290,4603 365264,2869196464,723511865,161 2129,10,4619 365265,4202296878,381111916,0409 Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez Ahora lo calculamos para el ao 10 de la misma manera que para el primer ao. a.1 de 25 MVA Perdidas para el ao 10 con 1 transformador de 25MVA Numero de escaln Carga enMVA KC1 Tran de 25 MVA Kc0.5 2 Trans. De 25MVA Duracin de cada escaln (h/ao) DP't enkW Perdidas de Energa al aoen kW.h Costo de las perdidas en $ 000003000 119,78640,7914540,3957272365250,71291.509,87311.255,71 226,00241,0400970,5200487365400,995146.363,12218.002,66 327,43301,0973210,5486606365441,358161.095,51319.814,75 427,93001,1171990,5585997365455,884166.397,82620.466,93 528,35361,1341450,5670724365468,474170.992,96421.032,13 628,50351,1401410,5700706365472,974172.635,60421.234,18 728,61031,144410,5722051365476,193173.810,30921.378,67 828,71131,1484510,5742256365479,250174.926,35921.515,94 929,61071,1844280,5922138365506,947185.035,56722.759,37 1030,08321,2033280,6016642365521,840190.471,48623.427,99 1130,36101,2144410,6072204365530,706193.707,67723.826,04 1230,41891,2167540,6083772365532,562194.385,20023.909,38 1331,50481,2601940,6300969365568,069207.345,25025.503,47 1431,67841,2671350,6335674365573,858209.458,18825.763,36 1532,70001,3079990,6539997365608,585222.133,39227.322,41 1632,92001,3167980,6583992365616,206224.915,21627.664,57 1733,17581,3270310,6635153365625,133228.173,66528.065,36 1833,66701,3466810,6733405365642,471234.502,05528.843,75 1933,70041,3480170,6740085365643,659234.935,68728.897,09 2033,88051,3552190,6776094365650,084237.280,66329.185,52 2134,68861,3875460,6937728365679,343247.960,33630.499,12 2235,61011,4244020,7122012365713,544260.443,67332.034,57 2336,07041,4428140,7214071365730,965266.802,30332.816,68 2436,17711,4470830,7235416365735,036268.288,27532.999,46 Pcc kWPsc kWKipUcc%Iv%Sn kVA 120300,0810,50,725000 a44b330Total en $598219,1349 Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez b.2 de 25 MVA Pcc kWPsc kWKipUcc%Iv%Sn kVA 120300,0810,50,750000 A58B540Total en $287825,2097 Perdidas para el ao 10 con 2 transformadores de 25MVA Numero de escaln Carga enMVA KC1 Tran de 25 MVA Kc0.5 2 Trans. De 25MVA Duracin de cada escaln (h/ao) DP't enkW Perdidas de Energa al aoen kW.h Costo de las perdidas en $ 000006000 119,78640,79150,3957365142,56452.035,8576.400,410 226,00241,04010,5200365204,04374.475,8239.160,526 327,43301,09730,5487365220,55580.502,7109.901,833 427,93001,11720,5586365226,49882.671,83810.168,636 528,35361,13410,5671365231,64884.551,66710.399,855 628,50351,14010,5701365233,48985.223,65610.482,510 728,61031,14440,5722365234,80685.704,21810.541,619 828,71131,14850,5742365236,05786.160,78310.597,776 929,61071,18440,5922365247,38790.296,36811.106,453 1030,08321,20330,6017365253,48092.520,15311.379,979 1130,36101,21440,6072365257,10793.844,05011.542,818 1230,41891,21680,6084365257,86694.121,21811.576,910 1331,50481,26020,6301365272,39299.423,05712.229,036 1431,67841,26710,6336365274,760100.287,44112.335,355 1532,70001,30800,6540365288,966105.472,75112.973,148 1632,92001,31680,6584365292,084106.610,77013.113,125 1733,17581,32700,6635365295,736107.943,77213.277,084 1833,66701,34670,6733365302,829110.532,65913.595,517 1933,70041,34800,6740365303,315110.710,05413.617,337 2033,88051,35520,6776365305,943111.669,36213.735,332 2134,68861,38750,6938365317,913116.038,31914.272,713 2235,61011,42440,7122365331,904121.145,13914.900,852 2336,07041,44280,7214365339,031123.746,39715.220,807 2436,17711,44710,7235365340,697124.354,29415.295,578 Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez c.1 de 63 MVA Pcc kWPsc kWKipUcc%Iv%Sn kVA 245700,0810,50,663000 A100,24b774,2Total en $311495,144 Perdidas para el ao 10 con 1 transformador de 63MVA Numero