DiseñodeSubestaciones de distribucion cfe

ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION

JUNIO DE 1999

COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD SUBDIRECCIÓN DE DISTRIBUCION SUBGERENCIA DE DISTRIBUCION

COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD

HOJA 2 DE 56

SUBDIRECCIÓN DE DISTRIBUCION


1. OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN. 2. NORMAS QUE SE APLICAN. 3. BASES DE PROYECTO. 3.1 OBJETIVO. 4. ESTUDIOS PRELIMINARES. 4.1 Topográficos. 4.2 Mecánica de suelos 4.3 Estudios de resistividad del terreno. 5. TERRACERÍAS. 5.1 Desmonte 5.2 Despalme 5.3 Cortes 5.4 Tratamiento de la superficie de desplante 5.5 Terraplenes. 6. CIMENTACIONES. 6.1 Definiciones de la capacidad de carga. 6.2 Capacidad última de carga de una cimentación corrida para cimentaciones superficiales. 6.3 Cimentaciones superficiales. 6.4 Cimentaciones profundas. 6.5 Cimentaciones en suelos corrosivos. 6.6 Acero de refuerzo. 6.7 Concretos. 7. BARDAS. 7.1 Tipos de bardas. 7.2 Cercas. 8. LOCALIZACION DE BASES. 8.1 Generalidades. 8.2 Distribución del área. 8.2.1 Ubicación de la acometida de la línea y/o líneas de A.T. (aérea o subterráneas). 8.2.2 Ubicación del área de alta tensión. 8.2.3 Ubicación del área de transformación. 8.2.4 Ubicación del área de media tensión, incluye el banco de capacitores. 8.2.5 Salida de los circuitos de media tensión (aérea y/o subterráneas). 8.2.6 Ubicación de la caseta de control. 8.2.7 Ubicación de torre para la antena de radiocomunicación (arriostrada y/o autosoportada). 8.2.8 Ubicación de los accesos, áreas de circulación vehicular y áreas de maniobras. 8.2.9 Ubicación de la barda y letrero de identificación de la subestación. 8.3 EJES DE REFERENCIA. 9. CASETA DE CONTROL. 9.1 Generalidades. 9.2 Dimensionamiento. 9.3 Tipos. 9.3.1 Caseta convencional. 9.3.2 Caseta de Elementos prefabricados ligeros. 9.3.2.1 Caseta con Panel Aislado en base a laminas y espuma de poliuretano rígido. 9.3.2.2 Caseta con panel de alambre electrosoldado de acero en forma tridimensional. 9.4 PLANOS DE DISEÑO. 9.4.1 Arquitectónico. 9.4.2 Cimentación. 9.4.3 Estructural. 9.4.4 Instalación eléctrica. 9.4.5 Herrería. 9.4.6 Blindaje.

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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION 9.4.7 Soportería (charolas). 9.4.8 Acabados. 9.5 Impermeabilización 10. RED DE TIERRAS. 10.1 Funciones de la red de tierras. 10.2 Políticas de seguridad. 10.3 Materiales a utilizar. 10.3.1 Cables. 10.3.2 Electrodos de tierra. 10.3.2.1 Normales. 10.3.2.2 Mejorados. 10.3.2.3 En terreno rocoso. 10.3.3 Conectores. 10.4 Conexiones de la red al equipo. 10.4.1 Interruptores de potencia. 10.4.2 Cuchillas de operación manual en grupo. 10.4.3 Transformadores de potencia. 10.4.4 Estructuras metálicas. 10.4.5 Apartarrayos. 10.5 Planos de la red de tierras. 10.5.1 Planta. 10.5.2 Elevaciones. 10.5.3 Detalles. 11. TRINCHERAS, DUCTOS Y REGISTROS. 11.1 Trincheras. 11.1.1 Trinchera tipo ramal o de circuito (T-1). 11.1.2 Trinchera tipo troncal (T-2). 11.2 Ductos. 11.2.1 Conexiones a equipos. 11.3 Registros. 11.3.1 Registros para cables de control, protección y medición. 11.3.2 Registros recolectores de aguas pluviales. 11.3.3 Registro para red de tierras. 11.3.4 Registros de alumbrado. 11.3.5 Registro para cable de potencia. 11.4 Diseño (Civil). 11.4.1 Localización. 11.4.2 Detalles. 12. ARREGLOS FISICOS PARA AREAS NORMALES Y DE CONTAMINACION. 12.1 Concepto operativo. 12.1.1 Distancias de fase a tierra. 12.1.2 Distancias de fase a fase. 12.1.3 Distancias de aislamiento. 12.1.4 Distancias en zonas de circulación y trabajo. 12.1.5 Alimentadores en alta tensión y bancos de capacitores en alta tensión. 12.2 Concepto de mantenibilidad. 12.2.1 Para alimentadores de alta tensión y transformadores de potencia. 12.2.2 Alimentadores en media tensión. 12.3 Planeación. 12.3.1 Para alimentadores en alta tensión y banco de transformación. 12.3.2 Para alimentadores en baja tensión y caseta de control. 12.4 Distancias de seguridad. 12.4.1 Zona de circulación del personal. 12.4.2 Zona de circulación de vehículos.

