SUBESTACIONES

ELÉCTRICAS

UNIDAD 3

SUBESTACIONES DE

DISTRIBUCIÓN

INTEGRANTES:

VICTOR HUGO MORENO GÓMEZ

MECATRÓNICA 5D

1

Contenido Introducción ............................................................................................................. 2

Introduction.............................................................................................................. 3

1. Subestación Tipo Poste o aérea (Substation type Post or aérea) ....................... 4

1.1Elementos primarios (primary elements) ....................................................... 5

1.2. Elementos secundarios (side elements) ....................................................... 9

1.3. Generalidades (Overview) .......................................................................... 10

1.4. Codificación (Coding).................................................................................. 11

1.5. Transformador monofásico de una boquilla en un sistema auto protegido

(Phase transformer of a nozzle in a self-protection system) .............................. 12

1.6. Tres transformadores monofásicos de una boquilla en un sistema auto

protegido (Three single-phase transformers of a nozzle system in a car

protected) ........................................................................................................... 13

1.7. Transformador trifásico en un sistema (transformer trifasic in a system) .... 14

1.8. Aplicaciones de las subestaciones tipo poste

(Type substation applications post) ................................................................... 16

2. subestación tipo pedestal (substation type pedestal) ........................................ 17

2.1. Subestación tipo pedestal monofásico

(substation type pedestal monofasic) ................................................................ 18

2.2Transformadores de distribución subterránea tipo pedestal trifásicos

(transformer of distribution underground type pedestal trifasic) ......................... 25

2.3 Aplicaciones de los Transformadores tipo Pedestal (Applications of the

transformer type pedestal) ................................................................................. 32

3. Tarifa HM (Tariff HM)......................................................................................... 34

4. Tarifa OM (Tariff OM) ........................................................................................ 38

5. Requisitos de contratación (Requirement of engagement) ............................... 40

Conclusión (conclusion) ........................................................................................ 44

2

Bibliografía (Bibliographic)..................................................................................... 44

Introducción

Debido al rápido desarrollo económico, la demanda de plantas de potencia se ha

visto incrementada, especialmente en los países desarrollados. Los materiales y

partes para estos suministros y distribuidores de potencia son muy complejos. La

producción de transformadores, condensadores de voltajes variados, y las técnicas

de mantenimiento y servicio son muy críticas.

Con la transferencia de conocimientos tecnológicos de la mayoría de compañías

eléctricas en el mundo, Taiwan desarrolló plantas de producción de transformadores

capaces de producir transformadores de alto voltaje (hasta de 345 KV) En un inicio

el mercado taiwanés fue dominado por los gigantes mundiales como Exxon, Shell,

BP, Caltex, etc., hasta que Taiwan se convirtió en el mayor productor de aceite para

transformadores.

Este estudio describe la elaboración de aceite para transformadores, así como

también está desarrollado para conocer el proceso de producción y la maquinaria

utilizada. Actualmente, no existen muchas plantas productoras de aceite para

transformadores en Taiwan. Naciones desarrolladas necesitan construir nuevos

sistemas de potencia para mejorar sus niveles industriales y elevar los estándares

de vida de sus transformadores. Un elemento esencial en la producción de los

transformadores es el aceite para transformadores, el cual minimiza los costos y

mejora la calidad de estos productos.

Las funciones de estos aceites para transformadores están referidas al aislamiento

eléctrico y al enfriamiento. En los transformadores, OCB, etc., con voltajes eléctricos

elevados, el uso de aceites para transformadores, solos o con otros materiales de

aislamiento tales como papel, madera o resinas, ofrecen un buen efecto de

aislamiento. Los métodos de prueba aplicados a estos aceites variarán en cada

país. Las pruebas realizadas para los efectos de aislamiento incluyen resistencia

dieléctrica, factor de potencia, resistencia, punto de transmisión, seguridad y

3

estabilidad.

Introduction

Due to rapid economic development, the demand for power plants has increased,

especially in developed countries. Materials and parts for these supplies and power

distributors are very complex. Production of transformers, capacitors of various

voltages, and technical maintenance and service are very critical.

With the transfer of technological knowledge of most electric companies in the world,

Taiwan developed production plants transformers capable of producing high-voltage

transformers (up to 345 KV) Initially the Taiwanese market was dominated by global

giants like Exxon , Shell, BP, Caltex, etc., until Taiwan became the largest producer

of transformer oil.

The manufacture of transformers requires high technological knowledge to ensure

long lifetime, easy maintenance and, of course, low production costs. Producers in

Taiwan have developed a technique to produce oil for transformers of high purity

due to constant research and development of chemical, physical, dynamic physical

and electronic knowledge.

This study describes the development of transformer oil and is also developed to

meet the production process and machinery used. Currently, there are not many

production plants in Taiwan transformer oil. Developed nations need to build new

power systems to improve their industrial levels and raise living standards of its

transformers. An essential element in the production of transformers is the

transformer oil, which minimizes costs and improves the quality of these products.

The functions of these transformer oils are referred to the electrical insulation and

cooling. In transformers, OCB, etc., with high electric voltages, the use of transformer

oils, alone or with other insulation materials such as paper, wood or resin, offer good

insulation effect. Test methods applied to these oils vary in each country. Tests

conducted for the purposes of insulation include dielectric strength, power factor,

resistance point transmission, security and stability.

