DEDICATORIAS A MI PADRE

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3 DEDICATORIAS A MI PADRE El hombre que me ha apoyado toda la vida y que gracias a el y a su esfuerzo he podido terminar mi carrera profesional, y que además ha sido mi mayor ejemplo de inteligencia y responsabilidad para alcanzar mis metas. A MI MADRE Por su amor y apoyo incondicional, además de la motivación que siempre me brindó para ser una persona responsable y de bien. 3

4 AGRADECIMIENTOS AL C. ING. JAVIER TORRES VIVEROS Por apoyarme con la realización de este trabajo y por compartir sus conocimientos y experiencias que me fueron de mucha utilidad para hacer este proyecto y para mi formación profesional. AL C. ING. AUGUSTO FERNANDEZ RAMIREZ DIRECTOR DE TESIS AL C. ING. WALTER L. SAIZ GONZALEZ SINODAL AL C. ING. JUAN GARCIA SANCHEZ SINODAL AL H. AYUNTAMIENTO DE LA LOCALIDAD DE XICO VER. 4

5 INDICE INTRODUCCION CAPITULO I.- ESTUDIO PRELIMINAR Consideraciones generales del proyecto para la construcción de la red eléctrica Media tensión Baja tensión Transformadores de distribución Acometidas y medición Localización Sistema a utilizar Observaciones CAPITULO II.- MAGNITUD DE LA CARGA Cuantificaciones de la carga Capacidad de los transformadores Relación de desbalance de cargas entre fases Reserva disponible.. 26 CAPITULO III.- SUBESTACION ELÉCTRICA Características de la subestación eléctrica Transformadores Transiciones y Protecciones Restaurador Transiciones Terminales Fusibles Protecciones para transformadores Diagrama de conexión Cuadro de cargas CAPITULO IV.- CARACTERÍSTICAS DE INSTALACIÓN Obra civil Banco de ductos Registros Obra electromecánica Instalación de cables Empalmes Conectores (conectadores) Instalación y conexión a transformadores Acometidas

6 CAPITULO V.- CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL SISTEMA ELECTRICO Parámetros eléctricos Cuadro de dispositivos Cálculos básicos Cálculo de regulación Cálculos básicos en media tensión Cálculos básicos en baja tensión...95 CAPITULO VI.- SISTEMA DE TIERRAS Propósito y tipos de sistemas de puesta a tierra La tierra y la resistividad Medición de la resistividad del suelo Diseño de la red de tierras Especificaciones para el sistema de tierras Calculo de la resistencia a tierra en la subestación Calculo de la resistencia a tierra en remates Instalación del neutro corrido 108 CAPITULO VII.- ANALISIS DEL COSTO DEL PROYECTO Inventario físico valorizado Resumen de partidas CONCLUSION PLANOS Y ANEXOS..115 BIBLIOGRAFIA. 6

7 INTRODUCCION En su inicio, los sistemas de distribución subterránea eran catalogados como costosos por lo que solo se empleaban en lugares donde se tenía un nivel socioeconómico alto así como en lugares exclusivos de turismo como son los centros residenciales y hoteles en las principales playas del país. Es por esta razón que para las colonias, barrios, centros habitacionales, y capitales de los estados solo se pensaba en una distribución aérea ya que era demasiado costoso realizar una distribución subterránea en estos lugares. Sin embargo los centros de las capitales de los estados que actualmente se consideran históricos e incluso patrimonio cultural de la humanidad en la República Mexicana, se ha presentado la necesidad de conservar estos lugares con el mejor aspecto posible, lo que ha propiciado que con el paso de los años, su conservación y su apariencia visual deban estar en perfectas condiciones, ya que no solo son admirados por la propia gente de ese lugar, sino también son del agrado de personas que vienen de visita de otras partes del mundo. En este sentido y para contribuir a que se logre lo anterior, una de las partes que nos corresponden a los encargados de proveer la energía eléctrica, es la de plantearnos Cómo debemos proporcionarla en el presente, de manera que se mejore la calidad del suministro y la estética de dichos inmuebles, evitando postes de concreto en cada esquina, cables que parecen telarañas en las fachadas, fallas en el abastecimiento por descargas atmosféricas, robo de energía, choques y además problemas que ocasionan las redes actuales? La sustitución de redes aéreas por redes subterráneas, mejorara la calidad del servicio energético, la apariencia visual, el entorno de los centros históricos al mismo tiempo contribuirá a reducir los costos por mantenimiento, los actos de vandalismo, daños por descargas atmosféricas en las líneas, robos de energía, etc. Es por estas razones que en este proyecto se pretende dar a conocer las características y lineamientos necesarios que deben tomarse en cuenta para realizar una instalación subterránea en un centro histórico, con el objetivo de obtener el titulo de pueblo mágico en la localidad de Xico Veracruz; dando a conocer la rentabilidad de inversión en los sistemas subterráneos, eliminando el uso exclusivo para centros con nivel socioeconómico alto, así como en lugares muy exclusivos de turismo. La exigencia de preservar los centros históricos en excelentes condiciones, esta provocando en el presente, que se tomen y consideren los caminos que solucionen la problemática. Ante esta situación, y específicamente en el terreno de distribución subterránea, nuestra labor con la sociedad es la de proporcionar los elementos necesarios para que se beneficie la rentabilidad de los sistemas eléctricos de manera que se aprovechen eficiente y racionalmente en el mediano y largo plazo. 7

8 CAPITULO I. ESTUDIO PRELIMINAR 1.1. CONSIDERACIONES GENERALES DEL PROYECTO PARA LA CONSTRUCCIÓN DE LA RED ELÉCTRICA. La elaboración de este proyecto tiene como finalidad la remodelación del centro histórico de la localidad de Xico. Ya que la Secretaria de Turismo pide como requisito que todas las instalaciones eléctricas se hagan utilizando un sistema subterráneo, para poder así obtener el nombre de Pueblo Mágico. En el proyecto se considera realizar un cambio de sistema en la instalación eléctrica de mediana y baja tensión. La instalación ya existente es un sistema aéreo y se pretende cambiar a sistema subterráneo, por sus características y ventajas que este sistema presenta. Para que nuestro proyecto se construya en la forma adecuada y más eficiente, se han incluido los criterios, así como los métodos, equipos y materiales indicados en las normas de distribución-construcción de sistemas subterráneos DENSIDAD DE CARGA Para determinar la densidad de carga en este proyecto se considera como una carga tipo residencial. CLASE DE DENSIDAD DE CARGA EN KVA VIVIENDA TEMPLADO CALIDO POBLADOS RURALES COLONIAS POPULARES Debido a la diversidad de usuarios que residen en este lugar, existen diferentes densidades de carga, pero para este proyecto se considerará 1.20 kva por lote, dato considerado en las bases de diseño únicas proporcionadas por CFE. PUNTO DE CONEXIÓN El punto de conexión es la instalación de CFE en el nivel de tensión adecuado, que para este caso es 13,2 kv, más cercana a las instalaciones donde se solicite y conforme a la solución técnica más económica. Para este proyecto el punto de conexión será del circuito COP-4030, propiedad de CFE en cual se ubica en la salida de la ciudad de Coatepec Veracruz, en donde se hará el entronque para la línea aérea, y posteriormente a la red subterránea. 8

9 CARACTERÍSTICAS ELECTRICAS Existen diferentes aspectos que hay que considerar como por ejemplo, los niveles de tensión del sistema, el sistema a utilizar, así como también es muy importante mencionar los arreglos en los circuitos ya existentes, como es nuestro caso, ya que este proyecto tiene la finalidad de mejorar el sistema que se actualmente se utiliza en esa localidad, para los fines ya antes mencionados. En nuestro proyecto se dividirán las características eléctricas en media tensión y las de baja tensión, para así poder tener mayor claridad de las características eléctricas del sistema. Para poder comprender mejor las características del sistema, tanto en media como en baja tensión, hay que mencionar lo siguiente: Se considera media tensión a la tensión de suministro a niveles mayores a un kilovolt (kv), pero menores o iguales a 35 kilovolts (kv). Mientras que la baja tensión, es la tensión de suministro a niveles iguales o menores a un kilovolt (kv). Configuración radial es aquélla que cuenta con una trayectoria entre la fuente y la carga proporcionando el servicio de energía eléctrica. Fig Arreglo Radial en media tensión. Fig Arreglo Radial en baja tensión. 9

10 Cuando los circuitos aéreos existentes que se utilicen para alimentar los nuevos circuitos subterráneos sean 3F-3H, se correrá el neutro desde la subestación alimentadora, hasta donde comience la nueva línea subterránea. Este cuarto hilo se utilizara como neutro común para los circuitos subterráneos en media y baja tensión, y CFE hará los cálculos necesarios del calibre del conductor; la instalación del mismo hasta el punto de transición podrá ser hecha por el contratista, bajo la supervisión adecuada o por la propia CFE MEDIA TENSIÓN La red eléctrica subterránea de Xico tendrá una longitud de 3.5 km, y contara con un arreglo radial en 13,2 kv, según el diagrama unifilar que se presenta mas adelante. La red subterránea estará distribuida a lo largo del centro histórico de esta localidad. Se diseñaran alimentadores de acuerdo al voltaje requerido en el área de un sistema de neutro corrido. Los circuitos alimentadores subterráneos deben ser: CARGAS Residencial Comercial Industrial CONFIGURACIÓN 1F-2H ó 3F-4H 3F-4H 3F-4H El sistema de distribución a utilizar es aquel que en condiciones normales o de emergencia no rebasa los 200 A. Con el objeto de tener mayor flexibilidad, se tendrá un medio de seccionamiento en todos los transformadores y derivaciones del circuito. El sistema de distribución primaria troncal será aéreo convencional desde el punto donde se conecta la línea existente de CFE hasta la entrada a Xico, lugar en el cual se instalara una transición aéreo-subterránea, por medio de la cual se introducirá la red de alimentación hacia el centro histórico de Xico. Ya una vez dentro de esta localidad, el sistema de distribución, será trifásico (3F-4H) con red de media y baja tensión y neutro corrido, dentro del centro histórico. Los circuitos de media tensión subterráneos con longitudes menores de 15 km, se consideran como líneas de transmisión cortas, utilizando para los cálculos de caída de tensión un circuito equivalente de resistencia y reactancia inductiva en serie, despreciándose la reactancia capacitiva. En el caso de que un circuito exceda los 15 km de longitud, se utiliza para el cálculo un circuito equivalente de resistencia y reactancia inductiva en serie, considerándose la reactancia capacitiva en paralelo. La caída de tensión máxima en los circuitos de media tensión no debe exceder del 1% del punto de suministro indicado por C.F.E. a la carga más alejada, en condiciones normales de operación, tomando en cuenta demandas máximas. 10

11 El valor máximo de las pérdidas de potencia en demanda máxima no debe exceder del 2 %. El límite de desbalanceo será del 5%. CABLE ELECTRICO La forma de transmitir la electricidad de un punto a otro, es a través de cables de energía, los cuales son normalmente construidos en cobre o aluminio, dadas sus ventajas para conducir este recurso energético. En este punto veremos las partes que componen a este elemento tan importante dentro de la distribución subterránea: Un cable para distribución subterránea está compuesto por 6 capas diferentes, mismas que se muestran en la figura: Fig Partes componentes de un cable subterráneo. 1. Conductor. Para el diseño y selección de un cable, el primer factor que debe considerarse es el material con el que se fabricará el conductor. Entre los materiales que son buenos conductores de la electricidad están el cobre y el aluminio. Aún cuando el oro y la plata tienen las mejores características de conductividad, quedan descartados de las instalaciones de potencia, por su alto precio y relativa escasez, sin embargo, se les utiliza en circuitos electrónicos de alta precisión. El cobre y el aluminio son en la actualidad los materiales de mayor uso en la producción de cables de potencia. El aluminio ha sido el material que hemos seleccionado como conductor eléctrico para nuestro proyecto, ya que se encuentra disponible en grandes cantidades, a bajo costo y con características tales como: - Baja resistividad eléctrica ( MΩmm²/m). 11

12 - Buena resistencia mecánica (120 a 150 N/mm²). - Durabilidad. - Ligereza. - Ductilidad. - Adaptable a todo tipo de conductor desnudo o aislado. Una de las características de un conductor, es su configuración, la cual está en función del uso y se fabrica en alguna de las siguientes formas: - Alambre. - Concéntrico (circular o normal). - Circular (compacto o redondo). - Sectoral. - Anular. - Segmental. 2. Cinta semiconductora sobre el conductor. Esta cinta se coloca sobre el conductor con el propósito de eliminar distorsiones del campo eléctrico producidas por las protuberancias de los hilos de la última capa del conductor. 3. Aislamiento. La función del aislamiento es confinar la corriente eléctrica al conductor y absorber el campo eléctrico dentro de su masa. En principio, las propiedades de los aislamientos son con frecuencia más que adecuados para su aplicación, pero los efectos del envejecimiento y del medio ambiente pueden degradar el aislamiento rápidamente hasta el punto en que este falle. La elección del aislamiento va a depender de muchos factores, como el de la tensión de operación, corriente de carga, temperatura ambiente, tipo de instalación, costo de accesorios. 4. Cinta semiconductora sobre el aislamiento. Se coloca sobre el aislamiento con el propósito de homogeneizar las distorsiones del campo eléctrico, que no fueron confinadas por la capa semiconductora sobre el conductor. 5. Pantalla metálica La pantalla metálica es una capa conductora que se coloca después de la cinta semiconductora sobre el aislamiento y generalmente se conecta a tierra, esta tiene varias funciones, entre las que se destacan las siguientes: Por medio de la pantalla metálica (aterrizada adecuadamente) se obtiene la máxima eficiencia de aislamiento, ya que el campo eléctrico se distribuye uniformemente alrededor del conductor. Se obtiene una distribución radial simétrica de la tensión en el dieléctrico, evitando concentración de esfuerzos y minimizando la 12

13 posibilidad de descargas superficiales a lo largo del aislamiento como en el forro, causando una interrupción en el servicio. 6. Forro. El forro de un cable subterráneo tiene las siguientes funciones: - Proteger el cable contra agentes mecánicos como abrasión, cortes, presión, etc. - Evitar el contacto directo del cable con el aire, humedad, luz solar, etc., así como de los agentes químicos como alkalis, grasas, hidrocarburos, solventes o atmósferas corrosivas. Fig Cable de potencia de 5 a 35 kv con aislamiento de XLP o XLP-TR. En la siguiente tabla se muestran algunas secciones transversales de conductores de aluminio, pudiéndose emplear secciones diferentes siempre y cuando cumplan con la Norma de Referencia NRF-024-CFE: 13