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HOJA 4 DE 56


ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION 12.4.3 Zonas de trabajo. 12.4.4 Blindaje. 12.5 Protección ambiental. 12.5.1 Leyes y reglamentos a cumplir. 12.5.2 Normas oficiales mexicanas a cumplir. 12.6 Materiales a utilizar. 12.6.1 Materiales para estructuras de montaje de equipos y buses. 12.6.2 Materiales para conectores, buses y herrajes. 13. ALUMBRADO. 13.1 Niveles de iluminación. 13.2 Métodos de calculo. 13.2.1 Método de volumen o flujo luminoso. 13.2.1.1 Método de cavidad zonal. 13.2.2 Método de punto por punto. 13.2.3 Método de lúmenes promedio para calculo de proyectores. 13.3 Alumbrado exterior. 13.4 Alumbrado interior (caseta de control). 14. ESTRUCTURAS. 14.1 Políticas de uso. 14.1.1 Estructuras Metálicas. 14.1.2 Estructuras de concreto diseño prefabricado. 14.1.3 Estructuras metálicas tipo "A". 15. SISTEMAS CONTRA INCENDIO. 16. DRENAJES PLUVIALES. 16.1 Sistema de funcionamiento. 16.1.1 Sistemas por gravedad. 16.1.2 Sistemas por elevación. 16.2 Métodos de instalación. 16.2.1 A cielo abierto. 16.2.2 Obras subterráneas. 17. PISOS. 17.1 Gravilla triturada ¾” de diámetro. 17.2 Gravilla triturada ¼” de diámetro. 17.3 Concreto hidráulico reforzado 17.4 Carpeta de concreto asfáltico 17.5 Acabados finales. 17.5.1 Rústicos. 17.5.2 Finos. 18. CRITERIOS GENERALES DE DISEÑO ELÉCTRICO. 18.1 Diagrama unifilar de protección, control y medición. 18.2 Servicios propios. 18.3 Disposición de equipo. 18.4 Isométrico con cargas. 18.5 Arreglo de la caseta de control y/ó relevadores. 18.6 Planos de diseño e instructivos de equipo. 19. INGENIERÍA DE DETALLE. 19.1 Ingeniería de detalle en el diseño electromecánico. 19.2 Ingeniería de detalle en el diseño civil.

1.

OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN.

Esta especificación tiene por objeto dar los lineamientos mínimos que deben cumplir los proyectos de Subestaciones de Distribución..

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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION Es aplicable al diseño de subestaciones de distribución con tensiones de 138 kV o menores, para obras nuevas o ampliaciones. Para el diseño de estas obras se deben cumplir con las recomendaciones indicadas en especificaciones técnicas de la sección 8, volumen 1 de las bases de licitación y en las Normas y Especificaciones siguientes:

2.

NORMAS QUE SE APLICAN.

A.S.T.M.-. 33

SPECIFICATION FOR CONCRETE AGGREGATES.

A.S.T.M.-. A-36

STANDARD SPECIFICATION FOR CARBON STRUCTURAL STEEL

A.S.T.M.-. A-123

STANDARD SPECIFICATION FOR

ZINC COATINGS ON IRON AND

STEEL A.S.T.M.-. A-153

STANDARD SPECIFICATION FOR ZINC COATING HARDWARE.

ON IRON AND STEEL

A.S.T.M.- A – 185

SPECIFICATION FOR STEEL WELDED CONCRETE REINFORCEMENT.

FABRIC, PLANE, FOR

A.S.T.M.-. A-307

STANDARD SPECIFICATION FOR CARBON STEEL BOLTS AND STUDS

A.S.T.M.-. A-615

STANDARD SPECIFICATION FOR DEFORMED PLAIN BILLET STEEL BARS FOR CONCRET REINFORCEMENT.

A.S.T.M.-. A-616

STANDARD SPECIFICATION FOR RAIL-STEEL DEFORMED AND PLAINS BARS FOR CONCRET REINFORCEMENT.

A.S.T.M.-. A-617

STANDARD SPECIFICATION FOR AXLE-STEEL DEFORMED AND PLAINS BARS FOR CONCRET REINFORCEMENT.