de escaln Carga enMVA KC1 Tran de 63 MVA Kc0.5 Duracin de cada escaln (h/ao) DP't enkW Perdidas de Energa al aoen kW.h Costo de las perdidas en $ 000007000 119,78640,3141 365176,6066664461,430797928,75599 226,00240,4127 365232,1264384726,1458710421,3159 327,43300,4354 365247,0378390168,8080211090,7634 427,93000,4433 365252,4045792127,6685211331,7032 528,35360,4501 365257,0555493825,2738611540,5087 628,50350,4524 365258,7181494432,1226111615,1511 728,61030,4541 365259,9071294866,1000311668,5303 828,71130,4557 365261,0367395278,4078911719,2442 929,61070,4700 365271,2687899013,1041312178,6118 1030,08320,4775 365276,77075101021,323412425,6228 1130,36100,4819 365280,04626102216,885912572,677 1230,41890,4828 365280,73202102467,186512603,4639 1331,50480,5001 365293,84954107255,083813192,3753 1431,67840,5028 365295,98816108035,677513288,3883 1532,70000,5190 365308,81738112718,342513864,3561 1632,92000,5225 365311,633113746,045813990,7636 1733,17580,5266 365314,93104114949,831114138,8292 1833,66700,5344 365321,33633117287,760414426,3945 1933,70040,5349 365321,77523117447,959414446,099 2033,88050,5378 365324,1487118314,275814552,6559 2134,68860,5506 365334,95814122259,721815037,9458 2235,61010,5652 365347,59316126871,504515605,1951 2336,07040,5725 365354,02906129220,605815894,1345 2436,17710,5742 365355,53308129769,575815961,6578 Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez Y finalmente calculamos las perdidas en el transformador de potencia para el ao 20. a.1 de 25 MVA Perdidas para elao 20 con 1 transformador de 25 MVA Numero de escaln Carga enMVA KC1 Tran de 25 MVA Kc0.5 2 Trans. De 25MVA Duracin de cada escaln (h/ao) DP't enkW Perdidas de Energa al aoen kW.h Costo de las perdidas en $ 000003000 126,74761,06990,5350365421,7501153938,779118934,4698 235,13931,40560,7028365695,9600254025,416031245,1262 337,07911,48320,7416365769,9268281023,295634565,8654 437,73321,50930,7547365795,7651290454,255635725,8734 538,27851,53110,7656365817,6488298441,801336708,3416 638,51781,54070,7704365827,3513301983,222837143,9364 738,65951,54640,7732365833,1259304090,945937403,1863 838,82621,55300,7765365839,9465306580,471737709,3980 940,01091,60040,8002365889,2595324579,710339923,3044 1040,62871,62510,8126365915,5654334181,360141104,3073 1141,02441,64100,8205365932,6253340408,219541870,2110 1241,09361,64370,8219365935,6230341502,400642004,7953 1342,57191,70290,85143651000,9309365339,784344936,7935 1442,77931,71120,85563651010,2783368751,574745356,4437 1544,14541,76580,88293651072,9769391636,558748171,2967 1644,47201,77890,88943651088,2568397213,733148857,2892 1744,78481,79140,89573651103,0003402595,103549519,1977 1845,46401,81860,90933651135,3613414406,886450972,0470 1945,49681,81990,90993651136,9392414982,821251042,8870 2045,74741,82990,91493651149,0106419388,877651584,8319 2146,83011,87320,93663651201,9327438705,448253960,7701 2248,09761,92390,96203651265,4636461894,217756812,9888 2348,69731,94790,97393651296,1124473081,021258188,9656 2448,83901,95360,97683651303,4103475744,751258516,6044 Pcc kWPsc kWKipUcc%Iv%Sn kVA 120300,0810,50,725000 a44b330Total en $1052258,931 Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez b.2 de 25 MVA Pcc kWPsc kWKipUcc%Iv%Sn kVA 120300,0810,50,750000 A58B540Total en $473568,763 Perdidas para elao 20 con 2transformadores de 25 MVA Numero de escaln Carga enMVA KC1 Tran de 25 MVA Kc0.5 2 Trans. De 25MVA Duracin de cada escaln(h/ao) DP't enkW Perdidas de Energa al aoen kW.h Costo de las perdidas en $ 000006000 126,74761,0700,535365212,53477574,9559541,719 235,13931,4060,703365324,711118519,48814577,897 337,07911,4830,742365354,970129564,07515936,381 437,73321,5090,755365365,540133422,19516410,930 538,27851,5310,766365374,493136689,82816812,849 