4

1. Subestación Tipo Poste o aérea (Substation type Post or aérea)

La subestación aérea o tipo poste es empleada en zonas rurales, y urbanas, para prestar el servicio a usuarios industriales o residenciales de estratos 1,2 y 3. La subestación aérea está conformada por un transformador de distribución, acompañado de su respectiva protección contra sobretensión (Descargadores de sobretensión DST) y protección contra sobre corriente (cortacircuitos), como también de algunos accesorios indispensables para su montaje como apoyos, aisladores y herrajes. Los transformadores utilizados en este tipo de subestación pueden ser monofásicos o trifásicos y los fabricantes ofrecen transformadores de distribución con potencias nominales normalizadas que no exceden los 150 kVA, cuando la potencia nominal excede los 112.5KVA o el peso del transformador sobrepasa los 650kg, se requiere utilizar para su instalación una estructura tipo H. La estructura tipo H se compone de dos apoyos (postes). La alimentación de los transformadores que conforman una subestación aérea puede hacerse por red aérea o subterránea.

Figura 1._Subestación aérea o tipo poste

Los niveles de tensión para redes de uso público se encuentran definidos en la Norma ICONTEC NTC 1340 es tensiones nominales en sistema de energía eléctrica a 60 Hz en redes de servicios públicos, y, pero si un cliente de un operador de red requiere un nivel de tensión diferente, puede definir su contrato de conexión en un nivel de tensión normalizado, con el cual alimentará un transformador de su propiedad, este transformador recibe el nombre de transformador de uso dedicado y definir así la relación de transformación que más le convenga a sus necesidades.

5

1.1Elementos primarios (primary elements)

Los elementos que constituyen una subestación se pueden clasificar en elementos

principales y elementos secundarios.

Transformador

Se denomina transformador a un dispositivo eléctrico que permite aumentar o

disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la

potencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal

(esto es, sin pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas reales

presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño y tamaño,

entre otros factores.

Figura 2.Trasformador

Interruptor de potencia

El interruptor de potencia es el dispositivo encargado de desconectar una carga

o una parte del sistema eléctrico, tanto en condiciones de operación normal

(máxima carga o en vacío) como en condición de cortocircuito. La operación de

un interruptor puede ser manual o accionada por la señal de un relé encargado

de vigilar la correcta operación del sistema eléctrico, donde está conectado.

Figura 3.Interruptores de Potencia

6

Restaurador

Es un dispositivo electromecánico habilitado para sensibilizar e interrumpir, en

determinado tiempo, sobre corrientes en un circuito debidas a la eventualidad de

una falla, así como hacer cierres automáticamente y energizar el circuito (ver

figura 4). En caso de persistir la falla, vuelve a abrir, cerrando nuevamente.

Figura 4.Restaurador

Cuchillas fusibles

Son interruptores que se utilizan ya sea en el lado de alta o de baja tensión,

sirven como protección para el transformador o el equipo asociado ya que

pueden seccionarse en caso de emergencia. Este tipo de protección se conecta

en serie con el circuito. Existen cuchillas individuales, es decir, una cuchilla para

cada fase, y cuchillas de operación en grupo.

7

Figura 5.Cuchillas Fusibles

Cuchillas desconectadoras y cuchillas de prueba

Cuchillas desconectadoras: Este tipo de cuchillas se encuentran sostenidas

mecánicamente y pueden operarse ya sea automática o manualmente. Para

reestablecer basta con volverlas a conectar automáticamente o bien, con ayuda

de una pértiga.

Cuchillas de Prueba. Permitir la conexión de equipos de medición portátiles

que permiten verificar el equipo instalado

Apartarrayos

Para proteger dicha instalación contra la sobretensión necesitamos el uso de los

apartarrayos, los cuales se encuentra conectado permanentemente en el

sistema y operan cuando se presenta una sobretensión de determinada

magnitud, descargando la corriente a tierra.

Figura 6.Apartarrayos

Tableros dúplex de control

Es el conjunto de gabinetes modulares utilizados para instalar los diferentes

equipos de medición, protección y mecanismos de control de la subestación,

además tiene instalados los sistemas de mandos para efectuar las diferentes

maniobras de control de una subestación cuando sea necesario en forma

manual.

8

Figura 7.Tablero Dúplex

Condensadores

Es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz de

almacenar energía sustentando un campo eléctrico.

Figura 8.condensador

Transformadores de instrumento

Los transformadores para instrumento son parte esencial en un sistema eléctrico

debido a que se hace posible la medición de los parámetros como voltaje y

corriente, tanto para la medición, como para el control y protección del sistema

eléctrico.

Figura 9.Transformadores de instrumento

9

1.2. Elementos secundarios (side elements)

Cables de potencia

Conductores que se emplean como alimentadores de equipos, de talleres, en

residencias y otros. Su construcción es diferente a la de los juegos de Barras

colectoras. Están formados por uno o más conductores, perfectamente aislados

y protegidos del exterior por sucesivas capas que le dan aislamiento,

hermeticidad y resistencia mecánica.

Figura 10. Cable de potencia

Cables de control

Cables de potencia

Alumbrado.

Estructura.

Herrajes.

Equipo contra incendio.

Equipo de filtrado de aceite.

Sistema de tierras.

Carrier (transportista).

Intercomunicación.

Trincheras, conducto, drenajes (sistema de canalizaciones).

Cercas, mallas o muro de protección.

10

1.3. Generalidades (Overview)

Se aplican todas las indicaciones de la norma 08 00 01. Esta sección de transformadores incluye la selección de eslabón fusible para la protección contra sobrecorriente, la conexión de las unidades que integran cada banco en función del sistema de alimentación de media y baja tensión, así como los calibres de conductores de las salidas del banco para alimentar la red de baja tensión. 1. Todos los bancos de transformación tendrán la protección contra una sobretensión en el lado de media tensión utilizando apartarrayos. 2. Preferentemente utilice Transformadores Autoprotegidos. 3. La capacidad del eslabón fusible para protección del banco se indica en la norma 08 TR 03. El criterio general para su determinación es que el eslabón fusible debe ser de la capacidad más próxima a la corriente nominal en el lado de media tensión del banco de transformación. 4. Todas las conexiones eléctricas en el banco de transformación se harán con conductores de cobre. 5. Todos los bancos de transformadores para distribución se deben instalar preferentemente en su centro de carga. 6. La resistencia del poste para la estructura del banco debe ser apropiada al peso del banco. 7. En caso de instalarse más de un transformador se debe sumar el peso de los transformadores y comparar con la carga límite del poste indicada en la tabla siguiente.