A.S.T.M.-.C-150

WIRE

SPECIFICATION FOR PORTLAND CEMENT

A.S.T.M.-.C-595

STANDARD SPECIFICATION FOR BLENDED HYDRAULIC CEMENTS.

A.C.I.-. 318

REGLAMENTO DE LAS CONSTRUCCIONES DE CONCRETO REFORZADO.

A.C.I.-. 614

PRACTICA RECOMENDABLE PARA LA MEDICION, TRANSPORTE Y COLOCACION DEL CONCRETO.

N.O.M.-. B-6

VARILLAS CORRUGADAS Y LISAS DE ACERO PROCEDENTES DE LINGOTE O PALANQUILLA PARA REFUERZO DE CONCRETO.

N.O.M.-. C-1

MÉTODOS DE ANÁLISIS QUÍMICO PARA DETERMINAR LA COMPOSICIÓN DE ACEROS Y FUNDICIONES.

N.O.M.-. J-151

PRODUCTOS DE HIERRO Y ACERO GALVANIZADOS POR INMERSIÓN EN CALIENTE.

MEZLCADO,


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION N.O.M.-. 041-ecol

LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES DE EMISION DE GASES CONTAMINANTES PROVENIENTES DEL ESCAPE DE LOS VEHICULOS AUTOMOTORES EN CIRCULACION QUE USAN FASOLINA COMO COMUSTIBLE.

N.O.M.-. 059-ecol

ESPECIES DE FLORA Y FAUNA EN PELIGRO DE EXTINCIÓN, AMENAZADAS Y SUJETAS A PROTECCIÓN ESPECIAL, 1994.

N.O.M.-. 080-ecol

LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES DE EMISION DE RUIDOS CONTAMINANTES PROVENIENTES DEL ESCAPE DE LOS VEHICULOS AUTOMOTORES EN CIRCULACION QUE USAN FASOLINA COMO COMUSTIBLE.

C.F.E. C0000-13

CARACTERISTICAS CONSTRUCTIVAS DE LOS EDIFICIOS PRINCIPALES

C.F.E. D8500-01

GUÍA PARA LA SELECCIÓN Y APLICACIÓN DE RECUBRIMIENTO ANTICORROSIVO.

C.F.E. L0000-06

COORDINACIÓN DE AISLAMIENTO.

C.F.E. 00J00-01

RECOMENDACIONES PARA EL CALCULO PRELIMINAR DE REDES DE TIERRA EN PLANTAS Y SUBESTACIONES ELÉCTRICAS

C.F.E . 00200-02

DIAGRAMAS UNIFILARES DE ARREGLOS PARA SUBESTACIONES.

C.F.E. 56100-16

ELECTRODOS DE TIERRA.

C.F.E. 56100-37

ELECTRODO ACS EMPALME 15.9.

NORMA IEEE 80-86

GUIDE FOR SAFETY IN AC SUBSTATION GROUNDING.

GUÍA CFE-H1000-41

PREVENCION, CONTROL Y EXTINCION DE INCENDIOS EN SUBESTACIONES ELECTRICAS DE DISTRIBUCION.

NORMAS C.F.E.

NORMAS DE DISTRIBUCION, DE CONSTRUCCION LINEAS SUBTERRANEAS.

3.

BASES DE PROYECTO.

Documento que integra las características principales de diseño, considerando los aspectos operativos y de mantenimiento 3.1

Objetivo.

Proporcionar la información básica para el diseño de una Subestación de Distribución y servir principalmente para la selección de los elementos necesarios, así como para la definición del mejor arreglo que deben tener, pensando en su comportamiento y posible automatización considerando como aspectos fundamentales los diferentes arreglos de barras, distancias entre partes vivas y a tierra, distancias de seguridad, selección y aplicación de los equipos principales como: transformadores de potencia, interruptores, transformadores de instrumento, cuchillas desconectadoras, apartarrayos, tableros, etc. Asimismo debe proporcionar la información básica sobre: clima, altitud, contaminación, efecto sísmico, vientos, nivel ceráunico, etc., que representan un factor en la determinación del arreglo físico y tamaño de la subestación.


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION 4.

ESTUDIOS PRELIMINARES.

Como su nombre lo indica, estos deben ser ejecutados en campo previo a la elaboración de todo proyecto para subestaciones de Distribución, considerándose de suma importancia los siguientes estudios:

4.1

Topográficos.