14 SECCION TRANSVERSAL DE CONDUCTORES PARA CIRCUITOS DE MEDIA TENSION Sección transversal mm² Conductor 53,5 (1/0 AWG) Aluminio 85,0 (3/0 AWG) Aluminio 253,4 (500 kcmil) Aluminio o cobre 380,0 (750 kcmil) Aluminio o cobre (1000 kcmil) Aluminio o cobre Para el sistema trifásico se utilizara cable de potencia monopolar de aluminio con aislamiento tipo XLP con resistencia a la arborescencia y cinta bloqueadora de humedad para una tensión nominal entre fases de 15 kv, 100% de nivel de aislamiento, calibre 500 kcm y 3/0 AWG. La red de distribución primaria es en 3F-4H con cable de AL XLP 500 kcm y 3/0 AWG (85.0 mm 2 ). Se utilizaran conductores de aluminio y en casos especiales que CFE lo requiera, se podrán utilizar conductores de cobre. El nivel de aislamiento de los cables debe ser del 100 %. En todos los casos el aislamiento de los cables a emplearse será de sección reducida (Alto Gradiente). El aislamiento de los conductores será de polietileno de cadena cruzada (XLP). Se deberán instalar los cables de poste de transición a transformador o de transformador a transformador, sin el uso de empalmes intermedios. La sección transversal del cable debe determinarse de acuerdo al diseño del proyecto, el calibre mínimo debe ser 1/0 AWG y cumplir con la norma NRF-024-CFE. La pantalla metálica del cable, debe conectarse sólidamente a tierra en todos los puntos donde existan equipos o accesorios de acuerdo a las recomendaciones generales del artículo 250 de la NOM-001-SEDE. En equipos (transformadores y seccionadores), se permite la puesta a tierra de los accesorios mediante sistemas mecánicos. El cable del neutro debe ser cobre desnudo semiduro o de acero recocido con bajo contenido de carbono, recubierto de cobre o aquél que haya sido aprobado por el LAPEM (Laboratorio de Pruebas a Equipos a Materiales ) 14

15 1.1.2 BAJA TENSIÓN radial. Se construirán 9,4 km de red subterránea en baja tensión, con una configuración En áreas residenciales los circuitos de baja tensión monofásicos deben ser 2F-3H 240/120 V. En áreas comerciales los circuitos de baja tensión deben ser 3F-4H 220/127 V. Se emplearán tantos circuitos radiales como lo determine el CTRS (Conjunto Transformador Red Secundaria). En cada uno de los circuitos se deben cumplir los valores de regulación y pérdidas indicados en esta Norma. La tensión de suministro será en 13,200/7,620 volts. Sistema 3F-4H y 2F-3H. En la siguiente tabla se muestran algunas secciones transversales de conductores de aluminio, pudiéndose emplear secciones diferentes siempre y cuando cumplan con la Norma de Referencia NRF-052-CFE: SECCIÓN TRANSVERSAL DE CONDUCTORES PARA CIRCUITOS DE BAJA TENSIÓN Sección transversal mm² Conductor 53,5 (1/0 AWG) Aluminio 85,0 (3/0 AWG) Aluminio (350 kcmil) Aluminio La red de distribución secundaria será en 3F-4H y 2F-3H, con cable de Aluminio con aislamiento tipo XLP para 600 V, configuración 3C/1N calibre 3/0-1/0 y 2C/1N calibre 3/0-1/0. La caída de tensión del transformador al registro más lejano no debe exceder del 3 % en sistemas monofásicos y del 5 % en sistemas trifásicos y los cálculos deben incluirse en la memoria técnica descriptiva. El valor máximo de las pérdidas de potencia en demanda máxima no debe exceder del 2 %. La configuración de los cables debe ser triplex para sistemas monofásicos y cuádruplex para sistemas trifásicos, con el neutro de sección reducida y de acuerdo con la norma NRF-052-CFE. Se instalarán cuatro circuitos de baja tensión como máximo por cada transformador de distribución. La longitud máxima de los circuitos de baja tensión desde las terminales del transformador hasta el remate del circuito será de 150 m. 15

16 El cable neutro deberá aterrizarse, especialmente el ultimo registro (remate) de cada circuito, según la norma de CFE TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCION Las capacidades de transformadores para Redes de Distribución Subterráneas que se tienen normalizadas son las siguientes: Transformadores monofásicos. TIPOS Y CAPACIDADES DE TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS CAPACIDAD DE KVA TIPO 25 Pedestal y Sumergible 37.5 Pedestal y Sumergible 50 Pedestal y Sumergible 75 Pedestal y Sumergible 100 Pedestal y Sumergible Se utilizan en los siguientes casos: a) Formando parte integral de un anillo monofásico. b) Formando parte integral de un ramal radial monofásico. c) Para servicio particular, conectados en forma radial a un anillo monofásico o trifásico. Transformadores trifásicos. TIPOS Y CAPACIDADES DE TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS CAPACIDAD DE KVA TIPO 75 Pedestal y Sumergible Pedestal y Sumergible 150 Pedestal y Sumergible 225 Pedestal y Sumergible 300 Pedestal y Sumergible 500 Pedestal y Sumergible Se instalan preferentemente del tipo pedestal, dejando el tipo sumergible para los casos en que por razones de espacio, estética, etc. sea más recomendable su uso. Se utilizan en los siguientes casos: a) Formando parte integral de un anillo trifásico. b) Formando parte integral de un ramal radial trifásico. c) Para servicio particular, conectados en forma radial a un anillo trifásico. 16

17 De acuerdo con las especificaciones de CFE K Transformadores trifásicos tipo sumergible de 300 kva y 500 kva para Distribución Subterránea, CFE K Transformadores trifásicos tipo pedestal de 300 kva y 500 kva para Distribución Subterránea. CFE K Transformadores trifásicos tipo sumergible hasta 225 kva para Distribución Subterránea y dependiendo de su aplicación, los transformadores que se instalarán en este proyecto serán los descritos a continuación: - 2 transformadores tipo sumergible trifásicos (3F-4H) de 150 kva con nivel de tensión nominal de 13200YT/ Y/127 V. - 1 transformador tipo pedestal trifásico (3F-4H) DE 500 kva con nivel de tensión nominal de 13200YT/ /127 V. - 3 transformadores tipo sumergible trifásicos (3F-4H) de 225 kva con nivel de tensión nominal de 13200YT/ /127 V. - 1 transformadores tipo sumergible trifásico (3F-4H) de 300 kva con nivel de tensión nominal de 13200YT/ /127 V. - 1 transformadores tipo sumergible trifásico (3F-4H) de 500 kva con nivel de tensión nominal de 13200YT/ /127 V. La conexión en los devanados de los transformadores trifásicos debe ser invariablemente Estrella-Estrella aterrizada. El factor de utilización para transformadores en Sistemas Subterráneos será lo más cercano a la unidad. Se evitará dejar transformadores con poca carga. Para el control y protección de estos transformadores se instalarán indicadores de falla electrónicos de restablecimiento automático ACOMETIDAS Y MEDICION Acometidas en media tensión. Las acometidas en media tensión se darán con un sistema radial simple y seguirán la menor trayectoria desde el equipo de derivación sin cruzar propiedades de terceros. En sistemas monofásicos, el equipo de seccionalización y protección para las derivaciones de los circuitos en media tensión, será dado por conectadores tipo codo portafusible para 200 A de apertura con carga o fusibles limitadores de corriente en contenedores premoldeados. En sistemas trifásicos, el uso de fusibles tipo codo portafusible para 200 A de apertura con carga o fusibles limitadores de corriente en contenedores premoldeados, será hasta para demandas cuyo disparo monofásico no cause la salida del circuito por una operación por desbalance, en caso contrario, se usarán seccionadores. Los seccionadores tipo sumergible se emplearán solo cuando no exista espacio exterior. 17

18 En casos excepcionales, cuando se disponga de espacio exterior y el nivel freático sea alto, se podrán usar gabinetes tipo pedestal para instalar los conectadores múltiples de media tensión. El equipo de seccionalización y protección para acometidas con alimentación selectiva, será un equipo de transferencia automática de 200 A, tipo pedestal o sumergible, de frente muerto, de la capacidad interruptiva adecuada. Acometidas en baja tensión Para el caso de que en el desarrollo existan únicamente lotes y no viviendas construidas, se deben dejar previstos para las acometidas ductos de PVC tipo pesado o PAD RD 19 de al menos 38 mm de diámetro en acometidas trifásicas y 31.7 mm de diámetro en acometidas monofásicas cerrados en ambos extremos, saliendo del registro secundario a un punto ubicado a 50 cm dentro del límite de propiedad del lote. En ambos casos se debe respetar el factor de relleno establecido en la NOM-001-SEDE. Es necesario dejar una mojonera como indicación sobre la superficie del predio para poder localizar el extremo del ducto. Para el caso de que en el desarrollo existan viviendas construidas se deberán considerar las preparaciones para la instalación de los medidores conforme a las Normas de Medición de CFE. La instalación del cable y del equipo de medición, debe sujetarse a las Normas de Medición de CFE. En registros de baja tensión tipo 2, el número máximo de cables monopolares para acometida que se permite instalar es de 27. En registros de baja tensión tipo 1, el número máximo de cables monopolares para acometida que se permite instalar es de 15. Para desarrollos donde no se considere el empleo de registros de baja tensión, se utilizarán muretes según la especificación CFE-EM-BT112.- Especificación para servicio monofásico tipo II, con carga hasta 5 kw en baja tensión. El valor máximo de caída de tensión para las acometidas no debe exceder del 1 % desde el registro de acometida hasta el equipo de medición. La longitud máxima de las acometidas debe ser de 35 m, y 40 m en concentración de medidores. Tamaño y capacidad nominales del conductor a) Disposiciones generales. Los conductores de la acometida subterránea deben tener suficiente capacidad de conducción de corriente para transportar la que se ha calculado en la carga y deben tener una resistencia mecánica adecuada. b) Tamaño nominal mínimo del conductor. Los conductores deben tener un tamaño nominal del conductor no-menor a 8,367 mm 2 (8 AWG), si son de cobre o a 13,3 mm 2 (6 AWG) si son de aluminio. 18

19 Excepción: En instalaciones que tengan sólo cargas limitadas de un solo circuito derivado, como un pequeño calentador de agua de varias fases con regulación de potencia y similares, los conductores no deben ser de menores a 3,307 mm 2 (12 AWG) de cobre. Para proporcionar las acometidas en baja tensión a los usuarios, se normalizan las siguientes secciones transversales con conductores de aluminio SECCIÓN TRANSVERSAL DE CONDUCTORES PARA ACOMETIDAS EN BAJA TENSIÓN SECCION TRANSVERSAL mm² CONDUCTORES 13,3 (6 AWG) Unipolar, Duplex, Triplex y Cuadruplex 21,15 (4 AWG) Unipolar, Duplex, Triplex y Cuadruplex 33,6 (2 AWG) Unipolar, Triplex y Cuadruplex 53,5 (1/0 AWG) Unipolar, Triplex y Cuadruplex 85,0 (3/0AWG) Unipolar, Triplex y Cuadruplex 177,3 (350 kcmil) Unipolar, y Cuadruplex Las acometidas se instalaran en este proyecto serán con conductor de aluminio con aislamiento de polietileno de cadena cruzada (XLP) para 600 V según la norma CFE-E en configuración unipolar calibre mínimo 4 AWG, como el que se muestra en la figura. Figura Cable cuádruplex para acometida. 19

20 Para nuestro proyecto se instalara tubo conduit de PVC uso pesado en algunos casos y en otros se utilizará PAD de 38 mm de diámetro, de acuerdo a las normas de construcción de líneas subterráneas; del lote al registro de baja tensión. En caso de que las casas se construyan posteriormente deberá indicarse sobre la banqueta la ubicación del ducto en la propiedad, por medio de una flecha en la banqueta bajo relieve. La profundidad del tubo conduit será de 600 mm o mayor. La trayectoria deberá ser lo mas recto posible del registro de baja tensión al lote, sin cruzar por terrenos y propiedades. En caso de concentración de medidores, directamente a barras. Acometidas en baja tensión a concentración de medidores. Para proporcionar las acometidas en baja tensión de los transformadores a concentración de medidores se utilizará sólo cable de cobre con aislamiento THHW-LS, se normalizan las siguientes secciones transversales: TABLA DE CALIBRES DE CABLES PARA CONCENTRACIÓN DE MEDIDORES (USO COMERCIAL Y TURÍSTICO) CAPACIDAD DEL CALIBRE DEL CONDUCTOR THHW-LS TRANSFORMADOR 600V COBRE 75 kva (K ó22) 2 Conductores calibre 2 AWG por fase 112 kva (K ó22) 2 Conductores calibre 1/0 AWG por fase 150 kva (K ó22) 2 Conductores calibre 3/0 AWG por fase 225 kva (K ó22) 2 Conductores calibre 300 kcmil por fase 300 kva (K ó 07) 2 Conductores calibre 500 kcmil por fase 500 kva (K ó 07) 2 Conductores calibre 1000 kcmil por fase Para la conexión de la red secundaria se utilizaran NMX-J519 empalmes conectadores sellados para baja tensión especificaciones y métodos de prueba y juegos de conexiones con mangas termocontráctiles. Se alimentaran las viviendas, conectándose directamente de los conectores tipo múltiple MT 600/200-ST de 4, 6 y N vías (pulpos). Todas las características de instalación y especificación de los accesorios necesarios para la instalación de la red se presentan mas adelante en el capitulo de características de instalación. 1.2 LOCALIZACION Como se menciono anteriormente el proyecto de la red eléctrica subterránea de Xico, se localizara en el Municipio de Xico Veracruz, México, como se muestra en el mapa de macrolocalizacion. 20