8. La identificación del número de área se ubica en la cara del poste de frente a la

calle y perpendicular a ella. La numeración debe quedar 50 cm. abajo del bastidor.

Ver norma 08 00 05.

11

1.4. Codificación (Coding)

La codificación de los bancos de transformación para su manejo dentro de esta norma, consta de seis campos. 1. En el primer campo se indica el número de unidades que componen el banco de transformación. 2. En el segundo y tercer campos tipo de equipo (TR). 3. En el cuarto campo se indica el número de fases a las que está conectado el banco. 4. En el quinto campo se indica el sistema de distribución de la Media Tensión: A 5. En el sexto campo se indica exclusivamente para un transformador del tipo Autoprotegido: A Ejemplo: a) Un transformador monofásico, conectado a un sistema 3F-4H, autoprotegido y se codificaría:

La clave anterior indica un (1), transformador (TR), monofásico (1), conectado a un sistema de tres fases con neutro corrido (A) y Autoprotegido (A). b) Un transformador trifásico, conectado a un sistema 3F-4H y se codificaría:

La clave anterior indica un (1), transformador (TR), trifásico (3), conectado a un sistema de tres fases con neutro corrido (A).

12

1.5. Transformador monofásico de una boquilla en un sistema auto protegido (Phase

transformer of a nozzle in a self-protection system)

13

1.6. Tres transformadores monofásicos de una boquilla en un sistema auto

protegido (Three single-phase transformers of a nozzle system in a car protected)

14

Notas:

1. Seleccionar según la capacidad interruptiva requerida.

2. Para sistemas 3F-3H, se debe consultar al responsable técnico de la zona que

corresponda, ver norma 08 00 03.

3. Para Contaminación, se deben seleccionar los cortacircuitos CCF-C,

apartarrayos ADOMC, transformadores DC1-, Crucetas C o Crucetas de Madera.

4. Cuando utilice fleje, ver 04 H0 17.

1.7. Transformador trifásico en un sistema (transformer trifasic in a system)

15

16

1.8. Aplicaciones de las subestaciones tipo poste (Type substation applications post)

Las subestaciones tipo poste son muy comunes en la distribución aéreos, en

fraccionamientos residenciales. Este es el transformador más utilizado para la electrificación

urbana y rural.

Fig. Subestación tipo poste en (transformador monofásico).

Fig. Subestación tipo poste (transformador trifásico).

17

2. subestación tipo pedestal (substation type pedestal)

Prolec GE diseña y fabrica transformadores monofásicos de tipo pedestal para instalación

exterior con las características, eficiencia y estética necesarios para atender las necesidades

de las modernas aplicaciones residenciales de casas y departamentos, en donde la distribución

de la energía es bajo tierra.

Para uso comercial, industrial e institucional, donde la carga se distribuye bajo tierra,

diseñamos y fabricamos los transformadores trifásicos tipo pedestal.

Para el uso de energías renovables, como turbinas eólicas y la generación de energía solar,

contamos con los transformadores trifásicos de pedestal, específicamente diseñados para este

tipo de aplicaciones.

Los transformadores con aceite tipo pedestal, monofásicos y trifásicos están diseñados para

cumplir o exceder las normas aplicables de la industria, ANSI®/IEEE®

Los transformadores tipo pedestal tienen su aplicación en sistemas de distribución subterráneos, como son centros comerciales, fraccionamientos residenciales, hoteles, centros turísticos y lugares en donde la continuidad de servicios es un factor determinante.

Su diseño de frente muerto lo hace muy seguro, además de que toma una apariencia muy estética.

Los transformadores de operación radial se usan con sistemas de distribución subterráneos donde la acometida es terminal. Los transformadores de operación anillo se usan en sistemas de distribución subterráneos donde la acometida corre de un equipo a otro hasta llegar a un equipo terminal o hasta llegar a otra acometida, formando un sistema en anillo y garantizando el suministro de energía.

Para la correcta selecciónde un transformador tipo pedestal se debe considerar:

Capacidad (KVA) Tensión primaria. Tensión secundaria. Elevación de temperatura. Tipo de enfriamiento. Líquido aislante. Derivaciones. Conexiones (Delta-Estrella, etc.). Tipo de operación (Radial, Anillo). Líquido dieléctrico (Aceite mineral, FR3, base siliconas). Accesorios adicionales/opcionales a la norma.

18

2.1. Subestación tipo pedestal monofásico (substation type pedestal monofasic)

La demanda de energía eléctrica se ha incrementado considerablemente en los

últimos años, ya que actualmente nuestro entorno depende fundamentalmente del

flujo ininterrumpido de la electricidad.

Por esta razón requerimos sistemas cada vez más confiables que nos permitan

realizar adecuadamente nuestras actividades diarias.

La seguridad y la estética también han sido factores relevantes para el aumento en

la utilización de los sistemas de distribución subterránea en nuestro país

. Para cubrir estas necesidades Prolec GE ofrece la línea de Transformadores Tipo

Pedestal Monofásico.

Los transformadores de distribución IEM tipo pedestal poseen una agradable

apariencia, son en extremo seguros y cubren todas las necesidades de operación

para la distribución subterránea de la energía eléctrica; sistema que satisface

ampliamente las necesidades del acelerado desarrollo de los modernos centros

comerciales y urbanos.