Tienen por objeto mostrar la configuración de la superficie del predio por medio de la localización de linderos, cálculos de área y volúmenes con base a datos obtenidos en campo mediante perfiles y planos, siendo estos:

a) Levantamiento topográfico. Su escala será variable y debe contener como mínimo: • • • •

Polígono del predio. Cuadro de construcción (rumbos, distancias, ángulos, proyecciones y superficies.) Indicación del norte. Localización general.

b) Nivelación (curvas de nivel). Su escala será variable y debe contener: • Cuadrícula @ 10 m y con lecturas de curvas de nivel @ 50 cm como mínimo. Haciendo la observación que todas las cotas o elevaciones obtenidas en campo deben estar referenciadas a un banco de nivel existente (INEGI). c). Secciones Transversales. Vertical Horizontal

1:10 y 1:100

Se deben dibujar a cada 5, 10, 20 m, o distancias menores según lo accidentado del terreno.

4.2

Mecánica de suelos.

Los estudios geotécnicos tienen como objetivo conocer las características del subsuelo en donde se pretende construir la Subestación. Para ello, es necesario realizar trabajos de campo y laboratorio que permitan conocer y evaluar sus características generales, tanto físicas como mecánicas que presenten los diferentes estratos que componen el subsuelo, donde se apoyará la cimentación de estructuras, debiendo estos contener:

a) Características generales. Para la exploración de los materiales que forman los diferentes estratos, se realizan sondeos exploratorios mediante la perforación con equipo de penetración estándar, perforando hasta 5.00 m de profundidad, excepto en terrenos rocosos y/o pantanosos (para estos casos, deben hacerse los estudios correspondientes), obteniéndose un muestreo del suelo mediante los métodos de:


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION Muestras inalteradas y Muestras alteradas. Muestras inalteradas: Se preserva, en la medida de lo posible, la estructura y el contenido de humedad para que representen realmente las condiciones de campo; estas muestras son necesarias para pruebas de resistencia al corte, consolidación y permeabilidad; por lo general, se obtienen con un método adecuado para extraer núcleos. Muestras alteradas: Deben recolectarse a medida que se procede a la perforación, intentando en lo posible preservar el contenido de la humedad in situ; estas muestras se usan para la identificación del suelo y para pruebas de clasificación y calidad, se recolectan en recipientes de vidrio o plástico y se sellan; también se pueden usar latas o bolsas de plástico. Estas muestras deben ser protegidas cuidadosamente para evitar daños y pérdidas de humedad durante su traslado al laboratorio para su análisis, los cuales determinarán las propiedades físicas y mecánicas de resistencia y compresibilidad. b) Condiciones estratigráficas. De las observaciones de campo y análisis de laboratorio, se determinan los perfiles estratigráficos y sus propiedades, como son: • • • • • • •

Clasificación manual y visual de los materiales. Clasificación del tipo de suelo según Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (S.U.C.S.) (Anexo 4.1) Contenido de humedad natural. Límites de consistencia. Peso volumétrico. Resistencia a la penetración estándar. Propiedades físicas y mecánicas de resistencia.

Los valores obtenidos sirven para conocer con precisión la composición del subsuelo y sus características de comportamiento para fines de proyecto. Debiendo realizar como mínimo cuatro sondeos en el predio para una Subestación. c) Condiciones hidráulicas. Determinan la localización del nivel freatico (en caso de existir) donde se efectúan los sondeos. d) Análisis de cimentación. Con base en los resultados obtenidos de los sondeos exploratorios, se determina el tipo de cimentación que resulte más adecuada para las estructuras (metálicas o de concreto), equipo primario, caseta de control, etc.; resolviéndose estos mediante zapatas aisladas, corridas y losa de cimentación que se desplanten en los estratos de mayor capacidad cortante y/o a la compresión, con el objeto de evitar asentamientos diferenciales que pudieran dañar los diferentes tipos de estructuras.

Obteniéndose además, datos tan importantes para el diseño de Subestaciones como: • • •

Profundidad de desplante (Df), en metros. Ancho de zapata (B), en metros. Capacidad de carga (qu), en ton/m2.


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e) Conclusiones y recomendaciones. Los estudios geotécnicos nos indican la formación por estratos de materiales de los suelos en estudio y la profundidad para desplantar las estructuras, obteniendo así, un proyecto adecuado y una construcción confiable.

4.3

Estudios de resistividad del terreno.

Se deben realizar mediciones de resistividad de terreno en el sitio donde el sistema de tierras deber ser localizado, siendo esto la base para diseñar la red de tierras de la subestación (ver capitulo 10 de estas especificaciones). Las mediciones de resistividad se llevan a cabo, dividiendo el terreno en rectángulos, de tal forma que se obtengan mediciones en forma diagonal a cada uno de los rectángulos definidos, con la finalidad de obtener el valor de resistividad necesario para realizar los cálculos de red de tierras. El procedimiento para la obtención de la resistividad de terreno debe estar de acuerdo a al especificación CFE 00J00-01 “Recomendaciones para el calculo preliminar de redes de tierra en plantas y subestaciones eléctricas” y a la norma IEEE-80 La tabla desarrollada por Rüdenberg, indica los valores de resistividad representativos para diferentes tipo de terrenos, la cual se muestra a continuación:

Tabla 4.1 Resistividad de tierras Tipo de tierra Terreno orgánico mojado Terreno húmedo Terreno seco Cama de piedra

5.

