DISEO DE UNA SUBESTACIN

CTEDRA:SUBESTACIONES ELCTRICAS DE POTENCIACATEDRTICO:ING. ARAUZO GALLARDO, GuidoALUMNO:ORE ASTO JHORY SEMESTRE : DCIMO

INTRODUCCION.

Una Subestacin elctrica es la exteriorizacin fsica de un nodo de un sistema elctrico de potencia en el cual la energa se transforma a niveles adecuados de tensin para su transporte, distribucin o consumo, con determinados requisitos de calidad. Est conformada por un conjunto de equipos utilizados para controlar el flujo de energa y garantizar la seguridad del sistema por medio de dispositivos automticos de proteccin.Una subestacin puede estar asociada con una central generadora, controlado directamente el flujo de potencia al sistema, con transformadores de potencia convirtiendo la tensin de suministro a niveles mas altos o mas bajos o puede conectar varias rutas de flujo al mismo nivel de tensin. Algunas veces una subestacin desempea dos o mas de estas funciones.Bsicamente una subestacin consiste en un nmero de circuitos de entrada y salida conectados a un punto comn, barraje de la subestacin siendo el interruptor principal componente de un circuito y complementndose con los transformadores de instrumentacin, seccionadores y pararrayos en lo correspondiente al equipo de alta tensin, y sistemas secundarios como son los de control, proteccin, comunicaciones y servicios auxiliares

En la actualidad, podemos encontrar diferentes tipos de subestaciones elctricas, las mismas que se han tecnificado en el transcurso de los aos debido al desarrollo mundial, todo esto como resultado de abastecer el incremento de la demanda elctrica de los consumidores bajo condiciones de calidad.Los sistemas elctricos de potencia estn tendiendo a automatizarse con el fin de implementar esquemas que sean capaces de realizar por si mismos los procesos bsicos y afrontar imprevistos que se presentan en el proceso de transmisin y distribucin de la energa elctrica, para ello es necesario utilizar elementos con la visin de integrar diversas funciones e interactuar con sistemas informticos, con el fin que permitan la coordinacin de un registro de su operacin para que el despachador pueda realizar la evaluacin del funcionamiento del sistema.

DISEO DE UNA SUBESTACIN

1. OBJETIVOS:

Realizar la implementacin bsica de ingeniera para el diseo de subestacin elctrica con nfasis con el arreglo de barras, interruptor, seccionador, clculos de malla y distancias mnimas de seguridad.

2. METODOLOGA

El proyecto es de carcter investigativo

Se toma como referencia libros y catlogos as como la utilizacin de las normas IEEE e IEC para el diseo de la subestacin.

3. MARCO TEORICO

3.1. SUBESTACIONES ELECTRICAS.

Una subestacin elctrica es una instalacin destinada a modificar y establecer los niveles de tensin de una infraestructura elctrica, para facilitar el transporte y distribucin de la energa elctrica. Su equipo principal es el transformador. Normalmente est dividida en secciones, por lo general 3 principales, y las dems son derivadas.Las secciones principales son las siguientes: Seccin de medicin. Seccin para las cuchillas de paso. Seccin para el interruptor.

Las secciones derivadas normalmente llevan interruptores, depende de que tipo, hacia los transformadores.

FUNCIONES

Modificar los niveles de voltaje Incremento de voltaje (elevacin) Reduccin de voltaje (reduccin) Realizar maniobras (Conexin, Desconexin) Proteccin Monitoreo Registro de eventos

3.2. TIPOS DE SUBESTACIONES ELECTRICAS.Dependen del nivel de voltaje, potencia que manejan, objetivo y tipo de servicio que presentan de acuerdo a las necesidades de los usuarios y tomando en cuenta parmetros como seguridad, transporte y distribucin de la energa elctrica.Las subestaciones se pueden clasificar como: Subestaciones elevadoras. Subestaciones reductoras Subestaciones de enlace Subestaciones en anillo Subestaciones radiales Subestaciones de switcheo

4. CLCULO Y DISEO:Consideramos disear una Subestacin de distribucin primaria debido al aumento de la demanda en la zona con una tensin nominal de 60kV respectivamente en el lado de alta y 10kV en el lado de la carga para lo cual consideramos los siguientes factores:

Tensin Nominal: 60kV / 10kV Potencial Nominal: 10MW Altitud : 3700 msnm

4.1. DETERMINACION DEL BILA. LADO DE 60 KV:DATOS BASE: KV Nominal: 60 KV Humedad: 15 gr/m3 Altitud: 3700 msnmCLCULO: KVmaximo72.5kVtabla N1BIL(1000 msnm)380kVtabla N1

CORRECIN POR ALTITUD Y HUMEDADFactor de correccin por humedad Como se instala a 3700 msnm calculamos de acuerdo a la tabla N2 interpolando

3600 msnm fc =0.75 4200 msnm fc=0.70

-600msnm fc=0.05 100msnm x

FC(Altitud) 3700 0.742tabla N2

Factor de correccin por humedad

En el grafico N3 tenemos que para 25 grs/m3 curva b se tiene

FH (Humedad)37000.895tabla N3

BIL CORREGIDO A 3700:315.0391061kV

4.2. ANLISIS DE CORTOCIRCUITO:

A continuacin se muestra el diagrama unifilar de la Subestacin a disear con los parmetros de cortocircuito.

CLCULO DE LA CORRIENTE DE CHOQUE:

EN C1:

EN C2:

CUADRO DE RESUMEN:

PUNTOTENSIN NOMINALKVCORRIENTE DE CORTO CIRCUITO kACORRIENTE DE CHOQUE kA

C1603.398.63

C21017.7545.18

4.3. SELECCIN DE AISLADORES:

A.1. METODO IMPULSO FLASHOVER:KV IMPULSE FLASHOVER (1000 .m.s.n.m)525KVN Aisladores: 5

FACTOR DE SEGURIDAD

1.23538% 5 AISLADORES OK

A.2. MTODO GRADO DE AISLAMIENTO:TIPOCUENCA Y BOLA (CATALOGO GAMMA)

Dfuga (mm/kV)20mm/kVGrado de aislamiento

Considerando el nivel de contaminacin en la zona para con industrias poco contaminantes y/o con casa aplicadas con plantas de calefaccin. rea con alta densidad de casa e industrias que esta sujetas a fuertes vientos y lluvias. (IEC70-1)

Lfuga(mm)300mmlnea de FugaVmax72.5kV

N de aisladores: 5 OK

B. LADO DE 10 KV:DATOS BASE: KV Nominal: 10 KV Humedad: 15 gr/m3 Altitud: 3700 msnmCLCULO: KVmaximo12kVtabla N1BIL(1000 msnm)75kVtabla N1

CORRECIN POR ALTITUD Y HUMEDADFC(Altitud)37000.742tabla N2FH(Humedad)37000.895tabla N3

BIL CORREGIDO A 3700:62.179kV

B.1. METODO IMPULSO FLASHOVER:KV IMPULSE FLASHOVER (1000 .m.s.n.m)125KVN Aisladores: 2

FACTOR DE SEGURIDAD66.7% 1 AISLADOR OK

B.2. MTODO GRADO DE AISLAMIENTO:TIPOCLEVIS (CATALOGO GAMMA)Dfuga (mm/kV)20mm/kVGrado de aislamientoLfuga(mm)171mmlnea de FugaVmax12kV

N de aisladores: 2 OK

4.4. SELECCIN Y DIMENSIONAMIENTO DE DISYUNTORES:DATOS GENERALES:TENSIN (KV)CORRIENTE DE CC (KA)POTENCIA DE CC (MVA)

603.392

1017.352

CAPACIDAD DE RUPTURAVn=60kV, Vn=10kVInterruptor I1 = 352.299134MVAInterruptor I2 = 300.510815MVA CORRIENTE DE CHOQUEInterruptor I1 = 8.62953116kAInterruptor I2 = 44.16588955kA CAPACIDAD DE RUPTURAInterruptor I1896.8071849MVAInterruptor I2764.9757497MVA

CORRIENTES NOMINALES DEL DISYUNTORInterruptor I1 0.09622504kAInterruptor I20.57723502KA

SELECCIONAMOS SEGN CATLOGO:Pr(MVA)

calculadoCatalogo

352.299134