19

Clasificación

En cuanto al tipo de aislamiento de sus accesorios:

De frente muerto: son aquellos que no tienen partes vivas expuestas en el

compartimiento de Alta Tensión, estando el transformador energizado.

De frente vivo: son aquellos que tienen partes vivas expuestas en el

compartimiento de Alta Tensión.

En cuanto a su aplicación

Operación radial (1 boquilla A.T.)

Operación en anillo (2 boquillas en A.T.)

Características generales

Capacidad: Desde 15 hasta 167 Kva

Tipo de enfriamiento: OA

Frecuencia de operación: 60 hertz

Voltaje alta tensión (+/- 2X2.5%): 13 200Y/7 620 V, 22 860Y/13 200 V o 33

000/19 050 V

Voltaje baja tensión: 240/120 V

Elevación de temperatura: 55˚, 65˚, o 55˚/65˚ sobre un ambiente máximo de

40 ˚C y promedio de 30 ˚C en un periodo de 24 horas

Altura de operación: 2,300 m.s.n.m. (o de acuerdo con las necesidades del

mismo)

Líquido aislante: Aceite mineral, R-temp®, silicona líquida

20

Las condiciones generales de uso están descritas en las siguientes normas:

• NMX-J-285 Transformadores tipo pedestal monofásicos y trifásicos para

distribución subterránea.

• NMX-J-287 Transformadores tipo sumergible monofásicos y trifásicos para

distribución subterránea.

• CFE K0000-04 Transformadores monofásicos tipo pedestal para distribución

residencial subterránea (DRS).

• CFE K0000-19 Transformadores monofásicos tipo sumergibles para distribución

residencial subterránea (DRS), 25-75 kVA.

Componentes

Tanque

Es el recipiente que contiene el conjunto núcleo-bobinas y el líquido aislante. Se

construye con lámina de acero de alta calidad y está diseñado de tal manera que

soporta los esfuerzos mecánicos de presión, vacío, transporte y operación. Soporta

presiones internas de 69KPa (0.7 kg/cm2 = 10 psi), sin sufrir deformaciones

permanentes. Sirve además como superficie de disipación de calor.

Para el acabado, se prepara la superficie mediante limpieza con perdigón a presión

(Shot Blast), aplicándose posteriormente un primario y, finalmente, un acabado

exterior para proporcionar protección contra elementos ambientales y corrosión que

pudieran afectar el transformador. Para los transformadores tipo cálido, el tanque

puede ser de acero inoxidable.

21

Aplicación

Optimización de la confiabilidad, seguridad y la estética en:

• Fraccionamientos residenciales

• Desarrollos turísticos

• Centros comerciales

• Centros recreativos

• Hoteles

Ventajas

• Mayor seguridad

• Mayor plusvalía para la propiedad

• Eliminación de contaminación visual

• Facilidad de acceso

22

Características de accesorios

• Cambiador de derivaciones de operación sin carga.

• Bisagras de acero inoxidable

• Boquillas de media y baja tensión desmontables

• Empaques de material elastomérico y compatibilidad con el líquido

aislante

Núcleo

• Tipo devanado (enrollado).

• Se utiliza lámina de acero al silicio de grano orientado de alta

permeabilidad magnética en las laminaciones con aislamiento

interlaminar (Carlite), que provee una efectiva resistencia al manejo y

recocidos.

• La principal característica es el camino efectivo que toma el flujo

magnético debido a su alta permeabilidad magnética y un eficiente

traslape.

• La forma apilada provee un mínimo factor de espacio y una baja

reluctancia, teniendo como resultado un incremento en la eficiencia y

bajas pérdidas en vacío.

Bobinas rectangulares

Las bobinas rectangulares son el resultado de un diseño con un factor de espacio

mejorado y dimensiones reducidas, proporcionando: • Alta rigidez mecánica. •

Capacidad térmica. • Esfuerzo dieléctrico mejorado. • La distribución de voltaje a

través de la bobina es uniforme. • Los conductores para las bobinas pueden ser de

cobre y/o aluminio. El sistema de aislamiento Insuldur® significa máxima vida y

capacidad de sobrecarga. Estos diseños cumplen con todas las pruebas, incluyendo

la de cortocircuito.

23

Protecciones del transformador en alta tensión

Cuenta con fusible limitador de corriente de rango parcial de operación interna,

conectado en serie con un fusible de expulsión, de doble elemento tipo bayoneta,

de operación interna, removible desde el exterior por medio de pértiga. Además,

posee un indicador de falla remoto (opcional).

En baja tensión

Puede contar con un interruptor térmico o termomagnético, según se requiera

(opcional).

Accesorios

1. Indicador de falla

2. Aditamento para levantar

3. Fusible de expulsión

4. Mecanismo cambiador de derivaciones

5. Identificación de alta tensión

6. Soporte para conectores tipo codo

7. Boquillas de alta tensión

8. Barra de conexiones a tierra

9. Conexión baja tensión al tanque

10. Válvula de drenaje y muestreo

11. Puente H0-X0

12. Boquilla del neutro alta tensión

13. Identificación de baja tensión

14. Boquilla de baja tensión con terminal en espada

15. Interruptor termomagnético (opcional)

16. Conexión superior para llenado de aceite

17. Válvula de alivio de sobrepresión

18. Gabinete

19. Placa de datos

24

Pruebas

• Corto circuito**

• Impulso por rayo normalizado**

• Elevación de temperatura de los devanados**

• Relación de transformación y polaridad

• Resistencia óhmica de los devanados

• Resistencia de los aislamientos

• Factor de potencia

• Resistencia de anillos (contactos)

• Pérdidas en vacío y corriente de excitación

• Pérdidas debidas a la carga e impedancia

• Potencial aplicado

25

2.2Transformadores de distribución subterránea tipo pedestal trifásicos (transformer

of distribution underground type pedestal trifasic)

Aplicación El pedestal trifásico está diseñado para operar a la intemperie y estar

montado sobre una base típicamente de concreto. Tiene integrado un gabinete a

prueba de vandalismo, el cual contiene los accesorios y las terminales de conexión.