Resistividad del terreno Ω-m 10 Ω m 102 Ω m 103 Ω m 104 Ω m

TERRACERÍAS.

Esta etapa de proyecto se relaciona con los movimientos de tierra, por lo que un factor importante es definir una adecuada localización del predio en donde se pretenda proyectar y construir la Subestación, para lo cual, se deben tomar en cuenta las siguientes consideraciones:


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION 5.1

Desmonte

Es la tala, desenraice, y limpia del terreno para su preparación, de acuerdo a lo indicado en los lineamientos para la elaboración del sistema de administración ambiental, aplicable a la etapa de construcción de subestaciones eléctricas. Para minimizar esta actividad no se debe seleccionar terrenos ubicados en zonas con vegetación de tipo selva o bosque.

5.2

Despalme

Son los cortes a cielo abierto en el terreno natural y eliminación de la vegetación existente en la obra, con objeto de evitar la presencia de material orgánico y piedras mayores de 3”.

5.3

Cortes

Son las excavaciones terracerias.

ejecutadas a cielo abierto en el terreno natural, con objeto de preparar las

Que la topografía del terreno sea en lo posible plana o de pendientes suaves con objeto de reducir los volúmenes de corte ó excavación a cielo abierto con su respectiva extracción y carga para cualquier tipo de material: • • •

5.4

Material tipo “A” (blando ó suelto). Material tipo “B” (conglomerados medianamente cementados y tepetates). Material tipo “C” (rocas).

Tratamiento de la superficie de desplante Estos trabajos consisten en escarificar el suelo ( con profundidad de 15 a 20 cms) de desplante humedeciéndolo e integrando un porciento de material inerte o aglutinantes recomendado por el laboratorio en los estudios geotécnicos, mezclando, tendiendo y compactando de 90% al 95% de la prueba Proctor

5.5

Terraplenes.

Que sobre la base de las secciones transversales de proyecto, previa revisión y cálculo del volumen producto de los cortes, sean en lo posible aproximados al volumen requerido en terraplenes; caso contrario se tiene que recurrir al acarreo de material de bancos de préstamo para obtener los niveles de proyecto fijados en la subrasante, por lo que previo a su acarreo, se debe verificar por parte del contratista, el cual es el responsable, de la calidad de los bancos, es decir, que dichos materiales cumplan con los requerimientos calidad. Los materiales adecuados para emplearse en terraplenes o como base pueden ser; materiales poco o nada cohesivos (arenas, gravas o mezclas de ellas); materiales cohesivos (tepetate, caliches, conglomerados, aglomerados, etc.); piedra triturada, grava cementada y en general, todo material que cumpla con las especificaciones fijadas. En la gráfica de composición granulométrica, el material se debe considerar dentro de la zona que quede alojada la mayor parte de su curva granulométrica. En caso de que ésta quede comprendida aproximadamente en partes iguales dentro de dos zonas, se debe clasificar en la zona superior.


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION Perfectamente deben emplearse materiales cuya curva granulométrica se localice en la zona 1 y 2, como se muestra en la gráfica (Anexo 5.1)

6.

CIMENTACIONES.

La cimentación de los equipos y estructuras para Subestaciones de Distribución, está destinada a soportar el peso de los mismos y constituye la interfase a través de la cual se transmiten las cargas al suelo ó roca subyacentes en forma homogénea. En el caso de cimientos para Subestaciones de Distribución, se recomiendan los de concreto reforzado. El comportamiento del cimiento depende de la naturaleza del suelo. Así, no se debe tener la idea que los suelos tienen una capacidad intrínseca de soporte; mas bien, el diseñador debe pensar en términos de la capacidad de carga de determinados arreglos de cimentación. En los requisitos básicos del proceso de diseño se debe considerar: • • • • • •

6.1

El asentamiento límite ú otros movimientos. Seguridad contra fallas al corte último. Servicio y durabilidad de los materiales. Costos de la construcción y mantenimiento futuro. Cargas estáticas y dinámicas del equipo. Cargas accidentales (Sismo, viento y nieve)

Definiciones de la capacidad de carga.