638,51781,5410,770365378,462138138,59116991,047 738,65951,5460,773365380,824139000,84117097,104 838,82621,5530,777365383,614140019,28417222,372 940,01091,6000,800365403,788147382,60918128,061 1040,62871,6250,813365414,549151310,55618611,198 1141,02441,6410,820365421,529153857,90818924,523 1241,09361,6440,822365422,755154305,52818979,580 1342,57191,7030,851365449,472164057,18420179,034 1442,77931,7110,856365453,296165452,91720350,709 1544,14541,7660,883365478,945174814,95621502,240 1644,47201,7790,889365485,196177096,52721782,873 1744,78481,7910,896365491,227179297,99722053,654 1845,46401,8190,909365504,466184130,09022648,001 1945,49681,8200,910365505,112184365,70022676,981 2045,74741,8300,915365510,050186168,17722898,686 2146,83011,8730,937365531,700194070,41123870,661 2248,09761,9240,962365557,690203556,72525037,477 2348,69731,9480,974365570,228208133,14525600,377 2448,83901,9540,977365573,213209222,85325734,411 Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez c.1 de 63 MVA Pcc kWPsc kWKipUcc%Iv%Sn kVA 245700,0810,50,663000 A100,24b774,2Total en $479233,377 Perdidas para elao 20 con 1 transformador de 63 MVA Numero de escaln Carga enMVA KC1 Tran de 63 MVA Kc0.5 Duracin de cada escaln (h/ao) DP't enkW Perdidas de Energa al aoen kW.h Costo de las perdidas en $ 000 07000 126,74760,4246 365239,794187524,859410765,5577 235,13930,5578 365341,0969124500,375315313,5462 337,07910,5886 365368,4228134474,339416540,3437 437,73320,5989 365377,9684137958,466916968,8914 538,27850,6076 365386,0530140909,346617331,8496 638,51780,6114 365389,6375142217,672017492,7737 738,65950,6136 365391,7708142996,338917588,5497 838,82620,6163 365394,2906143916,057117701,6750 940,01090,6351 365412,5085150565,607518519,5697 1040,62870,6449 365422,2268154112,793818955,8736 1141,02440,6512 365428,5294156413,214219238,8253 1241,09360,6523 365429,6368156817,443119288,5455 1342,57190,6757 365453,7639165623,809120371,7285 1442,77930,6790 365457,2171166884,244220526,7620 1544,14540,7007 365480,3802175338,760421566,6675 1644,47200,7059 365486,0251177399,164321820,0972 1744,78480,7109 365491,4719179387,231422064,6295 1845,46400,7217 365503,4272183750,918522601,3630 1945,49680,7222 365504,0101183963,689022627,5337 2045,74740,7261 365508,4697185591,440922827,7472 2146,83010,7433 365528,0210192727,659923705,5022 2248,09760,7635 365551,4915201294,405124759,2118 2348,69730,7730 365562,8143205427,202925267,5460 2448,83900,7752 365565,5104206411,278225388,5872 A continuacin se detallan las perdidas en graficas cada diez aos, es decir para el primer ao, para el decimo ao y para el vigsimo ao. Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez i.Grafico de perdidas en desorden ii. Grafico de prdidas para el primer ao. 01002003004005006000 27.1 29 27 22.825.426.322.320.723.615.722.726.3p't Grafico de perdidas en desorden P't enkW para 1 de 25MVA P't enkW para 2 de 25MVA P't enkW para 1 de 63MVA 01002003004005006000 5 10 15 20 25 30 35P't en kVA POTENCA EN MVA Grafico de las P't de potencia para el primer ao P't enkW con un Transf. De 25 MVA P't enkW con 2 Transf. De 25 MVA P't enkW con 1 Transf. De 63 MVA Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez iii. Perdidas para el ao 10. iiii. Perdidas para el ao 20. 01002003004005006007008000 10 20 30 40P'T EN EL TRANSFORMADOR POTENCIA EN MVA Grafico de perdidas para el ao 10 P't enkW con un Transf. De 25 MVA P't enkW con 2 Transf. De 25 MVA P't enkW con 1 Transf. De 63 MVA 02004006008001000120014000 10 20 30 40 50 60P'T EN EL TRANSFORMADOR POTENCIA EN MVA Grafico de perdidas para el ao 20 P't enkW con un Transf. De 25 MVA P't enkW con 2 Transf. De 25 MVA P't enkW con 1 Transf. De 63 MVA Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez Para transformadores de igual potencia ser necesaria la ecuacin siguiente (estudio de dos variantes): ( ) |.|