21 Mapa de macrolocalizacion 21

22 Mapa de microlocalizacion 22

23 1.3 SISTEMA A UTILIZAR Para los sistemas de distribución se toman en cuenta parámetros para lograr un diseño adecuado, dependiendo de la evaluación que se haga de la confiabilidad y costo del sistema. Aunque el aspecto económico de los sistemas de distribución subterráneo es mayor que el de los aéreos, se ha demostrado que estos proporcionan una mayor seguridad contra accidentes y una mayor continuidad del servicio, entre otros, dado que evitan muchas de las causas que propician interrupciones en los sistemas de distribución aérea como: contaminación de los aisladores, ramas sobre las líneas, descargas atmosféricas, vandalismos, accidentes diversos y corrosión de partes expuestas al medio ambiente. A las redes subterráneas las fortifica el hecho de que al estar ocultas y ajenas a los fenómenos naturales, son menos propensas a fallar, lo que proporciona la continuidad, calidad y confiabilidad que se busca en el suministro de energía eléctrica. Es por esto que en este proyecto utilizamos el sistema subterráneo, ya que presenta diferentes características y ventajas que no presenta el sistema aéreo. Además como se menciono al principio de este trabajo, una de los objetivos de realizar este proyecto es para obtener el titulo de pueblo mágico en la localidad de Xico, y para ello es necesario que el centro histórico de este lugar tenga una instalación eléctrica subterránea. El sistema a utilizar como ya se ha visto será subterráneo, el cual contara con un arreglo radial en 13,2 kv (3F-4H y 1F-2H) según el diagrama unifilar que se presenta mas adelante. Ahora mencionaremos los beneficios principales que ofrece una instalación subterráneo: - Mayor continuidad - Mejor apariencia - Mayor seguridad - Armonía en el entorno - Incrementa la plusvalía de su propiedad - No se afecta la ecología - No son afectadas por los huracanes - Embellecen los lugares donde se instalan Para nuestro proyecto en particular el mayor beneficio será darle el titulo de pueblo mágico a la localidad de Xico Veracruz. 1.4 OBSERVACIONES Todos los equipos eléctricos y materiales que se utilicen para la construcción del proyecto, deberán contar con la certificación y aviso de prueba del laboratorio LAPEM para estar en condiciones de ser recibidas las obras por CFE al termino de las mismas. 23

24 CAPITULO II. MAGNITUD DE LA CARGA 2.1 CUANTIFICACIONES DE LA CARGA Para el diseño de un sistema de distribución, la carga presenta un factor determinante, ya que depende de la continuidad del servicio, la estructura de la red, el nivel de tensión de la red, tipo y calibre del conductor, cantidad y capacidad de los transformadores, dispositivos de protección, entre otros. Se entiende como carga, a todos los elementos del sistema que presentan una cantidad de potencia por satisfacer. Para la realización del proyecto se considerarán diferentes densidades de carga debido a la diversidad de usuarios que reside en este lugar, y así como lo consideran las bases de diseño únicas para la construcción de obras. Pero como se menciono en el primer capitulo, consideraremos una densidad de 1.20 KVA por lote. 2.2 CAPACIDAD DE LOS TRANSFORMADORES Los transformadores en las subestaciones de distribución normalmente reducen el nivel de tensión de la subtransmision al nivel de distribución primaria, en México son: 34.5, 23, y 6 kv, esto se hace por medio de los transformadores para el sistema de distribución, otra reducción de tensión de la tensión secundaria son: 480, 440, 220 y 127 V, se hace para alimentar las cargas a estos voltajes. Como se mencionó en el capitulo anterior los transformadores que se utilizaran en el presente proyecto fueron seleccionados en base a un estudio que realizo CFE en base a las características del lugar y de acuerdo a la carga instalada en ese lugar, recordando que el cambio de los transformadores se hace con la finalidad de mejorar el sistema eléctrico de la comunidad de Xico. Es por eso que la capacidad de los transformadores que se utilizaran en este proyecto se han seleccionado de la siguiente manera: - 2 transformadores tipo sumergible trifásicos (3F-4H) de 150 kva con nivel de tensión nominal de 13200YT/ Y/127 V. - 1 transformador tipo pedestal trifásico (3F-4H) DE 500 kva con nivel de tensión nominal de 13200YT/ /127 V. - 3 transformadores tipo sumergible trifásicos (3F-4H) de 225 kva con nivel de tensión nominal de 13200YT/ /127 V. - 1 transformadores tipo sumergible trifásico (3F-4H) de 300 kva con nivel de tensión nominal de 13200YT/ /127 V. - 1 transformadores tipo sumergible trifásico (3F-4H) de 500 kva con nivel de tensión nominal de 13200YT/ /127 V. 24

25 2.2.1 RELACION DE DESBALANCE DE CARGAS ENTRE FASES Media tensión Transformador No. A B C KVA KVA KVA KVA KVA KVA KVA KVA TOTALES Como se puede apreciar en el resultado obtenido, el porcentaje de desbalance es del 0% que es menor que el limite de desbalance que se permite en los circuitos de media tensión que es del 5%. Baja tensión Ahora para determinar el porcentaje de desbalance entre fases en baja tensión debemos tomar en cuenta la carga que se encuentra conectada a cada fase, que en este caso son los las acometidas domiciliarias y el alumbrado publico. Este último es una carga que se toma en cuenta para este cálculo, pero cabe mencionar que en nuestro proyecto no mencionamos ni calculamos el circuito de alumbrado, pero si es importante considerarlo por que es una carga existente en el proyecto y hay que tener muy en cuenta este dato en los cálculos. Es por eso que hemos solicitado el dato del número de luminarias que se consideran en el proyecto de alumbrado público del mismo municipio; el cual es de 495 luminarias a lo largo del centro histórico de la localidad. Con este dato y tomando en cuenta la carga por acometidas que es de 1570 y un factor de utilización del 100% como máximo para los transformadores, podemos obtener la siguiente tabla: 25

26 % DE DESBALANCE EN BAJA TENSION TRANF. NO. FASES A B C E E E E E E E E TOTALES Como se puede observar el porcentaje de desbalance entre fases es mínimo y muy aceptable. 2.3 RESERVA DISPONIBLE Para obtener la reserva disponible de los transformadores, se debe tomar en cuenta el factor de utilización de los transformadores que es de 95% de su capacidad nominal. En base a eso se considera lo siguiente: - 2 transformadores de 150 KVA - 2 transformadores de 500 KVA - 3 transformadores de 225 KVA - 1 transformador de 300 KVA Tenemos una capacidad total de 2275 KVA. Al 95% de su capacidad nominal, tendremos una capacidad disponible de KVA. Por lo tanto la reserva disponible que tendremos será: 2275 KVA KVA = KVA. Reserva disponible = KVA disponibles de la capacidad total de los transformadores. La reserva disponible por cada transformador se presenta en el siguiente capitulo en el cuadro de cargas. 26

27 CAPITULO III. SUBESTACION ELÉCTRICA 3.1 CARACTERÍSTICAS DE LA SUBESTACION ELECTRICA El sistema de distribución, se alimenta a través de las subestaciones de distribución, estas por lo general están diseñadas con base a criterios normalizados, apoyados en ciertas consideraciones como las siguientes: - La densidad de carga - El voltaje en el lado de alta tensión - El voltaje en el lado de baja tensión - La disponibilidad del terreno - Los requerimientos de confiabilidad - El crecimiento de la carga - La caída de voltaje - Las condiciones de emergencia - El costo de las perdidas Una subestación de distribución es el centro de transformación de alta a media tensión que alimenta la red de distribución de media tensión. Este centro de transformación es como el corazón de la instalación, necesita de diversos componentes y equipos, trabajando en conjunto, para que el sistema funcione adecuadamente. La subestación eléctrica será subterránea, algunos transformadores serán de tipo pedestal y se instalaran sobre su base a la intemperie y otros de tipo sumergible, los cuales serán instalados en su registro, según la especificación de CFE, en distintos puntos del centro histórico de Xico. 3.2 TRANSFORMADORES Uno de los componentes básicos de un sistema de distribución subterráneo, es sin duda el transformador, ya que es el encargado de convertir la tensión proveniente de las líneas de distribución, a una tensión que satisfaga las necesidades del usuario. El transformador es una maquina estática que sirve para transferir la energía de un circuito eléctrico a otro, mediante un acoplamiento magnético, realizando una transformación de tensiones y corrientes entre los circuitos, a la misma frecuencia. En esencia consiste en dos o más bobinas, formadas cada una por muchas espiras en estrecha proximidad para que el campo magnético de una, enlace con el de la otra. Las bobinas se enrollan sobre un núcleo de material ferromagnetico y van aisladas eléctricamente entre si. El tipo de subestaciones de distribución usan normalmente transformadores trifásicos en lugar de bancos trifásicos con transformadores monofásicos. Esto se usa debido a que los transformadores trifásicos son suficientemente confiables, ocupan menor espacio que tres monofásicos y tienen menor costo. 27

28 Fig Cuadro sinóptico. Clasificación de transformadores subterráneos. La capacidad de las subestaciones eléctricas ya se encuentra normalizada tanto para distribución residencial como para distribución comercial subterránea, como se indica en la siguiente tabla: Fig Capacidades de transformadores 28

29 Los transformadores subterráneos (pedestal y sumergibles) se utilizan en lugares donde la seguridad y apariencia son un factor decisivo. Algunas de las ventajas que se tienen al utilizar este tipo de transformadores son: PEDESTAL: - Requerimiento minimo 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. SUMERGIBLE: - Mayor confiabilidad de operación contra otros sistemas de distribución. - Facilidad de acceso. - Mayor seguridad. - Optimización del uso del espacio. - Mayor plusvalía para la propiedad. - Instalaciones menos expuestas al medio ambiente y vandalismo. - Eliminación de contaminación visual Para este proyecto se utilizaran, como ya se menciono anteriormente, diferentes transformadores de los dos tipos sumergible y pedestal, que a continuación describiremos. 29

30 - 2 transformadores tipo sumergible trifásico (3F-4H) de 150 kva con nivel de tensión nominal de 13200YT/ Y/127 V. - 3 transformadores tipo sumergible trifásicos (3F-4H) de 225 kva con nivel de tensión nominal de 13200YT/ /127 V. Fig Transformador trifásico tipo sumergible hasta 225 kva para distribución subterránea. CARACTERISTICAS Y DIMENSIONES MATERIAL, Transformador trifásico tipo sumergible para operación en FORMA Y anillo, capacidad A kva, conexión en Media Tensión, B ACABADO Volts. En Baja Tensión 220 y /127 Volts, estando ambas conectadas en estrella-estrella aterrizada, con 4 derivaciones 2 arriba y 2 abajo del voltaje nominal, con 2.5 % cada una, 60 Hz, con enfriamiento natural en aceite con fusibles en Media Tensión, con seccionadores en anillo y radial 2300 MSNM, y clase de aislamiento A65. ESPECIFICACION CFE K Transformadores trifásicos tipo sumergible hasta 225 kva para Distribución Subterránea USO Y Transformación de tensión de Redes de Distribución APLICACIÓN Comercial Subterránea. PRUEBAS Mecánicas y eléctricas. 30

31 - 1 transformador tipo pedestal trifásico (3F-4H) DE 500 kva con nivel de tensión nominal de 13200YT/ /127 V. Fig Transformador trifásico tipo pedestal de 300 kva y 500 kva para distribución subterránea. CARACTERISTICAS Y DIMENSIONES MATERIAL, Transformador trifásico tipo pedestal para operación en anillo, FORMA Y capacidad A kva, conexión en Media Tensión estrella-estrella ACABADO aterrizada B volts. Conexión en Baja Tensión 220 y /127 Volts, con 4 derivaciones 2 arriba y 2 abajo del tensión nominal, con 2.5% cada una, 60 Hz, con enfriamiento natural en aceite con fusibles en Media Tensión, con seccionador en anillo, con o sin interruptor termomagnético en Baja Tensión MSNM, y clase de aislamiento A65. ESPECIFICACION CFE K Transformadores trifásico tipo pedestal de 300 kva y 500 kva para Distribución Subterránea. USO Y Transformación de tensión de Redes de Distribución APLICACIÓN Residencial Subterránea. PRUEBAS Mecánicas y eléctricas. 31

32 - 1 transformadores tipo sumergible trifásico (3F-4H) de 300 kva con nivel de tensión nominal de 13200YT/ /127 V. - 1 transformadores tipo sumergible trifásico (3F-4H) de 500 kva con nivel de tensión nominal de 13200YT/ /127 V. Fig Transformadores trifásicos tipo sumergible de 300 kva y 500 kva para distribución subterránea. CARACTERISTICAS Y DIMENSIONES MATERIAL, Transformador trifásico tipo sumergible para operación en FORMA Y anillo, capacidad A kva, conexión en Media Tensión, B Volts. ACABADO En Baja Tensión 220 y /127 Volts, estando ambas conectadas en estrella-estrella aterrizada, con 4 derivaciones 2 arriba y 2 abajo del tensión nominal, con 2.5 % cada una, 60 Hz, con enfriamiento natural en aceite con fusibles en Media Tensión, con seccionadores en anillo y radial 2300 MSNM, y clase de aislamiento A65. ESPECIFICACION CFE K Transformadores trifásicos tipo sumergible de 300 kva y 500 kva para Distribución Subterránea. USO Y Transformación de tensión para sistemas de Distribución APLICACIÓN Subterránea. PRUEBAS Mecánicas y eléctricas. 32

33 3.3 TRANSICIONES Y PROTECCIONES RESTAURADOR Un restaurador automático de circuitos es un dispositivo autocontenido que sensa e interrumpe corrientes de falla, así como recierra en forma automática en un intento por reenergizar una línea o alimentador, cuando se trata de una falla transitoria. La operación de un restaurador es muy similar a la de un interruptor de alimentador con un relevador de recierre, la principal diferencia entre los dos dispositivos es que el restaurador tiene una menor capacidad interruptiva y un costo considerablemente menor. La operación de los restauradores utiliza dos curvas de tiempo inverso, la primera curva se conoce como instantánea, se usa en primer término para salvar fusibles laterales bajo condiciones temporales de falla. La segunda curva se refiere como de tiempo retardado y se usa para retardar el disparo del restaurador y permitir al fusible fundirse bajo condiciones permanentes de falla. La principal clasificación por características de los restauradores automáticos es: - Son monofásicos o trifásicos. - El tipo de control puede ser: hidráulico o electrónico. - El medio de interrupción puede ser: aceite vacio o SF6. La aplicación apropiada de los restauradores automáticos requiere que se consideren cinco factores importantes: 1. E voltaje del sistema. 2. El nivel máximo de corriente de cortocircuito. 3. La carga máxima. 4. La corriente mínima de falla (en la zona protegida). 5. La coordinación con otros dispositivos. Algunos tamaños de restauradores se indican en la tabla. TAMAÑO DEL MARCO TENSION NOMINAL KV No. FASES AMPERES DE INTERRUPCION Como las bases de diseño únicas de CFE lo indican, para cargas de 1500 KVA en adelante, se debe utilizar un restaurador norma de referencia NRF-006-CFE, y cuchillas de op. con pértiga tipo COP para áreas normales y COP V para áreas de contaminación. 33