Capacidad última de carga (qu): Es el valor de la intensidad de la carga neta por la cual el suelo falla al corte. Intensidad de carga neta: Es el valor de la intensidad adicional de carga impuesta por la nueva estructura en la base del cimiento, incluyendo cualquier movimiento de tierra. Intensidad de carga bruta: Es la intensidad de carga en la base del cimiento debido a todas las cargas arriba de ese nivel. Valor de capacidad de carga: Es el valor de la intensidad de carga que se considera apropiado para un tipo particular de suelo con propósitos preliminares de diseño de acuerdo a la tabla sig.:

Tabla No. 6.1

Valores supuestos de capacidad de carga para rocas y suelos

Tipos de rocas o suelos Rocas Rocas ígneas duras o gneiss Roca caliza y arenisca duras

Valor supuesto de capacidad de carga (kN/m2) 10 000 4 000

Observaciones

Solamente rocas sanas no intemperizadas.


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION Exquisitos y pizarras Lutitas y lodolitas duras, areniscas blandas Lutitas y lodolitas blandas Tiza compacta; caliza blanda

Suelos sin cohesión Grava o arena/grava compacta › Grava o arena/grava media compacta Grava o arena/grava suelta Arena compacta Arena medianamente compacta Arena suelta Suelos cohesivos Arcillas boulder, arcilla dura Arcillas rígidas Arcillas firmes Arcillas y limos blandos Arcillas y limos muy blandos

3 000 2 000 600-1000 600

600

Las rocas de estratos delgados o muy fracturadas deben evaluarse después de la inspección

Siempre y cuando anchura B < 1m 200 – 600 y nivel de agua subterránea ‹ 200 < B por debajo de la base de › 300 cimentación 100 - 300 ‹ 100

300 - 600 150 - 300 75 - 150 ‹ 75 No aplicable

Este grupo es susceptible al asentamiento a largo plazo

Notas: a). Estos valores sirven solamente como guía para diseño preliminar. b). Se trata de valores gruesos, con tolerancia por empotramiento c). Donde B es el área de contacto de cimentación y terreno. Capacidad permisible de carga: Es la intensidad máxima permisible de carga neta en la base del cimiento, tomando en cuenta la capacidad de carga, la cantidad, el tipo de asentamiento esperado y la capacidad de la estructura para tomar este asentamiento. Para una cimentación específica en un suelo dado, es posible determinar un valor de la capacidad de carga última, que produce un valor de trabajo o de seguridad como sigue: Capacidad de carga de seguridad:

qs = qun + γDf F

El valor calculado de qun se basa en la variación neta del esfuerzo. La excavación de la sobrecarga hasta una profundidad de desplante Df, constituye una disminución del esfuerzo igual a γDf. Por consiguiente, el valor de la capacidad de carga de seguridad está constituido por el aumento permisible qun / F, más el esfuerzo de sobrecarga original γDf. También se debe tomar en cuenta la cantidad de asentamiento que se puede tolerar. La intensidad neta de carga necesaria para producir el asentamiento tolerable. El valor final de capacidad permisible de carga se toma como la menor de esas dos cifras. El procedimiento de diseño suele comenzar en forma conceptual, proponiéndose la forma y las dimensiones de la cimentación, quizás con la ayuda del valor supuesto de capacidad de carga. El siguiente paso consiste en evaluar las condiciones de carga y establecer la presión de contacto esperada. Con pruebas de laboratorio, se obtienen valores tanto de la resistencia al corte como de las características de asentamiento del suelo. Contando con esta información, el proyectista puede ya evaluar las capacidades de carga y compararlas con las presiones esperadas. El tamaño y profundidad del cimiento se ajustan entonces para llegar al diseño que tenga eficiencia tanto estructural como económica. 6.2

Capacidad última de carga de una cimentación corrida para cimentaciones superficiales.

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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION En los procedimientos analíticos de la mecánica de suelos, primero se idealiza el comportamiento de una cimentación real en forma de un modelo simplificado. Con ello, el modelo proporciona la base para el análisis matemático. La capacidad de carga se considera para una cimentación corrida infinitamente larga, colocada sobre la superficie de una capa de suelo de resistencia adecuada para la carga. Se supone que el suelo no tiene peso y que es uniforme en todos sus sentidos. Se propone una falla por cortante generalizado, suponiendo también una condición de equilibrio límite, aplicable al punto de falla. Tabla 6.2 Factores de capacidad de carga ( Ø › 0 ) Ø