Los transformadores del tipo pedestal trifásico Prolec GE se utilizan en lugares

donde la seguridad y apariencia son un factor decisivo, tales como:

• Desarrollos comerciales

• Desarrollos turísticos

• Edificios de oficinas y/o residenciales

• Hoteles

• Hospitales

• Parques eólicos

• Pequeña y mediana industria bajo el concepto de subestaciones compactas

26

• Universidades

Ventajas

• Requerimiento mínimo de espacio

• Más seguro, ya que no presenta partes energizadas accesibles a

personas, por lo que puede instalarse en lugares públicos con acceso

restringido

• Constituye una subestación completa

• Mantenimiento mínimo por contaminación

• Autoprotegido

• Facilidad de restablecimiento de servicio después de una falla en el

secundario (solo cuando lleva interruptor termomagnético)

• Desconexión de la alimentación en forma rápida y segura

• Aspecto estético agradable

Accesorios Dependiendo de la especificación:

• Alta tensión: fusible limitador de corriente de rango parcial en serie con

el fusible de expulsión o fusible limitador de corriente de rango

completo que puede ser removido desde el exterior. También se

ofrece fusible de aislamiento en serie con el de expulsión

• Baja tensión: interruptor termo-magnético sumergido en aceite, hasta

150 kVA

• Indicador de nivel de líquido aislante para 225 kVA y mayores

• Indicador de temperatura de líquido aislante para 225 kVA y mayores

• Provisión para manovacuómetro

• Cambiador de derivaciones desenergizado

• Registro de mano

Es el conjunto formado por un transformador convencional integrado a un gabinete

cerrado, en el cual se incluyen accesorios y terminales para conectarse a un sistema

de distribución subterránea, montado en un pedestal de concreto para operar a la

27

intemperie. Los transformadores de distribución IEM tipo pedestal poseen una

agradable apariencia, son en extremo seguros y cubren todas las necesidades de

operación para la distribución subterránea de la energía eléctrica; sistema que

satisface ampliamente las necesidades del acelerado desarrollo de los modernos

centros comerciales y urbanos.

En cuanto al tipo de aislamiento de sus accesorios:

De frente muerto: son aquellos que no tienen partes vivas expuestas en el

compartimiento de alta tensión, estando el transformador energizado.

De frente vivo: son aquellos que tienen partes vivas expuestas en el

compartimiento de A.T.

En cuanto a su aplicación

Operación radial (3 boquillas A.T.)

Operación en anillo (6 boquillas en A.T.)

Características generales

Capacidad: Desde 30 hasta 2,500 kVA

28

Tipo de enfriamiento: OA

Frecuencia de operación: 60 hertz

Elevación de temperatura: 55˚, 65˚ o 55˚/65˚ sobre un ambiente máximo de

40 ˚C y promedio de 30 ˚C en un periodo de 24 horas

Altura de operación: 2,300 m.s.n.m. (o de acuerdo con las necesidades del

mismo)

Líquido aislante: Aceite mineral, R-temp®, silicona líquida

Las condiciones generales de uso están descritas en las siguientes normas:

• NMX-J-285 Transformadores tipo pedestal monofásico y trifásico para distribución

subterránea. • NMX-J-287 Transformadores tipo sumergible monofásico y trifásico

para distribución subterránea.

• CFE K0000-05 Transformadores trifásicos tipo sumergible para distribución

comercial subterránea (DCS).

• CFE K0000-07 Transformadores trifásicos tipo pedestal para distribución

comercial subterránea (DCS), 300 y 500 kVA.

• CFE K0000-08 Transformadores trifásicos tipo pedestal para distribución

residencial subterránea (DRS), 75 a 225 kVA.

• CFE K0000-22 Transformadores trifásicos tipo sumergible para distribución

residencial subterránea (DRS), 75 a 225 kVA.

• LFC GDD-173 Transformadores pedestales DRS 23-BT, 75 a 300 kVA.

• LFC GDD-175 Transformadores trifásicos de distribución comercial subterránea

(DCS) POZO 23-BT, 300 y 500 kVA.

• LFC GDD-176 Transformadores trifásicos de distribución residencial subterránea

(DRS) POZO 23-BT, 75 a 225 kVA.

29

Componentes

Es el recipiente que contiene el conjunto núcleo-bobinas y líquido aislante. Se

construye con lámina de acero de alta calidad y está diseñado de tal manera que

soporte los esfuerzos mecánicos de presión, vacío, transporte y operación. Soporta

presiones internas de 69KPa (0.7kg/cm2 = 10 psi), sin sufrir deformaciones

permanentes. Sirve además como superficie de disipación de calor. Para el

acabado, se prepara la superficie mediante limpieza con perdigón a presión (Shot

Blast), aplicándose posteriormente un primario y, finalmente, un acabado exterior

para proporcionar protección contra elementos ambientales y corrosión que

pudieran afectar el transformador. Para los transformadores tipo cálido, el tanque

puede ser de acero inoxidable.

Núcleo.

Existen dos tipos: devanado (enrollado) y rectangular.

• Se utiliza lámina de acero al silicio de grano orientado de alta

permeabilidad magnética en las laminaciones con aislamiento

interlaminar (Carlite), que provee una efectiva resistencia al manejo y

recocidos.