\|=AAPPn n S SCCTOSCN A 1 Donde: n: Nmero de transformadores en el grupo. SA=25 MVA = 17,67 MVA Cuando el primer transformador alcance esta potencia se proceder a conectar ambos trasformadores para que de esta manera brindemos un mejor servicio. Calculando la interseccin para el primer ao. pt1*25 = pt1*63 Interseccin B a1*25+b1*25 scb2= a1*63+b1*63 scb2 scb= = 12,9969 MVA Interseccin A a1*25+b1*25 scb2= a2*25+b1*63 scb2 scb= = 6,6986 MVA 4.5. Anlisis Tcnico Econmico de las Variantes. Para tal anlisis, se asumir el siguiente orden: Los Gastos Anuales de Explotacin C (miles de dlares) C C C p a + = Pero Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez K C X a =E C C a p A=0 Donde Ca:Costos por Amortizacin (miles dlares/ao) Cp:Costos de las prdidas totales (miles de dlares/ao) :Coeficiente de amortizacin anual, para subestaciones esigual a 0.1. KX:Inversin de capital, tomar el subndice 1 2 segn variante (miles de dlares) C0:Costo de la energa elctrica (dlares/kW h) Estos datos los detallaremos mas adelante cuando calculemos el tiempo de compensacin (TCO). 4.6. Comparacin del Plazo de Compensacin de las dos variantes. C CK KTCO1 22 1= Elresultado de esta formula indica cual variante es econmicamente mas favorable o es la mejor, ya que se obtendr el menortiempo en aos de recuperacin de capital. Los valores de TCO los calculamos con la ayuda de Excel. Para el primer ao, el ao 10 y el ao 20. i.Primer ao. I Var (2*25MVA) II Var (1*63MVA) K131000,0110000,021000,0000 Cp206836,8238357,461831520,6622 Ca13100,000011000,00002100,0000 C219936,7997249357,461829420,6622 Tco0,7138 ii. Ao 10 TCO para elao 10 I Var(2*25MVA) II Var(1*63MVA) K131000,0110000,021000,0000 Cp53820,974258247,05944426,0852 Ca287825,21311495,143523669,9338 C341646,1839369742,202928096,0190 Tco0,7474 Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez iii. Ao 20 TCO para elao 20 I Var(2*25MVA) II Var(1*63MVA) K131000,0110000,021000,0000 Cp473568,763479233,3775664,6146 Ca13100,000011000,00002100,0000 C486668,7626490233,37713564,6146 Tco5,8912 Como el tiempo normativo de compensacin es igual a 6.667 aos, la aprobacin de la segunda es obviamente la mejor puesto que tendremos un mejor posicin a la hora de responder ante cualquier emergencia o falla. La primera variante es econmica solo en el momento de la inversin por que sus costos de explotacin anuales son ms elevados en los 20 aos de su vida til. Por esta razn elegimos la primera variante por ser la mejor econmica y tcnicamente. 4.7. Distribucin de las Cargas en los Transformadores. En este caso que se colocan dos transformadores en paralelo se ejecutar basado en las demandas mximas y enlascategoras,dejandolosde1categoraencadabarra.Paraqueelbalanceoseaconmayorexactitud perfectamente se puede hacer uso del factor de coincidencia, inverso del de diversidad. La Carga Promedio que debe estar en cada barra es igual a: 2) 100 (Pr=KVA MAXomDS En el siguiente diagrama se presenta un ejemplo como estara distribuida cada barra si fueran 8 los consumidores. Para que la carga este bien distribuida en ambas Barras Colectoras, procedemos a balancear las cargas conectadas a las barras. Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez De Esta manera tenemos cual debe ser la carga en dada seccin de barra. La cual debe de estar lo ms aproximado a este valor para que el porcentaje de desbalance sea mnimo. Primera seccin de BarraSegunda seccin de Barra. Carga ACarga BCarga VCarga YCarga CCarga ICarga WCarga X 1518677215157272 Primera seccin de Barra= 172 MVA Segunda seccin de Barra= 174 MVA %Desb= Como el porcentaje de desbalance se encuentra dentro del rango de aceptacin lo dejamos dispuestos de esa manera.