Nc

Nq

Nγ

Ø

Nc

Nq

Ø

Nc

Nq

0 1 2 3 4

5.14 1.00 0.00 5.38 1.09 0.00 5.63 1.20 0.01 5.90 1.31 0.03 6.19 1.43 0.05

15 16 17 18 19

11.0 11.6 12.3 13.1 13.9

3.94 4.34 4.77 5.26 5.80

1.42 1.72 2.08 2.49 2.97

30 31 32 33 34

30.1 32.7 35.5 38.6 42.2

18.4 20.6 23.2 26.1 29.4

18.1 21.2 24.9 29.3 34.5

5 6 7 8 9

6.49 1.57 0.09 6.81 1.72 0.14 7.16 1.88 0.19 7.53 2.06 0.27 7.92 2.25 0.36

20 21 22 23 24

14.8 15.8 16.9 18.1 19.3

6.40 7.07 7.82 8.66 9.60

3.54 4.19 4.96 5.85 6.89

35 36 37 38 39

46.1 50.6 55.6 61.4 67.9

33.3 37.8 42.9 48.9 56.0

40.7 48.1 56.9 67.4 80.1

10 11 12 13 14

8.34 2.47 0.47 8.80 2.71 0.60 9.28 2.97 0.76 9.81 3.26 0.94 10.4 3.59 1.16

25 26 27 28 29

20.7 22.3 23.9 25.8 27.9

10.7 11.9 13.2 14.7 16.4

8.11 9.53 11.20 13.10 15.40

40 41 42 43 44

75.3 83.9 93.7 105 118 45 152 47 199 49 50

64.2 73.9 85.4 99 115 134 159 174 222 230 267

Valores de Nc de acuerdo con Prandtl Nq de acuerdo con Reissner Nγ de acuerdo con Hansen

6.3

Nγ

46 48

Nγ

95.5 114 137 165 199 135 241 294 187 359 442 266 548 319 682

Cimentaciones superficiales.

Llamadas también como “fundaciones repartidas”, que incluyen losas aisladas, cimentaciones corridas y de placa; definiéndolas así cuando la profundidad de apoyo es menor que la anchura. Lo cual es aceptable para la mayor parte de los casos de cimientos de zapatas y zapatas corridas, no así para placas anchas. Por lo tanto, se acostumbra limitar el término “superficial” a lo que indique menos de 3 m de profundidad. Las cimentaciones superficiales comúnmente son las más utilizadas en subestaciones de distribución. Independientemente del diseño estructural de la zapata de concreto, debemos tener en cuenta los siguientes tres (3) criterios de diseño:

a).-

Profundidad adecuada. Factor importante para cimientos expuestos a cargas horizontales o grandes momentos de volteo.

b).-

Asentamiento límite. La mayor parte del daño por asentamiento se puede clasificar como arquitectónico y estará confinado a los recubrimientos y acabados en bardas y caseta de control, a medida que se les imponen las cargas de diseño. Lineamientos acerca de valores límite:


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION arenas; asentamiento total máximo = 40 mm para zapatas aisladas. = 40-65 mm para losas. asentamiento diferencial máximo entre columnas adyacentes = 25 mm arcillas; asentamiento total máximo = 65 mm para zapatas aisladas. = 65-100 mm para losas. asentamiento diferencial máximo entre columnas adyacentes = 40 mm c).- Factor de seguridad contra fallas al cortante del suelo. En forma convencional, este factor debe ser por lo menos de 2.5 a 3.0 6.4

Cimentaciones profundas.

Este tipo de cimentaciones es para el caso de pilotes, aplicable cuando se tienen terrenos malos ó saturados de agua. A continuación se mencionan algunos problemas de cimentación los cuales se resuelven con el sistema de pilotes: Cuando la capa de suelo con la capacidad de carga adecuada esta situada a demasiada profundidad para el uso económico de cimentaciones convencionales. Cuando una o varias capas de suelo situadas justo debajo de una estructura son blandas o de mala compactación. Cuando una o varias capas de suelo situadas justo debajo de una estructura son de naturaleza que va de moderada a altamente variable. Desde el punto del diseño y la construcción, los pilotes se clasifican en dos tipos: a).

Pilotes hincados o de desplazamiento, que por lo general están preformados antes de ser hincados martillados en el terreno.

b). Pilotes de perforación o de reemplazo, que requieren contar con una perforación en la cual se forma el pilote, por lo general con concreto reforzado. 6.5

Cimentaciones en suelos corrosivos.

Algunos suelos tienen contenidos elevados de sulfuros y cloruros, convirtiéndolos en “suelos calientes” que pueden causar la corrosión de líneas subterráneas, o provocar el deterioro del concreto y el acero de refuerzo. A estos suelos se les llama CORROSIVOS. Por lo común se comprueba el pH de las muestras de suelo. Cuando el suelo es aproximadamente neutro (pH = 7), no suelen hacerse otros análisis. Si el pH es alto o bajo, lo que indica condiciones alcalinas o ácidas, se suelen efectuar análisis adicionales para determinar el contenido de sodio, cloruros y sulfatos de los suelos. Esto puede indicar una necesidad de protección especial para las estructuras de concreto o acero que se colocan sobre el terreno. Si los análisis de laboratorio o las pruebas de resistencia indican condiciones adversas, pueden necesitarse precauciones especiales para proteger el concreto y el acero de refuerzo. Se han preparado tablas, basadas en la experiencia, para indicar los porcentajes de compuestos químicos que pueden crear problemas.