• La principal característica es el camino efectivo que toma el flujo

magnético debido a su alta permeabilidad magnética y un eficiente

traslape.

• La forma apilada provee un mínimo factor de espacio y una baja

reluctancia, teniendo como resultado un incremento en la eficiencia y

bajas pérdidas en vacío.

30

Las bobinas rectangulares

Las bobinas rectangulares son el resultado de un diseño con un factor de espacio

mejorado y dimensiones reducidas, proporcionando:

• Alta rigidez mecánica.

• Capacidad térmica.

• Esfuerzo dieléctrico mejorado.

• La distribución de voltaje a través de la bobina es uniforme.

• Los conductores para las bobinas pueden ser en cobre y/o aluminio.

El sistema de aislamiento Insuldur® significa máxima vida y capacidad de

sobrecarga.

Estos diseños cumplen todas las pruebas, incluyendo la de cortocircuito. Bobinas

rectangulares

Líquido aislante

•Se manejan tres líquidos aislantes: aceite mineral, R-temp® y silicona líquida.

• Sirve para disipar el calor generado por la corriente que circula en los devanados,

preservando el cartón y papel aislante de la humedad.

• La disipación eficiente del calor prolonga la vida útil de los aislamientos, evitando

su degradación debida a los efectos de la temperatura.

• Los líquidos aislantes, R-temp® y silicona líquida tienen un alto punto de

inflamabilidad.

31

Protecciones del transformador

En alta tensión Cuenta con fusible limitador de corriente de rango parcial de

operación interna, conectado en serie con un fusible de expulsión, de doble

elemento tipo bayoneta, de operación interna, removible desde el exterior por medio

de pértiga. Además, cuenta con un indicador de falla remoto (opcional). En baja

tensión Puede contar con un interruptor térmico o termomagnético, según se

requiera (opcional).

Accesorios

1. Gabinete

2. Fusibles

3. Seccionador

4. Boquillas de alta tensión

5. Identificación de alta tensión

6. Cambiador de derivaciones

7. Barra de conexiones a tierra

8. Conexión del tanque a tierra tipo B en A.T.

9. Base

10. Válvula de drenaje y muestreo

11. Conexión del tanque a tierra tipo B en B.T.

12. Conexión baja tensión a tierra

13. Boquilla de baja tensión con terminal en espada

14. Identificación de baja tensión

15. Indicador de temperatura de líquido

16. Placa de datos 17. Puertas de gabinete

17. Válvula de alivio de sobrepresión

18. Indicador de nivel de líquido

32

2.3 Aplicaciones de los Transformadores tipo Pedestal (Applications of the

transformer type pedestal)

Los transformadores de distribución tipo pedestal tanto monofásico como trifásico

son utilizados en las redes de distribución subterránea ya sea para alimentación en

anillo o radial.

Son diseñados para ser operados a la intemperie y se montan generalmente en un

pedestal de concreto, cuentan con un gabinete cerrado a prueba de vandalismo en

el cual se incluyen las terminales de conexión y los accesorios.

Estos transformadores son instalados en lugares donde la seguridad, apariencia y

continuidad del servicio son un factor importante, tales como: fraccionamientos

residenciales, zonas urbanas, desarrollos turísticos, centros comerciales, hoteles,

hospitales, edificios de oficinas y pequeñas industrias entre otras aplicaciones.

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Prolec GE diseña y fabrica transformadores monofásicos de tipo pedestal para

instalación exterior con las características, eficiencia y estética necesarios para

atender las necesidades de las modernas aplicaciones residenciales de casas y

departamentos, en donde la distribución de la energía es bajo tierra.

Para uso comercial, industrial e institucional, donde la carga se distribuye bajo tierra,

diseñamos y fabricamos los transformadores trifásicos tipo pedestal.

Para el uso de energías renovables, como turbinas eólicas y la generación de

energía solar, contamos con los transformadores trifásicos de pedestal,

específicamente diseñados para este tipo de aplicaciones.

Los transformadores con aceite tipo pedestal, monofásicos y trifásicos están

diseñados para cumplir o exceder las normas aplicables de la industria,

ANSI®/IEEE®

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3. Tarifa HM (Tariff HM)

Horaria en Media Tensión esta designada a usuarios con su propio transformador

que toman la energía en media Tensión con una demanda de 100kW o más. Los

cargos asociados a esta tarifa son diferentes a los cargos de las tarifas sin

transformador, inclusive diferente a la tarifa OM, que ya cuenta con su propio

tranformador.

Entre los cargos para la tarifa HM por los cuales la tarifa cobra están:

Demanda Facturable

Este cargo se deriva de la cantidad de energía que se consume en un instante

(kW), y es independiente de la energía consumida para utilizar las maquinas,

medida en kWh, a diferencia de la demanda facturable que se mide en kW. La

siguiente formula se utiliza para calcular la demanda facturable (DF).

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Dónde:

DP es la demanda máxima medida en el periodo de punta

DI es la demanda máxima medida en el periodo intermedio

DB es la demanda máxima medida en el periodo de base

DPI es la demanda máxima medida en los periodos de punta e intermedio

FRI y FRB son factores de reducción que para este caso específico son: FRI = 0.3,

FRB = 0.15

El resultado en DF, está dado en kW y este se cobra con un cargo que varía en el

tiempo en pesos por cada kW de la demanda facturable.

Energía – Se refiere a la demanda que se tiene de la red en un tiempo

determinado. La demanda (kW) se mide por un determinado tiempo,

usualmente horas, para calcular la cantidad de kilowatts hora (kWh) que se

están utilizando. El rubro de energía, así como la demanda, se divide en los

tres horarios, donde el costo más caro es el de la energía punta y el más

barato de la energía base.