34 3.3.2 TRANSICIONES Apartarrayo tipo ADOM-TS-12 con envolvente polimérica de hule silicón para áreas normales Apartarrayos tipo ADOM-C-TS-12 con envolvente polimérica de hule silicón para áreas de contaminación Restaurador tipo poste con bobina de disparo serie de múltiple relación y bobina de disparo a tierra múltiple relación, control estático para selectividad de curvas de tiempo-corriente tipo de aislamiento en hexafloururo de azufre, aceite o vació, con boquillas tipo normal para 15 KV. (distancia mínima de fuga 6 cm. por KV). corriente interruptiva de Amps rms o mayor. Las instalaciones subterráneas requieren frecuentemente de transiciones de línea o alimentador aéreo a subterráneo, para esto es necesario hacer uso de las terminales o mufas que están diseñadas para tal fin. En transiciones de instalaciones trifásicas se utilizarán cortacircuitos fusibles, o fusibles de potencia, hasta cargas cuyo disparo monofásico no cause la salida del circuito por una operación por desbalance, en caso contrario, se usarán restauradores o seccionalizadores con apertura trifásica ajustados a un disparo con su correspondiente restaurador de respaldo. Para nuestro proyecto se harán 6 transiciones aéreo-subterráneas, las cuales estarán distribuidas de manera que rodean el centro histórico de la localidad, permitiendo así que la red subterránea pueda ser alimentada de diferentes puntos de entronque además de contar con disposiciones de posibles derivaciones futuras hacia otros lugares circunvecinos. En los puntos de derivación de sistemas trifásicos totalmente subterráneos se utilizarán conectadores tipo codo portafusible para 200 A de apertura con carga o fusibles limitadores de corriente en contenedores premoldeados, hasta cargas cuyo disparo monofásico no cause la salida del circuito por una operación por desbalance, en caso contrario, se usarán seccionadores. Fig Conectador tipo codo MT-200-OCC. 34

35 Accesorios: TERMINALES Fig Accesorios para sistemas de 200 A. Las terminales para cables subterráneos tienen 3 funciones: - Proporcionar un final al conductor, aislamiento y pantalla metálica. - Proporcionar un medio adecuado para la conexión entre el cable y el equipo eléctrico. - Sellar y proteger físicamente el extremo del cable. 35

36 Cuando los cables se conectan al equipo eléctrico, parte de la pantalla metálica aterrizada para prevenir una descarga eléctrica. Sin embargo, cuando se corta la pantalla, el comportamiento del campo eléctrico ocasiona que las líneas de flujo se concentren en la orilla del mismo. Esto resulta un sobreesfuerzo del aislamiento en este punto. Como resultado de esta concentración de esfuerzos, el aislamiento en este punto se vuelve débil y puede ocurrir una falla en el aislamiento. Una forma de reforzar el cable es construyendo un aislamiento adicional en forma de doble cono, extendiendo la pantalla del cable mediante el uso de una cinta semiconductora, este dispositivo se llama cono de alivio. A continuación se mencionan brevemente los tipos de terminales mas comúnmente utilizadas en la actualidad: Monofásica de cerámica. Son usadas para los cables aislados con polímeros, la cual tiene empotrado un cono de alivio. Esta terminal de llena de aceite y tiene una parte exterior de porcelana acampanada para proporcionar la distancia de flameo necesaria. Premoldeada Es una terminal prefabricada compuesta de etileno propileno (denominada slip on ) que ofrece algunas ventajas económicas y se usa comúnmente en conexiones de cables con equipo eléctrico en interiores, o en exteriores donde el medio ambiente no sea contaminable. Fig Terminal premoldeada MT. 36

37 Termocontráctiles Los materiales termocontráctiles fueron usados por primera vez como medios para terminar un cable de papel y plomo. Se encontró después que el material termocontráctil podía aplicarse más rápidamente y con mayor confiabilidad que las otras técnicas, en accesorios como las terminales, dando como resultado un costo menor de instalación, más económico y más efectivo. Este tipo de terminales se han desarrollado para que su instalación se lleve a cabo con un mínimo de tiempo y habilidad. La característica de este accesorio, es que requiere de la aplicación de calor para poder contraerse y arropar correctamente el cable. Fig Terminal termocontráctil MT FUSIBLES Los fusibles son los elementos de protección más básicos, de bajo costo y efectivos usados actualmente en la industria eléctrica. Son también muy confiables y pueden tener tiempos de vida hasta de 20 años, prácticamente sin ningún mantenimiento. Aun cuando los fusibles son muy simples en apariencia, su función es compleja y debe cumplir propiamente con: - Sensar la condición para la que trata de proteger. - Interrumpir la falla rápidamente. - Coordinarse con otros dispositivos de protección. 37

38 Fusible tipo expulsión: Los fusibles tipo expulsión, como su nombre lo indica, expulsa gases durante su operación, se encuentra dentro del cartucho y se aplican normalmente en los cortocircuitos. El fusible tipo expulsión utiliza normalmente una sección corta del elemento fusible para sensar la sobrecorriente y arrancar el arco requerido para la interrupción. Fijo con este fusible corto, se encuentra uno más largo tipo conductor, que se conoce comúnmente como la cola del eslabón fusible, el cual se conecta al resto de las componentes, como es requerido. El fusible debe especificarse de acuerdo a la frecuencia de operación, capacidad nominal de corriente, tensión máxima de diseño y capacidad interruptiva. La capacidad nominal es por definición la corriente que el elemento puede soportar continuamente sin sufrir calentamientos que pudieran modificar sus características de diseño. Para la coordinación de elementos fusibles, se consideran los siguientes aspectos: - El elemento fusible no debe operar a causa de la corriente de carga, debe ser capaz de mantener el flujo de la corriente de carga máxima sin calentarse y sin modificar sus características originales. - Para coordinar sus tiempos de operación con los del equipo adyacente, se debe estar consciente de que para valores cercanos al tiempo mínimo de fusión, el fusible perderá sus características de diseño y aun cuando el elemento no sea fundido, no se apegará a sus tiempos originales. - La falla es despejada hasta que se rebasa el valor de tiempo máximo de apertura. En lo que se refiere a este proyecto; como medio de desconexión se instalaran cortacircuitos fusible tipo expulsión para 14,4 kv, 100 A nominales, 8000 A de capacidad interruptiva en el entronque. 38

39 Fig Cortacircuitos fusible tipo expulsión PROTECCIONES PARA TRANSFORMADORES Se deben utilizar las siguientes protecciones: Fusibles limitadores de corriente de rango parcial y fusibles de expulsión, para transformadores tipo pedestal trifásicos y monofásicos, según especificaciones CFE K , CFE K , CFE K y CFE K Fig Fusible limitador de corriente de rango parcial. 39

40 Para nuestro proyecto de la red subterránea de Xico, el dispositivo de protección contra sobrecorriente en media tensión será mediante un fusible limitador de corriente de rango parcial, como el que se mostró en la figura anterior, en serie con un fusible tipo expulsión, este ultimo removible desde el exterior del montaje tipo bayoneta, como el que se muestra en la figura. Fig Fusible de expulsión tipo bayoneta. Una de las características con las que cuentan los transformadores tipo pedestal es que son autoprotegidos, con los que cuentan con dispositivos de protección al sistema por fallas internas del equipo o en las cargas y sus líneas de alimentación. Estos transformadores cuentan en cada una de las fases de alta tensión con una combinación de Fusible Limitador de Corriente de Rango Parcial (interno) en serie con el Fusible de Expulsión de doble elemento, tipo bayoneta, removible desde el exterior, debidamente coordinados entre sí. El primero protege al sistema de alimentación contra una falla del transformador y el segundo protege al transformador de una falla en el lado de la carga (secundario del transformador). En baja tensión, sólo para los casos en que sea requerido por el usuario, se instala un interruptor termo-magnético sumergido en aceite, con manija de operación externa, debidamente coordinado con los fusibles en alta tensión que se mencionaron anteriormente. 40

41 La función del interruptor es abrir el circuito de baja tensión y proteger al transformador contra fallas o sobrecargas severas en la carga (secundario del transformador). Indicadores de falla Para nuestro proyecto se instalarán indicadores de falla electrónicos con restablecimiento automático. Se instalaran en la base inferior de la tapa del equipo de seccionamiento y/o transformadores, también se instalaran en derivaciones de ramales para sensar las condiciones operativas de los cables, siendo de las siguientes características. - Deberán ser de restablecimiento automático. - Deberán contar con caratula indicadora de señalización remota, separada del núcleo a una distancia mínima de 1.50 m. - Deberán ser de acuerdo al sistema de distribución que se contemple, monofásicos o trifásicos de 200, 400 o 600 A. - Deberán ser sumergibles y visibles desde el exterior. Fig Indicador de falla de restablecimiento automático tipo sumergible. Protecciones contra sobretensión Todos los sistemas de distribución de energía eléctrica están expuestos a fallas por la acción de agentes internos y externos. Los sistemas aéreos están más expuestos a fallas por agentes externos que los subterráneos; sin embargo, por la naturaleza de estos últimos, la protección de manera general es más costosa. Las fallas que se presentan en los sistemas de distribución subterráneos son siempre de naturaleza permanente, siendo éstas por definición las que persisten a pesar de la acción de los dispositivos de protección. Hay dos aspectos que se deben considerar al seleccionar la protección en un sistema subterráneo. La primera es diseñar y mantener las instalaciones de tal forma que el sistema tenga un mínimo de fallas; y la segunda, 41

42 minimizar su efecto, es decir, no sólo proteger el equipo, sino poner fuera de servicio al menor número de usuarios. Para la protección contra sobretensiones provocadas por descargas atmosféricas se deben instalar apartarrayos del tipo RISER POLE en las transiciones y de frente muerto en los puntos normalmente abiertos de los anillos y en el último transformador de cada ramal radial. Se usarán apartarrayos de oxido de zinc tipo transición (RISER POLE). Fig Apartarrayos tipo transición (RISER POLE). Para nuestro proyecto, el dispositivo de protección contra sobretensión será un apartarrayo tipo codo para 15 kv operación con carga (O.C.C.) 200 A; mismo que servirá para la conexión del transformador de distribución el cual se acoplara con el inserto tipo bushing, operación con carga para 15 kv para 200 A. 42

43 Fig Apartarrayos de oxido metálico de frente muerto tipo codo. Nota: Los puentes de los estribos a los apartarrayos y cortacircuitos se harán con alambre de cobre semidesnudo temple semiduro calibre 4 AWG, y de los cortacircuitos a los transformadores se harán mediante transición aérea-subterránea utilizando conductor mono polar de potencia para 15 kv con aislamiento XLP (aislamiento de polietileno de cadena cruzada) tipo DS con nivel de aislamiento del 100 % calibre 1/0 AWG (aluminio) según especificación de CFE E La selección de los dispositivos de protección debe basarse en: Tensión nominal La utilización de un dispositivo que tenga una tensión nominal máxima de diseño, igual o mayor que la máxima tensión que se presente en el sistema, proporcionará una protección de aislamiento adecuada al equipo, aislando correctamente al circuito que falló. Corriente nominal contínua. Normalmente el pico de corriente no debe exceder el valor nominal del dispositivo, debiendo tomar en cuenta, la taza de crecimiento de carga del sistema cuando se elabore el proyecto y esquema de protección de la red. Capacidad interruptiva. Debe conocerse con exactitud la máxima corriente de falla que pueda presentarse en el punto de aplicación de la protección, con objeto de lograr una selección adecuada del equipo a utilizar. Para una adecuada aplicación de los equipos a emplear en un esquema coordinado de protecciones, es necesario calcular los valores máximos y mínimos de las potencias (o corrientes) de corto circuito presentes en los siguientes puntos: 43

44 - En la troncal de la red a la salida de la subestación - En los nodos donde parten las sub-troncales. - En los nodos donde parten los ramales. En algunos casos, es recomendable calcular la corriente de cortocircuito mínimo que se presenta en el extremo de los ramales, todos estos valores garantizan una coordinación correcta. 3.5 DIAGRAMA DE CONEXIÓN La conexión en los devanados de los transformadores trifásicos debe ser invariablemente Estrella-Estrella aterrizada. La conexión delta-estrella que es muy común en los sistemas de distribución, usa las ventajas de la conexión delta y la conexión estrella para formar bancos de alimentación a la carga. 44

45 Calculo de la capacidad del transformador Para calcular la capacidad de los transformadores debemos tomar en cuenta la carga que se conectara a dicho transformador, que en este caso son las acometidas domiciliarias y el alumbrado publico de la localidad, así como también la densidad de carga por lote que en este caso es de 1.20; como ya se ha visto los transformadores que se han seleccionado para este proyecto han considerado estos aspectos, pero la selección de estos esta sustentada en el cuadro de cargas que se presenta mas adelante en este mismo capitulo. Calculo de protecciones En media tensión: Por lo que el fusible comercial será de 15 Amp. En la siguiente tabla se muestran los resultados para los distintos transformadores que se instalaran en nuestro proyecto: Cap. Transformador It (A) Fusible (A) 150 KVA KVA KVA KVA

46 El calculo de los fusibles para los transformadores que acaba de realizarse fue representativo solo para conocer como se calculan, pero no es muy necesario hacerlo ya que los transformadores que se utilizaran ya traen integrados estos fusibles con sus respectivos interruptores. En base a la norma CFE-TMP especificación CFE-K , donde se indica que todos los transformadores a utilizar deberán contar con un interruptor termomagnético con válvula de sobrepresión o alivio de 20 A. 3.6 CUADRO DE CARGAS Para calcular el factor de utilización de cada uno de los transformadores, se procede de la siguiente manera: TRANSFORMADOR 1. E01 = 225 KVA, 3F: - C1 = 48 acometidas - C2 = 23 acometidas - C3 = 48 acometidas - C4 = 43 acometidas Total = 162 acometidas Densidad de carga = 1.2 KVA/vivienda. = 162 (1.2) = KVA + KVA Luminarias. = = KVA A continuación se presenta el cuadro de cargas de todo el sistema en base a los transformadores. 46