4.8. Conexin de los Transformadores. La conexin del Transformador de potencia depende directamente de la funcin de la subestacin, en este caso seruna subestacinreductora,luegodelasubestacinsaldrnlaslneasdedistribucinhacialos centrosde consumo, por esta razn decidimos que la conexin del transformador sea de manera Estrella-Delta, por lo que estaconexinnospermitereducirvoltaje,ademsdeloquenosofrecelaconexindeltaenelladodel secundario, atrapando las terceras armnicas encerrando las corrientes magnetizantes el delta, Garantizando e esta manera que la energa sea mas limpia. Conexin Estrella-Delta Y/ 5.DISEO DE BARRAS COLECTORAS. 5.1. Calibre Mnimo Posible de la Barra. SNT (kVA)V (kV)V (kV) 2500013813,8 IN (A) IN (A) 209,1848801 2091,848801 S (mm^2) S (mm^2) 119,5342172 2789,131735 En rgimen de fallo la corriente que debe soportar es menor que la corriente para la que esta diseada, pero aun as debemos conocer cual es esa corriente, en casos de emergencia. Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez Rgimen de fallo ININ 135,9701721359,70172 5.2. Calculo del Claro y la Flecha Mxima para la Seleccin. Se comprende como Claro a la longitud total que tendr la barra seleccionada, y Flecha a la deflexin respecto a lahorizontalquetendrsta debidoalasfuerzasverticalesejercidasenella.Paraunamayorcomprensinse muestra el siguiente diagrama: La determinacin del Claro se realiza con la formula siguiente: 3750608 , 4WI EL- -=Donde L:Claro (cm) E:Mdulo de Elasticidad (Kg / cm2) I:Momento de Inercia de la Seccin (cm4) W:Peso Unitario del Tubo (Kg / cm) ElModulodeelasticidad,momentodeinerciayelpesounitariodeltuboseobtienendelastablasque aparecenen el libro Ral Martn las tablas 31, 35. Para tal clculo usamos Excel. PARA EL LADO DE ALTA 3,5 Propiedades Fsicas del Cable ACSR mas usados(Ral Martin) CalibreNo de hilosDimetro (mm) mm2MCMAluminio AceroTotal de CableNcleo de Acero 171,36360,0026,007,0018,316,75 Peso Total del cableCarga de RupturaResistencia 25 C (OhmCap. Cond. De CorrienteModulo de Elasticidad Flecha Claro Flecha Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez (Kg/Km)(kg)/Km)30 c. Amp(Kg/cm^2 x10E6) 688,006.373,000,17420,000,70 Momento de Inercia D. Ext. (mm)D. (cm) 18,311,833,1415 I (MOMENTO) CM^4 0,5517 Longitud del Claro E (kg/cm2)I (cm4)W (kg/cm) 7000000,55170,0069 L (Mts)7,0127 PARA EL LADO DE BAJA. 3,5 Propiedades Fsicas de los tubos de aluminio estndar. (61%) Dimetro nominalDimetros Seccin transversal pulgadasCmExternoInternoPared (Cm) rea (Cm^2) 3,0008,0008,8907,7920,54814,370 Peso Total del cable (Kg/m) Momento de inercia Resistencia 20 C (Ohm /m) Cap. Cond. De Corriente 30 c. Amp Modulo de Elasticidad (Kg/cm^2 x10E6) 3,89125,6121,022.120,000,70 Longitud del Claro E (kg/cm^2)I (cm4)W (kg/cm) 700000125,61000,0389 L (Mts)24,0285

Una vez calculado el claro, y considerando que se tendrn dos apoyos con una viga afirmada libremente con cargauniformementerepartida,laFlechadebetenercomolmitesprcticosdeunamximadeflexindel tubo : L F1501=sta debe ser menor que el 4 % del claro. Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez PARA EL LADO DE ALTA FLECHA L (Mts) CONST 7,0127150 F (CM)4,68 PARA EL LADO DE BAJA. FLECHA L (Mts)CONST 24,0285150 F (CM)16,02 En ambos casos la flecha es menor del 4% por tal razn dejamos los clculos de esa manera, no hay necesidad de colocar otro soporte. 5.3. Factor de Densidad. Es un factor de densidad del aire de acuerdo con la altitud y la temperatura donde se encuentra ubicada la subestacin. Est dado por siguiente ecuacin: tb+=27392 . 