Horarios – La tarifa HM maneja diferentes horarios, dependiendo de la

demanda de la red eléctrica, ya que para CFE producir la energía requiere

de coordinación activación de plantas y desactivación de plantas

generadoras. Por lo que la energía cuesta en diferentes proporciones

dependiendo del horario.

Penalización por calidad de energía – Esta penalización está dada en base

a la factura de electricidad, antes de impuestos y representa un porcentaje

de esta factura. Dependiendo de la calidad de la energía puede ser una

bonificación de hasta 2.5% de la factura de la energía o un recargo que puede

llegar al 100% de la factura eléctrica.

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Factor de Potencia

El recargo por el factor de potencia es un castigo que CFE genera. Dicho

recargo/bonificación se determina según la siguiente gráfica y es un porcentaje del

subtotal de la factura de energía eléctrica. Dependiendo del factor de potencia (FP)

que se genere se aplicara el cargo o bonificación correspondiente.

El bajo FP se genera principalmente por el uso de elementos eléctricos de

naturaleza inductiva, motores principalmente, y se generan por la necesidad del

motor de utilizar la potencia reactiva. Potencia que no se utiliza para generar

movimiento en el motor, sin embargo es necesaria para el funcionamiento del

mismo.

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Para la figura anterior el caso A esta relacionado con un bajo FP, recargo, mientras

que el caso B está relacionado con un alto FP, bonificación. Se observa como la

solución propuesta, provee al motor de 60 amperes (medida de corriente eléctrica)

de potencia reactiva que son necesarios para el funcionamiento del motor. Debido

a que la corriente reactiva es provista por un elemento dentro de la empresa, la

demanda de corriente del exterior se reduce considerablemente. Aumentando el FP

y llevando al sistema a una situación de bonificación por parte de CFE.

Crecimiento Tarifario

A medida que los combustibles de origen fósil resultan ser más difíciles de

conseguir, aumenta la inflación y los costos de mantenimiento comienzan a

incrementar, el costo de generación de energía por parte de CFE incrementa

anualmente en un porcentaje. Los aumentos tarifarios son porcentualmente

pequeños sin embargo aumentan mes con mes, la siguiente figura muestra los

precios de los rubros para los últimos 12 años, empezando en enero de 2001, de la

tarifa HM.

De la figura anterior se pueden obtener el crecimiento porcentual anual promedio.

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Demanda Facturable – 5.7% crecimiento anual

Energía Punta- 7.74% crecimiento anual

Energía Intermedia – 9.56% crecimiento anual

Energía Base – 9.71% crecimiento anual

Mientras que los costos a diciembre de 2012 para estos mismos rubros están en:

Demanda facturable - $163 pesos por kW

Energía punta - $1.85 pesos por kWh

Energía Intermedia - $1.07 pesos por kWh

Energía base – $0.877 pesos por kWh

Cabe recalcar que para el análisis de esta propuesta se utiliza la extrapolación lineal

(marcada con la línea negra). Sin embargo de las ecuaciones de regresión, se

puede observar que la ecuación que mejor se aproxima a los puntos es la

exponencial, con una R2 mayor a la de la regresión lineal (excluyendo la demanda

facturable), indicando una mejor aproximación del modelo real. Por lo que la

propuesta aquí presente es conservadora, y refleja el ahorro mínimo proyectado.

4. Tarifa OM (Tariff OM)

Tensión de suministro.

Estos servicios se suministran en media tensión, es decir de 7600 volts a 34500

volts, según lo solicite el usuario.

Carga y demanda por contratar.

La carga por contratar será la suma de las potencias en Kilowatts de los

equipos,aparatos y dispositivos que el cliente manifieste tener conectados. La

demanda por contratar la fijará inicialmente el cliente, su valor no será menor al 60%

de la carga total conectada, ni menor a 100 KW de la capacidad del mayor motor o

aparato instalado.

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En caso de que el 60% de la carga total conectada exceda de la capacidad de la

subestación del cliente solo tomará la capacidad de dicha subestación del cliente a

un factor de 60%.

Cualquier fracción de Kilowatts se tomará como Kilowatt completo.

Otras opciones tarifarias.

Se autoriza al suministrador para que celebre con los clientes de esta tarifa que así

lo soliciten convenir su facturación bajo la opción de demanda contratada.

Cambio de tarifa HM a OM

Cuando el cliente mantenga durante 6 meses consecutivos, tanto una demanda

máxima medida en período de punta, intermedio y base inferiores a

100 Kw., podrá solicitar al suministrador su incorporación.

Facturación básica

La facturación básica se integra adicionando los cargos por demanda facturable, las

cuotas autorizadas a los consumos punta, intermedia y base que se registran en un

periodo normal de facturación y de acuerdo a las regiones tarifarias y horarios

aplicables que correspondan. Por la importancia de estos suministros, el periodo de

consumo será de las 0:00 horas del día 1ero del mes de facturación, a las 24:00

horas del día ultimo, por lo cual los medidores son activados con una función de

congelamiento de lectura que la mantendrá estos valores en memoria, lo que

permite tomar lecturas cada día 1ero de cada mes. En los meses que exista cambio

de estación en día primero o último del mes, el medidor congelara la lectura en el

cambio de estación y la del fin de mes.21 El día primero del siguiente mes, se tomará

las lecturas congeladas correspondientes a ambas fechas, la del cambio de estación

y la del fin de mes. En el sistema se alimentara ambos juegos de lecturas de

consumos en orden cronológico, con los cuales se hará el cálculo de la facturación

por cada subpériodo, utilizando el factor de proporcionalidad para el cargo de

demanda según los días del periodo. Se sumaran los cargos de cada subpériodo y

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se presentara una hoja con los cálculos de cada subpériodo y otra que contienen

los totales del mes y datos históricos del servicio.

