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