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48 CAPITULO IV. CARACTERÍSTICAS DE INSTALACIÓN 4.1 OBRA CIVIL En esta sección podremos ver las características principales que deben tomarse en cuenta para realizar la instalación de la red de media y baja tensión de este proyecto. Para la construcción de la red primaria subterránea, se utilizaran diferentes tipos de registros y bóvedas para los transformadores, entre otros accesorios. También se deben tomar en cuenta diferentes aspectos y lineamientos que las normas mencionan para la correcta instalación de los equipos. A continuación presentamos los más importantes: Canalización a cielo abierto El trazo debe realizarse conforme a Planos de Proyecto e indicaciones de la supervisión de obra de la CFE, debe hacerse con equipo topográfico, evitando en lo posible interferencias y cruzamientos con otras instalaciones existentes. En caso de encontrarse con otra instalación de servicio, ya sea teléfonos, agua potable, drenaje o alumbrado, se debe coordinar con la supervisión de la CFE a fin de determinar una solución a la intersección. Por ningún motivo se debe compartir o conectar la Obra Civil de la CFE con cualquier otro servicio, como drenaje pluvial, aguas negras u otras instalaciones. Señalización y protecciones Antes de iniciar los trabajos de excavación, se debe contar con la señalización necesaria a través de avisos de precaución para proteger las áreas de trabajo, principalmente en zonas peatonales y pasos vehiculares, procurando no entorpecer la circulación, instalando tarimas y placas de acero respectivamente sobre las zanjas. Durante la noche se debe contar con señalización luminosa a una distancia adecuada, así como con barreras, que podrán hacerse de madera y cinta indicadora de peligro, limitando la zona de trabajo en áreas peatonales. 48

49 Fig Cinta señaladora de advertencia. Excavación de zanja La excavación se puede llevar a cabo por medios manuales, principalmente en donde se presenten materiales sueltos como arena o de aglomerado como tepetate, arcilla, etc. La zanja debe estar limpia, libre de basura y derrumbes, la plantilla nivelada y compactada al 90% PROCTOR BANCO DE DUCTOS Se deben emplear ductos de polietileno de alta densidad lisos (PAD) o corrugados (PADC). Fig Canalización en ductos. 49

50 Las profundidades promedio de las canalizaciones para distribución comercial y residencial, son las siguientes: - cables de baja tensión menos de 600V, 0.60 metros. - cables de 15, 25 y 35 kv, 0.85 metros. Fig Ducto de PAD corrugado. Los ductos de PADC deben suministrarse con campana integrada o con cople debiendo garantizar una unión hermética conforme a la NRF-057-CFE. En los Planos de Proyecto de Obra Civil, se indicará el diámetro, número de ductos y profundidad conforme a las Normas. Cuando se utilicen ductos de PAD deben ser de una pieza entre registros y su instalación será conforme a las Normas. En forma excepcional se aceptarán uniones por termofusión o coples especiales para ductos de PAD que cumplan con la NRF-057-CFE. Fig Colocación de coples y separadores con bancos de ductos de PVC 50

51 Fig Configuración en triangulo equilátero con flejes de plástico en toda su longitud a cada 3 m, para evitar su separación. Rellenado, compactado y nivelado El relleno debe efectuarse en capas no mayores de 15 cm de espesor, con la humedad óptima para obtener una compactación del 90% PROCTOR en áreas de banquetas. En arroyo de calle el grado de compactación será como sigue: Se compactará al 95% PROCTOR, la capa de 15 cm de espesor adyacente a la carpeta de rodamiento, este relleno estará sustentado en un relleno previamente compactado al 90% PROCTOR, cuidando de evitar la ruptura de los ductos o cualquier otra instalación. Podrá efectuarse por medios manuales o mecánicos, este último debe ser autorizado por la supervisión quedando bajo responsabilidad del contratista todos los daños que pudiese ocasionar. 51

52 Fig Pendiente en bancos de ductos REGISTROS Para ramales se utilizaran exclusivamente registros de media tensión. Para troncales se utilizaran pozos de visita y registros de media tensión como registros de paso exclusivamente en tramos rectos. Localización: a) En cualquier deflexión de ruta del circuito. b) En cambio de nivel o elevación significativa de la ruta del circuito. c) La distancia máxima entre registros o pozos no deberá exceder de 100 m. d) La ubicación será en banquetas, camellones o zonas verdes evitando su colocación en: 52

53 - Carriles de estacionamiento. - Banquetas angostas. - Salidas de vehículos. - Puertas o salidas de peatones. - Otras áreas de conflicto. Registros secundarios Se instalaran registros de baja tensión de acuerdo al número de acometidas, considerando que se permita la instalación de hasta 10 acometidas como máximo. En los casos de concentración de medidores en condominios o áreas comerciales que se alimentan directamente de las boquillas del transformador, se podrán utilizar cables de cobre con aislamiento THW y registros de media tensión. Deberán de numerarse en relieve de acuerdo a normas y nomenclaturas por el departamento de distribución de CFE. Se instalaran registros eléctricos prefabricados tipo 4 y/o tipo 3 para media tensión. También se instalaran registros tipo RMTA4TC para alojar los transformadores sumergibles monofásicos. Para los transformadores trifásicos se instalaran bóvedas para transformadores sumergibles trifásicos en arroyo tipo BT300A. Así como también bases para transformadores de pedestal. Los registros no deben localizarse en banquetas angostas, en carriles de estacionamiento, cocheras y frente a puertas o salidas de peatones. Los circuitos deben seguir una trayectoria que vaya a lo largo de las aceras, camellones, periferia de zonas verdes y andadores. Los registros deben ubicarse en el límite de propiedad y se deben colocar, según lo permitan las acometidas, lo más retirado uno del otro, cuidando el cumplimiento de los criterios de regulación y pérdidas de la red de distribución. Deben instalarse registros en los puntos donde se consideren derivaciones por acometidas. Los cambios de dirección pueden ser absorbidos por los ductos, siempre y cuando se respeten los radios mínimos de curvatura de los cables y la presión lateral no rebase los límites permisibles para el cable durante el jalado. Se puede prescindir del registro de la base del transformador colocando las reservas de cable correspondientes a estos equipos en los registros adyacentes, cuidando la llegada de los ductos como se muestra en la figura 1.3. En los transformadores donde se empleen registros, éstos deben ser del tipo reducido, según se indica en los planos de las Bases para Transformador Monofásico o Trifásico y Registro Reducido tipo 5 ó 6. 53

54 En caso de que los radios mínimos de curvatura de los cables se rebasen, se deberá utilizar con registro tipo 3 ó 4. Figura El banco de ductos debe terminarse con boquillas abocinadas en los registros, los cuales una vez cableados, deben sellarse con algún sello-ducto adecuado, compatible con la cubierta del cable, que no la dañe mecánicamente, debe ser expandible, formar sello hermético y que no propague el incendio. La colocación, el ancho y la profundidad del banco de ductos, deben cumplir con lo establecido en estas Normas. Invariablemente debe instalarse en toda la trayectoria del banco de ductos una cinta de advertencia ubicándola en la parte superior del haz de ductos. Los cables deben instalarse en ductos de PAD (polietileno de alta densidad) o PADC (polietileno de alta densidad corrugado). Considerando siempre, que se deben respetar los factores de relleno recomendados en la NOM-001-SEDE. Los ductos de PADC deben suministrarse con campana integrada o con cople debiendo garantizar una unión hermética conforme a la NRF-057-CFE. Cuando se utilicen tubos de PAD de pared lisa en arroyo de calle o en banqueta, se debe emplear una RD de 19. Para la unión de tubos de PAD se permite el uso de accesorios de unión (coples) o termofusión. Para tubos de PADC solo se utilizarán sistemas de unión con adhesivos para tubos de pared corrugada, de acuerdo a la NRF-057-CFE. Cuando se utilicen ductos de PAD deben ser de una pieza entre registros y su instalación será conforme a las Normas. En forma excepcional se aceptarán uniones por termofusión o coples especiales para ductos de PAD que cumplan con la NRF-057- CFE. La profundidad del banco de ductos cuando se construya en terreno normal, será de 1000 mm, cuando el terreno sea rocoso o el nivel freático sea alto podrá quedar hasta de 600mm, en la parte superior del mismo deberá ser instalada la cinta indicadora de peligro. 54

55 SECCIÓN MÍNIMA DE DUCTOS A EMPLEAR EN CABLES DE BAJA TENSIÓN (mm) Calibr Diam e en Circuito Circuito Circuito Circuito Circuito Configura ción Cable Triplex Cable Cadruplex 2C/1N (4-4) 2C/1N (2-4) 2C/1N (1/0-2) 2C/1N (3/0-1/0) 3C/1N (4-4) 3C/1N (2-4) 3C/1N (1/0-2) 3C/1N (3/0-1/0) 3C/1N (350-4/0) 6 Circuito mm AMP. s AMP. s AMP. s AMP. s AMP. s AMP En los registros, pozos de visita, que contengan equipos y acometidas, se dejara un excedente de cable de longitud igual al perímetro del registro respectivo (cocas). En los cruces de calles y avenidas se deberán de instalar los ductos correspondientes de acuerdo al sistema a utilizar. Figura

56 La unión entre los bancos de ductos y los registros debe ser hermética. En el acabado final de la banqueta y en el eje del trazo del banco de ductos se marcará a cada 5 metros bajo relieve las siglas de CFE. Figura Marcado bajo relieve Tapas Las tapas de los registros, pozos y bóvedas deben ser de masa y diseño para que asienten y cubran los accesos, así como para evitar que puedan ser fácilmente removidas sin herramientas. Cuando las tapas de bóvedas y pozos para acceso del personal sean ligeras, deben estar provistas de aditamentos para la colocación de candados. Las tapas deben ser de un diseño tal que no puedan caer accidentalmente dentro de los registros, pozos o bóvedas. No deben tener protuberancias dentro de los pozos de visita suficientemente grandes para tener contacto con los cables o equipos. Las tapas y sus soportes deben tener la resistencia mecánica suficiente para soportar cargas. Las tapas deben ser antiderrapantes y tener una identificación visible desde el exterior que indique el tipo de instalación o la empresa a la que pertenecen. 56

57 En el caso de transformadores instalados en bóvedas, las tapas deben contar con una rejilla apropiada para permitir la ventilación. La separación del enrejado no debe permitir el paso de objetos que puedan dañar a los cables o equipos. 4.2 OBRA ELECTROMECÁNICA Desde el inicio y durante todo el proceso de construcción de la Obra Electromecánica se debe observar el Procedimiento para la revisión de proyectos supervisión de la construcción de Redes Subterráneas. Terminada la Obra Civil y antes de iniciar la instalación del cable, se señalizarán los ductos en las paredes de cada registro indicando sobre las mismas y de acuerdo al proyecto, la fase que le corresponderá a cada ducto, igualmente en el interior de cada registro de M.T. y B.T., se marcará el número consecutivo que le corresponde de acuerdo a la normativa, con letras de pintura especificación CFE A-12 en el concreto o placas de aluminio con números permanentes sujetas con taquetes a las paredes. Verificar que, tanto el cable como los carretes que lo contienen son recibidos en perfectas condiciones, revisar que el cable recibido corresponda al especificado en el proyecto y que además cuente con el Vo.Bo. del LAPEM y que esté sellado en ambos extremos por un tapón polimérico INSTALACIÓN DE CABLES También debemos tomar en cuenta aspectos importantes que tienen que ver con la instalación de los conductores, es por eso que a continuación se muestran algunas de las consideraciones mas importantes que hay que tomar en cuanta para la instalación de los conductores y bancos de ductos. Los cables a instalar deberán ser preferentemente de una sola pieza, en caso de requerirse empalme, se autorizará su utilización exclusivamente en tramos largos, y será tipo premoldeado o desarmable y deberá quedar localizado en un registro o pozo de visita. Los cables en ductos subterráneos es un tipo de instalación que es la más común ya que se aplica a sistemas de distribución comercial y en sistemas industriales, es normalmente un tipo de instalación flexible en la que la rapidez y facilidad para efectuar los cambios en caso de reparación o ampliación es importante. Cuando se requiera atravesar con el sistema de cables zonas construidas, caminos o donde no sea posible abrir zanjas, la instalación de cables en ductos subterráneos es la mejor alternativa. Los sistemas de ductos subterráneos, deben seguir frecuentemente trayectorias rectas entre sus extremos, cuando existen cambios de dirección o trayectoria, se hace por medio de pozos de visita que tengan las dimensiones apropiadas para realizar maniobras. El cable puede instalarse por medio manual o con malacate. 57

58 1) Debe evitarse que los cables sean doblados con radios menores al mínimo señalado por el fabricante (en ningún caso este radio debe ser menor a 12 veces el diámetro externo del cable) durante su manejo, instalación y operación. 2) Las tensiones de jalado y las presiones sobre las paredes, que se presenten durante la instalación de los cables, no deben alcanzar valores que puedan dañar a los mismos. Deben limitarse a los recomendados por el fabricante. 3) Los ductos deben limpiarse previamente a la instalación de los cables. 4) Cuando se use lubricante durante el jalado de los cables, éste no debe afectar a los cables ni a los conductos. 5) En instalaciones verticales o con pendientes, los cables deben soportarse adecuadamente para evitar deslizamientos y deformaciones debido a su masa. 6) Los cables eléctricos y de comunicación no deben instalarse dentro del mismo conducto. 7) Cuando en un banco se instale más de un circuito debe analizarse la capacidad de conducción de corriente, con el objeto de reducir las pérdidas de energía por agrupamiento de conductores. Soportes a. Los cables dentro de los registros, pozos o bóvedas deben quedar fácilmente accesibles y soportados de forma que no sufran daño debido a su propia masa, curvaturas o movimientos durante su operación. b. Los soportes de los cables deben estar diseñados para resistir la masa de los propios cables y de cargas dinámicas; mantenerlos separados en claros específicos y ser adecuados al medio ambiente. c. Los cables deben quedar soportados cuando menos 10 cm arriba del piso, o estar adecuadamente protegidos. Excepción: Este requisito no se aplica a conductores neutros y de puesta a tierra. d. La instalación debe permitir el movimiento del cable sin que haya concentración de esfuerzos destructivos EMPALMES En la instalación de cables subterráneos es necesario unir frecuentemente dos tramos de cable o sacar derivaciones del mismo. Un empalme no es mas que la unión de dos cable, restituyendo los elementos retirados, con materiales compatibles con los originales, de tal manera que no constituya un punto débil de la continuidad de la instalación. 58