3o Siendo b:Presin Atmosfrica (cm Hg) t:Temperatura Ambiente (C) Siendo el factor de densidad el siguiente: b: 75.8759 cm Hg t: 28 Celsius. = 5.4. Tensin Crtica de Flameo. Es una tensin que se obtiene de forma experimental, y que representa una probabilidad de flameo del 50 %. La TCF se adquiere de la manera siguiente: 961 . 0NBITCFNORMAL = Para el lado de alta TCFnormal= Para el lado de Baja Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez TCFnormal= Para efectos de diseo esta se corregir por altitud y humedad de la forma a continuacin: oK TCFTCFh NORMALDISEO = Donde TCFNORMAL:TCF en condiciones normales de temperatura, presin y humedad. NBI:Nivel de Aislamiento al Impulso segn el nivel detensin. Kh:Factor de Humedad Atmosfrica, igual a la uno en este caso. En este caso el factor de humedad atmosfrica es igual a 1, todos los dems datos los tenemos de los clculos anteriores. Para el lado de alta. TCFdiseo= Para el lado de Baja TCFdiseo= 5.5. Distancias Mnimas. Son las distancias dielctricas mnimas que deben de haber entre Fase TierrayFase Fase. A partir del uso de la siguiente expresin se pueden definir estas distancias. d K TCFDISEO -=Siendo K: Gradiente de Tensin; vara entre 500 600 kV/m d: Distancia de Fasea Tierra (mts) Utilizando el valor promedio del gradiente de tensin, la Distancia Fase Tierra queda: 550TCFdDISEOT F= Para el lado de alta df-t Para el lado de alta Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez df-t Paraladistanciadielctricaentrefasessetieneencuentaquelamximatensinquepuedeaparecerentre fases,esigualalNBImselvalordecrestadelaondadetensinatierra,defrecuenciafundamental, correspondiente a las condiciones fundamentales de operacin. Por ello la Distancias Fase Fase es: d d T F F F =8 . 1 Para el lado de alta. Df-f =m Para el lado de baja. Df-f = Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez 6.CONCLUSIONES El diseo de una subestacin elctrica es desde todos los puntos de vista una necesidad tanto para los responsablesdelsuministroelectro-energticocomoparalosconsumidores,cualquieraqueseasu funcin es indispensable para el transporte y entrega de la energa a los centros de cargas. Lassubestacioneselctricassonunanecesidadparacualquiersistemaelctricopuestoqueestas elevan o reducen el voltaje en dependencia de la funcin para la que es destinada. En nuestro proyecto realizamostodoslosclculosparaeldiseodeunasubestacinreductoradelacualsealimentara directamente a 8 consumidores de distintas categoras en el cual gracias a los conocimientos adquiridos diseamos un sistema capaz de dar respuesta ente cualquier eventualidad de fallo adems de asegurar la continuidad del servicio a los consumidores de primera categora, por que de no ser as conllevara a la perdidas de vidas humanas en el peor de los casos y perdidas materiales considerables en el mejor deloscasos,podemosconcluirquetodoslosmtodosypasosqueserealizaronsonnecesariose indispensables para el diseo de una subestacin cualquiera que fuese su funcin. Subestacin Mateare Jaime Ezequiel Trrez Montalvn Hanner Antonio Mora Hernndez 7.BIBLIOGRAFIA 7.1. Suministro elctrico a empresas industriales. A. Feodorov 7.2. Diseo de subestaciones elctricas. Ral Martin Jos. 7.3. Folletos proporcionados como material de la clase. 7.4. Algunas paginas de internet que nos ayudaron a complementar la informacin como: a.www.meteored.com.ar b.www.getamap.net/maps/nicaragua/managua/_mateare_municipiode/ c.www.siemens.com d.www.abb.com/products