Cargo por medición en baja tensión

En caso que la medición se efectué en el lado secundario de la subestación del

cliente, se aplicara el cargo del 2% a la facturación básica.

Mínimo mensual

El cargo por KW de demanda facturable al 10% de la demanda contratada

Nota: esta tarifa está sujeta al ajuste mensual por variaciones de la inflación nacional

y los precios por combustible.

5. Requisitos de contratación (Requirement of engagement)

A) Requisitos generales de solicitudes en baja tensión.

(De 120 volts a 440 volts)

A toda solicitud de servicio en baja tensión se le requerirá los datos siguientes:

1.- Nombre

2.- Dirección

3.- Dirección complementaria

4.- Población

5.- Teléfono

6.- Carga contratada

7.- Demanda contratada

8.- Giro

9.- Tensión de suministro

10.- Hilos de corriente

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11.- Plano o croquis (tarifas 5 y 5 A)

12.- Periodo solicitado (tarifa 07)

13.- Horas de uso diario (tarifa 07)

Atendiendo a lo contemplado al apartado de normas se deberá solicitar (en su caso)

al cliente el cumplimiento de los siguientes requisitos:

Registro federal de causantes

Investigación de no-existencia de adeudos

Preguntar al solicitante si ya tiene instalada la preparación para el equipo de

medición de acuerdo a las características técnicas y las normas vigentes de

suministro

El análisis de disponibilidad de instalaciones y capacidad

Las agencias comerciales y sucursales formularán solicitudes de factibilidad y/o

presupuestos para su trámite ante el departamento de distribución y/o planeación

para el estudio técnico correspondiente, cuando éstas se encuentren en las

situaciones que a continuación se enuncian:

Solicitudes individuales mayores a los límites de carga

Solicitudes de servicio de energía eléctrica en áreas donde la red de

distribución se encuentre fuera de distancia reglamentaria ( servicios que

requieran extensión de línea)

Solicitudes para suministrar en media tensión con tarifas para baja tensión y

subestación propia

Para casos excepcionales y previa solicitud del usuario, se asesorará al cliente parta

que el servicio se proporcione a través de subestación particular, la cual estará

instalada dentro de su predio; suscribiéndose un convenio que indique que el

mantenimiento y la operación de dicha subestación será responsabilidad del

solicitante (únicamente tarifas domésticas y 02).

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Determinar cobro del depósito de garantía

De acuerdo a la tarifa y una vez formalizada la solicitud del suministrador de energía

eléctrica se determinará y se cobrará el depósito de garantía, para los servicios

contratados vía telefónica, en CFEmáticos y en general para los servicios

domésticos, el depósito de garantía se cargará en la primera facturación.

Requisitos para contratación en media tensión (De 7600 volts a 34500 volts)

1.- Tramitar solicitud debidamente requisitaza al área de distribución, para su

estudio y resolución técnico económica.

2.- Una vez que el área de distribución dictamina. Y en su caso, celebra convenio

para pago a plazos, por cobro de aportación por las obras necesarias.

3.- A demás de los requisitos mencionados en el punto anterior 6.1 inciso A e

requerirá lo siguiente:

4.- Registro federal de causantes

5.- Autorización de una unidad de verificación

6.- Permiso de CNA (Comisión Nacional del Agua) servicio agrícola

7.- Permiso de SEMARNAP (Secretaría del medio ambiente, recursos naturales y

pesca) servicio agrícola

8.- Visto bueno de la subestación y del punto de conexión y gabinete para el equipo

de medición que expiden los departamentos de distribución y medición

respectivamente.

9.- Investigación de no adeudos anteriores

10.- Determinación de depósito de garantía

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Requisitos de contratación en alta tensión (De 34500 volts a 440000 volts)

Turnar la solicitud, debidamente requisitada a la subgerencia de distribución para

su estudio y resolución técnica y económica, una vez analizado y dictaminado, envía

un oficio resolutivo al cliente y en su caso celebrar convenio de programa de pago

por aportaciones. Después de estos la subgerencia comercial autoriza el contrato y

el cobro del depósito de garantía.

Cumplimiento de los requisitos generales mencionados en el inciso A.

Registro federal de causantes

Autorización de una unidad verificadora

Permiso de CNA (Comisión Nacional del Agua) riego agrícola

Permiso de SEMARNAP (Secretaría del medio ambiente, recursos naturales

y pesca) riego agrícola

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Conclusión (conclusion)

Con este reporte pudimos observar algunas normas que proporcionan información

acerca de las tarifas de usuario así como los conocimientos necesarios para la

solución a posibles fallas en el sistema eléctrico de los transformadores ya que esto

es de suma importancia en el sector productivo.

Bibliografía (Bibliographic)

1) http://app.cfe.gob.mx/Aplicaciones/CCFE/Tarifas/Tarifas/tarifasnegocio.asp

2) https://www.google.com.mx/webhp?sourceid=chrome-

instant&ion=1&espv=2&ie=UTF-8

3) http://www.iusa.com.mx/Lista_Precios/Electricos_MT_IUSA_Oct_2014.pdf

4) https://www.google.com.mx/search?q=codificacion+&oq=codificacion+&gs_l

=serp.3..0l10.5833.6021.0.7036.2.2.0.0.0.0.120.233.0j2.2.0....0...1c.1.64.ser

p..0.2.222.BLil03KTlqE

5) http://www.eremu.es/productos/transformadores-baja-

tension/transformadores-

trifasicos/?gclid=CLvFsqvx9ssCFZWFaQoddhQPoA