59 Al elaborar un empalme, el instalador esta fabricando un cable de corta longitud en el campo. El funcionamiento de los empalmes depende en gran medida de la habilidad del operario que los efectuó. Las precauciones y pasos a seguir son producto de la experiencia. Los tipos de empalme mas frecuentemente utilizados son: encintado, prefabricado, termocontráctil y contráctil en frio. 1. Encintado Cada tipo de cable según sea su construcción y tensión de operación, requerirá de diferentes técnicas de empalmes. Teniendo esto en cuenta y únicamente con el objetivo de ilustrar este punto, daremos los pasos generales seguidos en la elaboración de un empalme. a) Colocar los cables en posición, y cortarlos cuidadosamente en sus extremos para que empalmen exactamente. b) Remover la cubierta, cinta semiconductora y aislamiento en una determinada distancia, usando un cuchillo bien afilado. c) Unir los conductores mediante un conector a compresión. Este es un tubo de metal que da continuidad eléctrica y mecánica. d) Limpiar el aislamiento del cable, se usa generalmente un solvente adecuado (gasolina blanca). e) Llenar cualquier pliegue en el conector con cinta semiconductora. f) Empezando en el centro del conductor, enrollar cinta aislante en varias capas. La cinta debe estar enrollada en forma apretada para evitar burbujas de aire. El espesor del enrollado debe dar un dieléctrico igual al resto del aislamiento del cable. Esto generalmente requiere de un grueso de 1.5 a 2 veces el espesor del aislamiento normal. g) La pantalla se debe llevar a través del empalme y la cubierta se debe restaurar para completarlo con cinta de PVC de alto grado, o de combinación de fibra de vidrio y epoxy. 2. Prefabricado Este tipo de empalme se coloca sobre los dos tramos de cable a empalmar, presentando las siguientes ventajas sobre el empalme encintado: - Mayor rapidez en su instalación. - Menor posibilidad de error, pues la mano de obra se reduce considerablemente. Como desventaja se puede mencionar el mayor costo de los materiales, aunque esto se podría compensar con el de la mano de obra calificada requerida en los empalmes encintados. 59

60 Fig Empalme premoldeado con pantalla interrumpida. Fig Empalme premoldeado con pantalla interrumpida. 60

61 3. Termocontráctil Se aplica principalmente en cables de energía de 25, 25 y 35 kv, de diversos cables. Construido de un hule silicón que se contrae con la presencia de calor. Este tipo de empalme provee un excelente desempeño eléctrico e incorpora un control de esfuerzos en la misma unidad, además de un sello contra agua y alta humedad. Fig Empalme termocontráctil. 4. Contráctil en frio Usado para empalmar cables de media tensión. Cubre un amplio rango de calibres. Ejerce también por si mismo, una presión radial en el mencionado cable. Utilizado en cables de energía de 15, 25 y 35 kv, de diversos calibres, construido de hule silicón, provee un excelente desempeño eléctrico e incorpora un control de esfuerzos en la misma unidad, además de un sello contra agua y alta humedad. 61

62 Fig Empalme contráctil en frio con pantalla interrumpida. Fig Empalme contráctil en frio sin pantalla interrumpida. 62

63 4.2.3 CONECTORES (CONECTADORES) Los conectores son también partes necesarias en una red subterránea. Estos deben cumplir con los siguientes requisitos. - Proporcionar una conexión eléctrica confiable. - Proporcionar un aislamiento adecuado para las tensiones de operación. Se destacan los que en seguida se mencionan: 1. Tipo codo Las conexiones entre el transformador y el cable primario (es decir, el cable de alta tensión) se pueden hacer con un conector a compresión tipo codo. La unidad esta hecha con material aislante y semiconductor de etileno propileno moldeado. Por las características de los mismos se clasifican en tres tipos: a) Desconectable con carga. b) Desconectable con carga y fusible limitador de corriente. c) De 600 amperes. Fig Conectador tipo codo con un cable de puesta a tierra. CARACTERÍSTICAS Y DIMENSIONES MATERIAL, FORMA Y Conectador tipo codo para A kv, operación con carga. ACABADO Formado por un codo de 200 A, n metros de cable para la conexión de accesorios a tierra calibre 1/0 ó 2/0 aislado para 600V. ESPECIFICACIÓN ANSI 386 USO Y APLICACIÓN EMPAQUE Y ALMACENAMIENTO PRUEBAS Para la conexión del Sistema Subterráneo a tierra acoplado a la boquilla tipo inserto, conexión a equipos en Sistemas de Distribución Subterránea a tierra. Manéjese con cuidado, proteger contra impacto y humedad. Mecánicas y eléctricas 63

64 Fig Conectador tipo codo MT-200-OCC. CARACTERÍSTICAS Y DIMENSIONES MATERIAL, FORMA Conectadores de MT, tipo codo separable de 200 A, Y ACABADO aislados para A kv entre fases, con operación con carga, calibre B AWG, formado por un codo OCC de 200 A con punto de prueba, un conectador de compresión de aluminio y una varilla de contacto. ESPECIFICACIÓN USO Y APLICACIÓN NOM-J-404 Terminar cables de energía de MT, con aislamiento sólido y acoplado a la Terminal tipo inserto, conectar equipos en Sistemas de Distribución Subterránea. EMPAQUE Y ALMACENAMIENTO Manéjese con cuidado, proteger contra impacto y humedad. CARACTERÍSTICAS Tensión Nominal de Operación. = kv Tensión Máxima entre Fases... = kv Corriente Nominal...= A Nivel Básico de Aislamiento...= kv PRUEBAS Mecánicas y eléctricas 64

65 Fig Conectador tipo codo MT-200-OSC. CARACTERÍSTICAS Y DIMENSIONES MATERIAL, FORMA Conectadores de MT, tipo codo separable de 200 A, Y ACABADO aislados para A kv entre fases, operación sin tensión y sin carga, calibre B AWG formado por un codo ST de 200 A con punto de prueba, un conectador de compresión de aluminio y una varilla de contacto. ESPECIFICACIÓN ANSI 386 USO Y APLICACIÓN Terminar cables de energía de MT, con aislamiento sólido y acoplado a la Terminal tipo inserto, conectar equipos en Sistemas de Distribución Subterránea que tienen seccionador integrado. EMPAQUE Y ALMACENAMIENTO Manéjese con cuidado, proteger contra impacto y humedad. CARACTERÍSTICAS Tensión Nominal de Operación. = kv Tensión Máxima entre Fases...= kv Corriente Nominal...= A Nivel Básico de Aislamiento...= kv PRUEBAS Mecánicas y eléctricas 65

66 Fig Conectador tipo codo operación sin tensión de 600 A. 2. Conectores múltiples Las derivaciones para acometidas a servicios de usuarios se hacen por medio de un accesorio especial: un conector múltiple de media tensión el cual va alojado en un registro especial. Este conector múltiple es un accesorio de aluminio moldeado con 4, 6 u 8 salidas y aislado con etileno propileno. Este conector debe ser capaz de permitir las conexiones de cables desde el # 8 AWG hasta el 350 MCM, siendo su capacidad de conducción de la misma magnitud que el calibre máximo aceptable. Este tipo de accesorio esta constituido por: - Zapata para conector múltiple: es el elemento que permite conectar eléctrica y mecánicamente el conector múltiple con el cable. En general el material usado es el aluminio dúctil. - Cubierta aislante para conector múltiple: el material con el que se construye esta cubierta es de polivinilo irradiado (termocontráctil) de alta adherencia al metal y al aislamiento, y se usa para aislar cada una de las salidas. Se le ha dado el nombre de manga termocontráctil ya que en presencia del calor, esta se contrae hasta en un 50 % de su diámetro original. Su función es la de aislar del exterior, las partes sujetas a potencial, como el mismo conector o el cable. Igualmente los protege contra la humedad. 66

67 El conector múltiple subterráneo pulpo, consiste de un cuerpo de aluminio fundido a presión, aislado con un elastómero moldeado por transferencia, vulcanizado a alta presión y temperatura, provisto de salidas o terminales para su conexión a 4, 6 u 8 cables. El pulpo se selecciona según el número de salidas que se requieran. Fig Juego de conexiones tipo CM-600. Capuchones removibles son instalados en todas menos en una de las salidas, para mantener selladas las que no se utilicen. Para la conexión de los cables al pulpo se emplean zapatas de compresión ZAC de aluminio y removibles moldeadas con el mismo material aislante del pulpo. Las zapatas tienen en el barril un compuesto inhibidor de oxidación. Algunas de las ventajas del uso de la manga removible son: - Mismo material que el aislamiento del conector. - No se necesita equipo y herramientas para su instalación en el campo. - Permite desconexión sin destrucción del aislamiento. - Elimina posibilidad de accidentes durante la instalación. - Debido a la sencillez de instalación se reducen los costos. Desde luego el pulpo puede utilizarse con mangas termo contráctiles, dado que el diámetro de las salidas del pulpo es 31.0 mm; se recomienda utilizar una manga termo contráctil cuyo diámetro sin contraer sea 32 < 0 < 38 mm. 67

68 Fig Conectador múltiple de baja tensión. CARACTERISTICAS Y DIMENSIONES MATERIAL, FORMA Conectador de aluminio tipo múltiple con Aislamiento a Y ACABADO base de etileno propileno para 600 Volts, con A derivaciones adaptables a juego de conexiones tipo CM- 600 ESPECIFICACION NMX - J USO Y APLICACION Conectar cables aislados en Sistemas de Distribución Subterráneos de Baja Tensión y acometidas. EMPAQUE Y Manéjese con cuidado, proteger contra impacto y ALMACENAMIENTO humedad en bolsa de plástico cerrada. PRUEBAS Mecánicas y eléctricas 68

69 Fig Conectador tipo múltiple MT-200-OCC de 2, 3 y N vías. CARACTERÍSTICAS Y DIMENSIONES MATERIAL, Conectador tipo múltiple de A kv entre fases, 200 A FORMA Y operación con carga de 2, 3 y n vías con las boquillas tipo ACABADO inserto o pozo sujetas a una placa de acero inoxidable por medio de ménsulas y con lengüeta de conexión a tierra. ESPECIFICACIÓN ANSI 386 USO Y Sirve para derivar acometidas en Media Tensión y seccionar APLICACIÓN con carga. EMPAQUE Y Manéjese con cuidado, proteger contra impacto y humedad. ALMACENAMIEN TO PRUEBAS Mecánicas y eléctricas 69

70 Fig Conectador tipo múltiple MT 600/200-ST de 3, 4 y N vías. CARACTERISTICAS Y DIMENSIONES MATERIAL, FORMA Conectador tipo múltiple A kv, operación sin tensión de Y ACABADO B vías en 600 A y C vías en 200 A, con las boquillas tipo perno sujetas a una placa de acero inoxidable por medio de ménsulas. ESPECIFICACION ANSI 386 USO Y APLICACION Sirve para hacer derivaciones en Media Tensión y seccionamientos de sistemas de 600 a 200 A. EMPAQUE Y Manéjese con cuidado, proteger contra impacto y ALMACENAMIENTO humedad. PRUEBAS Mecánicas y eléctricas 70

71 Fig Conectador tipo múltiple MT 600-ST de 3, 4 y N vías. CARACTERISTICAS Y DIMENSIONES MATERIAL, FORMA Conectador tipo múltiple A kv 600 A, operación sin Y ACABADO tensión de 2, 3 y n vías con las boquillas tipo perno sujetas a una placa de acero inoxidable por medio de ménsulas. ESPECIFICACION ANSI 386 USO Y APLICACION Sirve para hacer derivaciones en Media Tensión y seccionamientos en sistemas de 600 A. EMPAQUE Y Manéjese con cuidado, proteger contra impacto y ALMACENAMIENTO humedad. PRUEBAS Mecánicas y eléctricas 71

72 3. Conector tipo unión Sirve para unir conectadores tipo codo aislados en su unión con los equipos eléctricos a 600 A, a diversos rangos de tensión. Fig Conectador tipo unión. CARACTERISTICAS Y DIMENSIONES MATERIAL, FORMA Y ACABADO Conectador recto tipo unión de 600 A, para una tensión de A kv. ESPECIFICACION ANSI 386 USO Y APLICACION Unir conectadores tipo codo 600 ST. EMPAQUE Y ALMACENAMIENTO Manéjese con cuidado, proteger contra impacto y humedad. PRUEBAS Mecánicas y eléctricas 72

73 4. Conector tipo tapón Es un accesorio que sirve de tapón a boquillas tipo perno, acoplándose a conectores tipo codo, a diversas tensiones de operación y a 600 A. Fig Tapón aislado 600-ST para codo de 600. MATERIAL, FORMA Y ACABADO CARACTERISTICAS Y DIMENSIONES Tapón aislado para A KV, 600 A, operación sin carga, formado por un conector aislado y una cubierta de hule. ESPECIFICACION ANSI 386 USO Y APLICACION Se acopla al conector codo tipo T en sistemas de 600 A de Distribución Subterránea. EMPAQUE Y ALMACENAMIENTO PRUEBAS Manéjese con cuidado, proteger contra impacto y humedad. Mecánicas y eléctricas 73

74 5. Conectador a compresión tipo zapata Fig Conectador a compresion tipo zapata MATERIAL, FORMA Y ACABADO USO Y APLICACION EMPAQUE Y ALMACENAMIENT O PRUEBAS CARACTERISTICAS Y DIMENSIONES Conectador a compresión tipo zapata de cobre electrolítico estañado, de 1 y 2 perforaciones. Conectar cables de Baja Tensión a la terminal tipo espada del transformador pedestal. Conectar terminales de Media Tensión poliméricas o termocontráctiles a equipos. Manéjese con cuidado, proteger contra impacto y humedad. Mecánicas y eléctricas 74

75 4.3.4 INSTALACIÓN Y CONEXIÓN A TRANSFORMADORES Es necesario inspeccionar visualmente los transformadores, para verificar que lleguen en perfectas condiciones, tanto el tanque como sus accesorios y que no tenga fugas de aceite. Retirar el fusible de expulsión removible, para comprobar que la capacidad es correcta, verificando que también cumpla con los valores de coordinación en caso de que esté en serie con el fusible limitador de corriente, de acuerdo a tablas del fabricante. Es necesario probar continuidad en cada uno de ellos para revisar que no se encuentren dañados. Antes de conectar los accesorios premoldeados, verificar que el transformador no tenga ninguna fuga, principalmente por las boquillas tipo pozo o perno, ya que el aceite ataca estos accesorios dañándolos. Limpiar muy bien y lubricar con grasa silicón las boquillas tipo pozo y boquillas tipo inserto, se podrá instalar con el torquímetro adecuado, de no contar con éste se podrá atornillar con las manos teniendo cuidado de que entre derecho. Si es que entró trasroscado no se debe forzar, es necesario sacarlo y volverlo a introducir hasta que embone perfectamente, evitando con ello que se dañen las cuerdas de la rosca. Para verificar que hayan quedado bien instaladas las boquillas, los faldones semiconductores deben quedar tocando el borde del inserto tipo pozo a 1,588 mm del mismo. Antes de conectar el codo de 200 A por primera vez, estando el transformador y el cable desenergizados, limpiar y lubricar tanto la boquilla inserto como el interior del codo y conectarlos verificando que el codo avance totalmente en el inserto. Para finalizar con la instalación de los transformadores en su posición definitiva, deben interconectarse al sistema de tierras el neutro corrido de la Subestación, los accesorios premoldeados, la terminal de B.T., el transformador y los electrodos de tierra localizados en el registro de la base del equipo. Fig

76 La puesta a tierra de los accesorios premoldeados, así como del adaptador de tierras se hará con cable de cobre forrado calibre 10 AWG, contando con la suficiente longitud para permitir que el codo sea conectado y desconectado con plena libertad. Deben de conectarse los codos del lado fuente en las terminales HA y los codos lado carga a las terminales HB, para facilitar la identificación durante la operación, independientemente de la placa de identificación ACOMETIDAS Para que una instalación sea segura y confiable debe cumplir con requisitos mínimos que la CFE solicita a los usuarios, para poder facilitarles el servicio de energía eléctrica. Es por eso que se realizan documentos con las especificaciones necesarias que se deben tomar en cuenta al realizar una instalación. Algunas de las especificaciones y recomendaciones para la instalación de las acometidas y medidores de baja tensión son las siguientes: - La canalización de la acometida deberá llegar hasta la base enchufe donde se instalara el medidor. - La base-enchufe se deberá instalar en un murete a una altura de 1.60 metros. Este deberá quedar con el frente hacia la calle en el límite de la propiedad. - El interruptor general de la instalación de la vivienda, deberá instalarse a una distancia máxima de 400 mm de la base enchufe. Los conductores de acometida subterránea deben soportar las condiciones atmosféricas y otras circunstancias de uso, sin que se produzcan fugas de corriente eléctrica perjudiciales. Los conductores de acometida subterránea deben tener aislamiento para la tensión eléctrica aplicada. Excepción: Se permite que el conductor puesto a tierra no tenga aislamiento, en los casos siguientes: a. Un conductor de cobre desnudo en una canalización. b. Un conductor de cobre desnudo directamente enterrado, si se estima que el cobre es adecuado para las condiciones del suelo. c. Un conductor de cobre desnudo directamente enterrado, sin tener en cuenta las condiciones del suelo, si forma parte de un cable especificado para uso subterráneo. d. Un conductor de aluminio o de cobre revestido de aluminio sin aislamiento o cubierta individual, si forma parte de un cable especificado para uso subterráneo directamente enterrado o dentro de una canalización enterrada. A continuación se muestran las especificaciones de instalación según CFE para el servicio monofásico con carga de hasta 5 kw, en baja tensión, que se utiliza para una red subterránea, en una zona de arquitectura colonial, como lo requerimos en nuestro proyecto recordando que la instalación se realizara en un centro histórico. 76

77 ESPECIFICACION PARA SERVICIO MONOFASICO CON CARGA HASTA 5 kw EN BAJA TENSION, RED SUBTERRANEA, EN ZONAS DE ARQUITECTURA COLONIAL CFE EM-BT107 HOJA 1 DE REGISTRO DE ACOMETIDA BAJA TENSION DUCTO RED BAJA TENSION VISTA DE CONJUNTO DUCTO RED BAJA TENSION C F E MURO DE ADOBE INTERIOR BANQUETA VISTA LATERAL VISTA FRONTAL ACOTACIONES EN mm SIN ESCALA

78 ESPECIFICACION PARA SERVICIO MONOFASICO CON CARGA HASTA 5 kw EN BAJA TENSION RED SUBTERRANEA, EN ZONAS DE ARQUITECTURA COLONIAL CFE EM-BT107 HOJA 2 DE DE LA BASE ENCHUFE ESPECIFICACIONES DE MATERIALES Y EQUIPO FASE 2 DE LA RED DE BAJA TENSION F N NEUTRO 6 7 DETALLE DE ALAMBRADO DE LA BASE E INTERRUPTOR 5 A CARGO DEL USUARIO 1 CODO DE PVC 32 mm (1 1/4") DE DIAMETRO 2 TUBO RIGIDO DE PVC 32 mm (1 1/4") DE DIAMETRO 3 CABLE DE COBRE THW CALIBRE mm 2 ( 8 AWG) MINIMO. DESDE LA BASE HASTA EL INTERRUPTOR, CON FORRO DEL. CONDUCTOR NEUTRO DE COLOR BLANCO Y EL DE LA FASE. DIFERENTE AL BLANCO 4 BASE ENCHUFE DE 4 TERMINALES, 100 AMPERES 5 INTERRUPTOR TERMOMAGNETICO (PREFERENTEMENTE) o DE CARTUCHO FUSIBLE 2 POLOS, 1 TIRO, 250 VOLTS, 30 AMPERES, A PRUEBA DE AGUA CUANDO QUEDE A LA INTEMPERIE 6 REDUCCION DE PVC DE 32 mm (1 1/4") A 12,7 mm (1/2") 7 TUBO RIGIDO DE PVC DE 12,7 mm (1/2") DE DIAMETRO 8 ALAMBRE O CABLE DE COBRE CALIBRE mm 2 ( 8 AWG) MINIMO 9 CONECTOR PARA VARILLA DE TIERRA 10 VARILLA DE TIERRA PARA UNA RESISTENCIA MAXIMA DE 25 OHMS MEDIDOR PROPIEDAD DEL USUARIO VIA PUBLICA INSTALADO POR C.F.E. 11 MEDIDOR TIPO ENCHUFE DE 15 AMPERES, 1 FASE, 2 HILOS, 120 VOLTS (F121) 12 ARO PARA BASE ENCHUFE DE ACERO INOXIDABLE 13 SELLO DE PLASTICO 14 CABLE DE ALUMINIO XLP 15 CONECTOR EMPALME A COMPRESION, TENSION MINIMA, TIPO ZAPATA 16 MANGA TERMOCONTRACTIL O REMOVIBLE NOTAS : VISTA DE PLANTA A. EL NICHO PARA MEDIDOR SERA DE CONCRETO ARMADO DE 300 X 300 X 300 mm B. LA PREPARACION PARA RECIBIR LA ACOMETIDA DEBE ESTAR COMO MAXIMO A 35 METROS DEL REGISTRO. C. EL CONDUCTOR DEL NEUTRO DEBE DE CONECTARSE DIRECTO A LA CARGA SIN PASAR POR ALGUN MEDIO DE PROTECCION ( FUSIBLE O TERMOMAGNETICO ) D. LA PREPARACION PARA RECIBIR LA ACOMETIDA DEBE ESTAR AL LIMITE DE LA PROPIEDAD EMPOTRADA E. EVITAR QUE LA ACOMETIDA CRUCE OTRO TERRENO o CONSTRUCCION G. EL INTERRUPTOR ESTARA A UNA DISTANCIA NO MAYOR A 5000 mm DEL MEDIDOR H. MARCAR EL NUMERO OFICIAL DEL DOMICILIO EN FORMA PERMANENTE DISPONIBLES MALLA METALICA PUERTA DEL NICHO CON APLANADO IDENTICO AL MATERIAL DE LA FACHADA DETALLE PUERTA DEL NICHO SECUNDARIO DE LA RED ACOMETIDA SIN ESCALA DETALLE "A

79 Generalidades y observaciones Para alimentar áreas turísticas, comerciales o residenciales, se deberá instalar invariablemente y en toda la trayectoria, dos ductos adicionales de PVC de 5.08 cm. (2 ) de diámetro, que terminen o inicien en registros separados especialmente dispuestos para ello; estos registros serán similares a nuestros registros tipo 3 pero sus dimensiones exteriores serán: Largo: 66 cm. Ancho: 50 cm. Alto: 60 cm. La ducteria referida se empleara para las redes telefónicas o de televisión por cable así lo soliciten. Todos los dibujos de los registros, tapas y ductos se encuentran en el anexo al final del libro. 79

80 CAPITULO V. CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL SISTEMA ELECTRICO PARAMETROS ELECTRICOS TENSIONES DEL SISTEMA Y NIVELES DE AISLAMIENTO Tensión máxima del sistema (kv) Tensión nominal del sistema (kv) Nivel básico de aislamiento al impulso (kv) 13,2 14,4 95 Los sistemas para los niveles de tensión (13,2 a 34,5 kv) son en conexión estrella con neutro sólidamente aterrizado en la subestación. Los sistemas anteriores operarán a una frecuencia nominal de 60 Hz. Nivel de tensión (kv) NIVELES DE CORTOCIRCUITO Falla monofásica (ka) Falla trifásica (ka) 13,8 6,6 7,1 Los valores de corriente de cortocircuito mostrados servirán para el diseño de los diferentes elementos constitutivos de la red subterránea y no deberán relacionarse con los valores de capacidades interruptivas ni corrientes de corta duración asociadas a los equipos, mismos que se indican en las características particulares correspondientes a cada equipo. DISTANCIA DE FUGA MINIMA PARA AISLAMIENTOS EXTERNOS Nivel de CONCEPTO tensión 13,8 kv Distancia de fuga unitaria (mm/kv de fase a fase) 20 Distancia de fuga total (mm) 276 Concentración de contaminación Método Niebla salina 14 L (kg/m 3 ) Las distancias eléctricas (distancia entre fases, de fase a tierra, entre fases de circuitos diferentes para las líneas aéreas, altura de cables aéreos, o de cables de guarda, etc.) deberán sujetarse a las indicadas en los planos de ingeniería de detalle. 80

81 5.2 CUADRO DE DISPOSITIVOS DISPOSITIVOS PRIMARIOS EN MEDIA TENSIÓN REGISTRO TRANSFORMADOR ADAPTADOR DE TIERRA INDICADO R DE FALLA TERMINAL T.C. 15 KV INSERTO BUSHING SISTEMA DE TIERRAS RMTB4TC-01 RMTB3-02 RMTB3-03 RMTB4TC-04 BT300A-E01 E K RMTB3-05 RMTB3-06 RMTB3-07 RMTB3-08 RMTB4TC-9 E K RMTB3-10 RMTB3-11 1K RMTB4TC-12 1K BT300A-E05 E K RMTB3-13 1K RMTB3-14 BT300A-06 E K RMTB4TC-15 1K RMTB3-16 RMTB4TC-17 E K RMTB4TC-18 1K RMTB4TC-19 E K RMTB3-20 RMTB3-21 RMTB3-22 RMTB3-23 1K RMTB3-24 BT3FRMTB4 E K RMTB3-25 1K RMTB3-26 RMTB4TC-27 E K RMTB3-28 RMTB3-29 1K 1K 1K 81

82 TRANSICION DISPOSITIVOS EN TRANSICION SISTEMA TERMINAL TERMOCONTRACTIL C.C.F. ADOM DE TIERRAS INDICADOR DE FALLAS ABRAZADERA UC CRUZETA PT K K K K K K CIRCUITO NO. REGISTRO CUADRO DE DISPOSITIVOS EN BAJA TENSION TRANSFORMADOR E01 TIPO DE REGISTRO NO. VIAS ZAG 3/0 ZAG 1/0 82 SISTEMA DE TIERRAS ACOMETIDAS 1 E01-R1C1 RBTB K 4 E01-R2C1 RBTBCC E01-R3C1 RBTB K 3 E01-R4C1 RBTB E01-R5C1 RBTBCC E01-R6C1 RBTB K 3 E01-R7C1 RBTBCC E01-R8C1 RBTBCC K 4 E01-R9C1 RBTBCC E01-R10C1 RBTBCC K 6 E01-R11C1 RBTBCC E01-R12C1 RBTBCC K 6 2 E01-R13C2 RBTBCC E01-R14C2 RBTBCC E01-R15C2 RBTBCC E01-R16C2 RBTBCC E01-R17C2 RBTBCC K 3 E01-R18C2 RBTBCC E01-R19C2 RBTBCC K 4 3 E01-R20C3 RBTBCC E01-R21C3 RBTBCC E01-R22C3 RBTBCC E01-R23C3 RBTBCC K 4 E01-R24C3 RBTBCC E01-R25C3 RBTBCC E01-R26C3 RBTBCC K 7 E01-R27C3 RBTBCC E01-R28C3 RBTBCC K 8

83 4 E01-R29C4 RBTBCC E01-R30C4 RBTBCC E01-R31C4 RBTBCC E01-R32C4 RBTBCC K 6 E01-R33C4 RBTBCC E01-R34C4 RBTBCC E01-R35C4 RBTBCC E01-R36C4 RBTBCC K 9 CIRCUITO NO. REGISTRO CUADRO DE DISPOSITIVOS EN BAJA TENSION TRANSFORMADOR E04 TIPO DE REGISTRO NO. DE VIAS ZAG 3/0 ZAG 1/0 SISTEMA DE TIERRAS ACOMETIDAS 1 E04-R1C1 RBTBCC E04-R2C1 RBTBCC E04-R3C1 RBTBCC K 4 E04-R4C1 RBTBCC E04-R5C1 RBTBCC K 4 E04-R6C1 RBTBCC E04-R7C1 RBTBCC E04-R8C1 RBTBCC K 0 E04-R9C1 RBTBCC E04-R10C1 RBTBCC E04-R11C1 RBTBCC K 3 E04-R12C1 RBTBCC E04-R13C1 RBTBCC K 5 E04-R14C1 RBTBCC E04-R15C1 RBTBCC K 7 2 E04-R16C2 RBTBCC E04-R17C2 RBTBCC E04-R18C2 RBTBCC E04-R19C2 RBTBCC E04-R20C2 RBTBCC E04-R21C2 RBTBCC K 7 3 E04-R22C3 RBTBCC E04-R23C3 RBTBCC E04-R24C3 RBTBCC E04-R25C3 RBTBCC K 5 E04-R26C3 RBTB E04-R27C3 RBTBCC E04-R28C3 RBTBCC K 0 83

84 CIRCUITO NO. REGISTRO CUADRO DE DISPOSITIVOS EN BAJA TENSION TRANSFORMADOR E05 TIPO DE REGISTRO NO. DE VIAS ZAG 3/0 ZAG 1/0 SISTEMA DE TIERRAS ACOMETIDAS 1 E05-R1C1 RBTBCC E05-R2C1 RBTBCC E05-R3C1 RBTBCC K 5 E05-R4C1 RBTB E05-R5C1 RBTBCC E05-R6C1 RBTBCC K 5 E05-R7C1 RBTBCC E05-R8C1 RBTBCC E05-R9C1 RBTBCC E05-R10C1 RBTBCC E05-R11C1 RBTBCC K 3 E05-R12C1 RBTBCC E05-R13C1 RBTBCC K 5 E05-R14C1 RBTBCC K 3 2 E05-R15C2 RBTB E05-R16C2 RBTBCC E05-R17C2 RBTBCC E05-R18C2 RBTBCC E05-R19C2 RBTBCC E05-R20C2 RBTBCC E05-R21C2 RBTBCC K 5 E05-R22C2 RBTBCC E05-R23C2 RBTBCC E05-R24C2 RBTBCC K 5 3 E05-R25C3 RBTBCC E05-R26C3 RBTBCC K 1 E05-R27C3 RBTBCC E05-R28C3 RBTBCC K 1 CIRCUITO NO. REGISTRO CUADRO DE DISPOSITIVOS EN BAJA TENSION TRANSFORMADOR E06 TIPO DE REGISTRO NO. DE VIAS ZAG 3/0 ZAG 1/0 84 SISTEMA DE TIERRAS ACOMETIDAS 1 E06-R1C1 RBTBCC E06-R2C1 RBTB E06-R3C1 RBTBCC E06-R4C1 RBTBCC K 7 E06-R5C1 RBTBCC E06-R6C1 RBTBCC K 7

85 E06-R7C1 RBTB E06-R8C1 RBTBCC E06-R9C1 RBTBCC E06-R10C1 RBTBCC E06-R11C1 RBTBCC E06-R12C1 RBTBCC K 2 E06-R13C1 RBTBCC E06-R14C1 RBTBCC K 6 2 E06-R15C2 RBTBCC E06-R16C2 RBTBCC E06-R17C2 RBTBCC K 8 E06-R18C2 RBTBCC E06-R19C2 RBTBCC E06-R20C2 RBTB K 4 E06-R21C2 RBTBCC E06-R22C2 RBTBCC E06-R23C2 RBTBCC E06-R24C2 RBTBCC E06-R25C2 RBTBCC K 6 E06-R26C2 RBTBCC E06-R27C2 RBTBCC K 5 E06-R28C2 RBTB K 8 3 E06-R29C3 RBTBCC E06-R30C3 RBTBCC E06-R31C3 RBTBCC K 6 E06-R32C3 RBTBCC E06-R33C3 RBTBCC E06-R34C3 RBTBCC K 6 E06-R35C3 RBTBCC E06-R36C3 RBTBCC K 2 E06-R37C4 RBTB K 7 E06-R38C3 RBTBCC E06-R39C3 RBTBCC E06-R40C3 RBTBCC K 0 E06-R41C3 RBTBCC K 4 E06-R42C3 RBTBCC E06-R43C3 RBTBCC E06-R44C3 RBTBCC K 3 E06-R45C3 RBTBCC E06-R46C3 RBTBCC K 6 E06-R47C3 RBTBCC K 2 85

86 CIRCUITO NO. REGISTRO CUADRO DE DISPOSITIVOS EN BAJA TENSION TRANSFORMADOR E07 TIPO DE REGISTRO NO. DE VIAS ZAG 3/0 ZAG 1/0 SISTEMA DE TIERRAS ACOMETIDAS 1 E07-R1C1 RBTBCC E07-R2C1 RBTBCC E07-R3C1 RBTBCC E07-R4C1 RBTBCC K 3 E07-R5C1 RBTBCC E07-R6C1 RBTBCC E07-R7C1 RBTB K 4 2 E07-R8C2 RBTBCC E07-R9C2 RBTBCC K 3 E07-R10C2 RBTBCC E07-R11C2 RBTBCC K 7 E07-R12C2 RBTBCC E07-R13C2 RBTBCC K 5 E07-R14C2 RBTBCC E07-R15C2 RBTBCC E07-R16C2 RBTBCC E07-R17C2 RBTBCC E07-R18C2 RBTB K 5 E07-R19C2 RBTBCC E07-R20C2 RBTBCC K 4 E07-R21C2 RBTBCC K 4 E07-R22C2 RBTBCC E07-R23C2 RBTBCC E07-R24C2 RBTBCC E07-R25C2 RBTBCC K 6 E07-R26C2 RBTB E07-R27C3 RBTBCC E07-R28C3 RBTBCC E07-R29C3 RBTBCC K 7 E07-R30C3 RBTB E07-R31C3 RBTBCC E07-R32C3 RBTBCC K 2 86

87 CIRCUITO NO. REGISTRO CUADRO DE DISPOSITIVOS EN BAJA TENSION TRANSFORMADOR E09 TIPO DE REGISTRO NO. DE VIAS ZAG 3/0 ZAG 1/0 SISTEMA DE TIERRAS ACOMETIDAS 1 E09-R1C1 RBTBCC E09-R2C1 RBTBCC K 5 E09-R3C1 RBTBCC E09-R4C1 RBTBCC K 3 E09-R5C1 RBTBCC E09-R6C1 RBTBCC E09-R7C1 RBTBCC E09-R8C1 RBTBCC K 2 2 E09-R9C2 RBTBCC E09-R10C2 RBTB E09-R11C2 RBTBCC E09-R12C2 RBTBCC E09-R13C2 RBTBCC K 8 E09-R14C2 RBTBCC E09-R15C2 RBTB E09-R16C2 RBTBCC E09-R17C2 RBTBCC E09-R18C2 RBTBCC E09-R19C2 RBTBCC K 5 3 E09-R20C3 RBTB E09-R21C3 RBTBCC E09-R22C3 RBTBCC K 5 E09-R23C3 RBTBCC E09-R24C3 RBTB E09-R25C3 RBTB E09-R26C3 RBTBCC E09-R27C3 RBTBCC K 3 E09-R28C3 RBTBCC E09-R29C3 RBTBCC E09-R30C3 RBTBCC K 7 E09-R31C3 RBTBCC E09-R32C3 RBTBCC K 5 E09-R33C3 RBTBCC E09-R34C3 RBTBCC K 7 E09-R35C3 RBTBCC E09-R36C3 RBTBCC K 5 87

88 CIRCUITO NO. REGISTRO CUADRO DE DISPOSITIVOS EN BAJA TENSION TRANSFORMADOR E11 TIPO DE REGISTRO NO. DE VIAS ZAG 3/0 ZAG 1/0 88 SISTEMA DE TIERRAS ACOMETIDAS 1 E11-R1C1 RBTBCC E11-R2C1 RBTBCC E11-R3C1 RBTBCC E11-R4C1 RBTBCC K 3 E11-R5C1 RBTBCC E11-R6C1 RBTBCC E11-R7C1 RBTBCC E11-R8C1 RBTBCC K 1 E11-R9C1 RBTBCC E11-R10C1 RBTBCC K 8 E11-R11C1 RBTB E11-R12C1 RBTBCC E11-R13C1 RBTBCC E11-R14C2 RBTBCC E11-R15C2 RBTBCC E11-R16C2 RBTBCC E11-R17C2 RBTBCC K 5 E11-R18C2 RBTBCC E11-R19C2 RBTBCC K 4 E11-R20C2 RBTBCC K 4 E11-R21C2 RBTBCC E11-R22C2 RBTB E11-R23C2 RBTBCC E11-R24C2 RBTBCC E11-R25C2 RBTBCC K 2 E11-R26C2 RBTBCC E11-R27C2 RBTBCC E11-R28C2 RBTBCC E11-R29C2 RBTBCC E11-R30C2 RBTBCC E11-R31C2 RBTBCC K 5 E11-R32C2 RBTBCC E11-R33C2 RBTBCC K 3 E11-R34C2 RBTBCC E11-R35C2 RBTBCC K 4 3 E11-R36C3 RBTBCC E11-R37C3 RBTB E11-R38C3 RBTBCC E11-R39C3 RBTBCC E11-R40C3 RBTB E11-R41C3 RBTBCC

89 E11-R42C3 RBTBCC E11-R43C3 RBTBCC K 4 E11-R44C3 RBTBCC E11-R45C3 RBTB K 4 E11-R46C3 RBTBCC E11-R47C3 RBTBCC K 5 E11-R48C3 RBTBCC E11-R49C3 RBTBCC K 7 E11-R50C3 RBTB K 3 4 E11-R51C4 RBTB E11-R52C4 RBTBCC E11-R53C4 RBTBCC E11-R54C4 RBTBCC E11-R55C4 RBTBCC E11-R56C4 RBTBCC E11-R57C4 RBTBCC K 7 E11-R58C4 RBTBCC E11-R59C4 RBTBCC E11-R60C4 RBTBCC K 9 E11-R61C4 RBTBCC E11-R62C4 RBTBCC K 6 E11-R63C4 RBTBCC E11-R64C6 RBTBCC E11-R65C4 RBTBCC E11-R66C4 RBTBCC K 5 E11-R67C4 RBTBCC E11-R68C4 RBTBCC K 7 E11-R69C4 RBTBCC E11-R70C4 RBTBCC K 7 CIRCUITO NO. REGISTRO CUADRO DE DISPOSITIVOS EN BAJA TENSION TRANSFORMADOR E14 TIPO DE REGISTRO NO. DE VIAS ZAG 3/0 ZAG 1/0 89 SISTEMA DE TIERRAS ACOMETIDAS 1 E14-R1C1 RBTBCC E14-R2C1 RBTBCC E14-R3C1 RBTBCC K 8 E14-R4C1 RBTBCC E14-R5C1 RBTBCC K 4 E14-R6C1 RBTBCC E14-R7C1 RBTBCC E14-R8C1 RBTBCC K 8 E14-R9C1 RBTBCC

90 E14-R10C1 RBTBCC K 8 E14-R11C1 RBTBCC E14-R12C1 RBTBCC E14-R13C1 RBTB E14-R14C1 RBTBCC E14-R15C1 RBTBCC K 8 E14-R16C1 RBTBCC E14-R17C1 RBTBCC K 7 2 E14-R18C2 RBTBCC E14-R19C2 RBTBCC E14-R20C2 RBTBCC K 7 E14-R21C2 RBTBCC E14-R22C2 RBTBC K 6 3 E14-R23C3 RBTBCC E14-R24C3 RBTBCC K 3 E14-R25C3 RBTBCC E14-R26C3 RBTBCC E14-R27C3 RBTBCC E14-R28C3 RBTBCC E14-R29C3 RBTBCC E14-R30C3 RBTBCC K 7 E14-R31C3 RBTBCC E14-R32C3 RBTBCC K 6 E14-R33C3 RBTBCC E14-R34C3 RBTBCC E14-R35C3 RBTBCC K 5 E14-R36C3 RBTBCC E14-R37C3 RBTBCC K 5 4 E14-R38C4 RBTBCC E14-R39C4 RBTBCC K 7 E14-R40C4 RBTBCC E14-R41C4 RBTBCC K 8 E14-R42C4 RBTBCC E14-R43C4 RBTBCC E14-R44C4 RBTBCC K 4 E14-R45C4 RBTBCC E14-R46C4 RBTB E14-R47C4 RBTBCC E14-R48C4 RBTBCC K 8 E14-R49C4 RBTBCC E14-R50C4 RBTBCC K 5 E14-R51C4 RBTBCC E14-R52C4 RBTBCC E14-R53C4 RBTBCC K 8 E14-R54C4 RBTB K 2 90

91 5.3 CALCULOS BASICOS Cálculo de regulación. Antes de comenzar con los cálculos, es importante conocer el término de regulación de voltaje: La regulación de voltaje es el máximo valor (usualmente en %) de variación que una carga puede soportar en la alimentación de voltaje, para unas condiciones previamente establecidas. Para el calculo de regulación de tensión de la red primaria utilizaremos los datos correspondientes para los conductores utilizados, que en este caso son cable de AL XLP 500 kcm y 3/0 AWG (85.0 mm 2 ). Los datos utilizados fueron obtenidos por las tablas que proporciona el fabricante. Primeramente calcularemos la caída de voltaje unitaria, para lo cual utilizaremos los siguientes criterios: AL XLP 500 KCM y 3/0 AWG: - Diagrama y disposición de los conductores. a A B C b c Distancia media geométrica CARACTERÍSTICAS DEL CONDUCTOR. AL XLP 500 KCM y 3/0 AWG: a) Voltaje de operación /7620 V. b) Tipo.- AL XLP 500 KCM y 3/0 AWG. c) Factor de potencia (-). d) Resistencia CA del conductor (3/0 AWG) = Ω/km. e) Reactancia inductiva = X = Xa + Xd. 91

92 Xa = Ω/km. = Ω/100 m. Xd = log DMG. Xd = log (0.5208) Xd = Ω/milla = Ω/100 m. X = X = Ω/100 m. Formula: Para calcular la regulación de voltaje en baja tensión necesitamos conocer también la DMG así como las características del conductor que se va a utilizar, y se realiza de la misma manera: - Diagrama y disposición de los conductores. a A B C b c Distancia media geométrica CARACTERÍSTICAS DEL CONDUCTOR. DS-XLP-AL. Cal. 3x3/0 + 1x1/0 AWG. 92

93 f) Voltaje de operación.- 220/127 V. g) Tipo.- DS-LXP-AL Cal. 3x3/0 + 1x1/0 AWG. h) Factor de potencia (-). i) Resistencia CA del conductor = Ω/km. j) Reactancia inductiva = X = Xa + Xd Donde: R = Ω/100 m. Xa = Ω/100 m. Xd = log DMG. Xd = log (0.6241) Xd = Ω/milla = Ω/100 m. Formula: X = X = Ω/100 m. 93

94 5.4 CALCULOS BASICOS EN MEDIA TENSIÓN. 94

95 5.5 CALCULOS BASICOS EN BAJA TENSIÓN, POR TRANSFORMADOR. En las siguientes tablas se muestra el calculo de regulacion del circuito mas critico en cuanto a longitud y carga conectada de cada uno de los transformadores. 95

96 96

97 97

98 98

99 99

100 100

101 101

102 102