Tabla 6.3 Porcentajes de SO3 conteniendo en Agua del terreno

Suelo Arcilloso

Gravedad

Recomendaciones

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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION 0 – 0.03

0 – 0.2

No hay problemas

No se necesita especiales

tomar

medidas

0.03 - 0,1

0.2 - 0,5

Algunos problemas, sobre todo en paredes delgadas de concreto.

Utilícese concreto de cemento Portland (tipo II), resistente a los sulfatos.

Más de 0.1

Más de 0.5

Problemas graves

Utilícese cemento de supersulfato o alto contenido de óxido de aluminio (tipo V)

Una solución común en los suelos de alto contenido de sulfatos o cloruros, consiste en utilizar cementos más resistentes, tales como el de tipo V, para que resistan la corrosión. Asimismo, el acero debe protegerse mediante cubiertas más gruesas de concreto, que deben tener un espesor mínimo de 10 cm (4″).

“Reglamento para las construcciones de concreto estructural ( ACI 318-95) y comentarios” Requisitos para condiciones de exposición especial

Tabla 6.4 Concreto de agregado de peso ; relación máxima agua/cemento

Condiciones de exposición

Concreto de agregado ligero f’c mínima kg/cm2 (Mpa) 280 (28)

Concreto que se pretenda tenga baja permeabilidad en exposición alagua

0.50

Concreto expuesto a congelación y deshielo en condición humeda o en descongelación por medio de químicos. Para proteger de la corrosión concretos reforzados expuestos a sales deshelantes, agua salobre, agua de mar o salpicaduras del mismo origen

0.45

315 (32)

0.40

350 (36)

Exposición sulfatos

Insignificante Moderada** Severa Muy severa

Tabla 6.5 Requisitos para concreto expuesto a soluciones que contienen sulfatos. de Sulfato (SO4) en Tipo de cemento Concreto de Concreto a Sulfato ligero. agregado de peso agregado acuosoluble (SO4) el agua, ppm normal. Relación Resistencia mínima en terreno % por a la compresión, f’c, máxima peso kg/cm² (MPa)* agua/cemento, por peso* 0.00-0.10 0-150 -------------------------------0.10-0.20 150-1500 II, IP(MS), IS(MS),P(MS) 0.50 280 (28) I(PM) (MS),I(SM) (MS) 0.20-2.00 1500-10000 V 0.45 315 (32) Más de 2.00

Más de 10000

V más puzolana†

0.45

315 (32)

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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION * Puede requerirse una relación agua/cemento baja o una resistencia más elevada para impermeabilidad o para protección contra corrosión de piezas ahogadas, o contra congelación y deshielo (Tabla anterior). ** Agua de mar. † Puzolana que se determinó mediante pruebas o por experiencia para mejorar la resistencia a los sulfatos cuando se emplea en concreto con cemento tipo V.

6.6

Acero de refuerzo.

Los tipos de acero que se recomiendan para el diseño de cimentaciones en subestaciones de distribución serán varillas de acero corrugado de alta resistencia fy-4200, que garantizan un límite elástico mínimo de 4200 kg/cm2 (428 MPa) y un esfuerzo de ruptura mínimo de 5000 kg/cm2 (510 MPa), y satisfacen las normas A.S.T.M. A-615,. A-616 y A-617. El acero para la malla electrosoldada debe ser con fy= 5250 kg/ cm2 (535 MPa) y satisfacer las normas A.S.T.M. –A-185 y A-497. Tabla 6.6 Dimensiones y pesos.

6.7

Varilla No.

Diámetro nominal en mm. (plg.)

Perímetro nominal en: cm. Mm.

Area nominal en cm²

Peso en kg./ml

Peso x varilla (12 m)

Número de varilla x Ton (12 m)

2.5

7.9 (5/16”)

2.48 24.8

0.49

0.384

4.61

217

3

9.5 ( 3/8”)

2.98 29.8

0.71

0.557

6.68

150

4

12.7 (½”)

3.99 39.9

1.27

0.996

11.95

84

5

15.9 (5/8”)

5.00 50.0

1.99

1.560

18.72

53

6

19.1 ( ¾”)

6.00 60.0

2.87

2.250

27.00

37

7

22.2 (7/8”)

6.97 69.7

3,87

3.034

36.41

27

8

25.4 (1”)

7.98 79.8

5.07

3.975

47.70

21

10

31.8 (1¼”)

9.99 99.9

7.94

6.225

74.70

13

12

38.1 (1½”)

11.97 119.7

11.40

8.938

100.56

10

Concretos.

Los tipos de concreto que se recomiendan para el diseño de cimentaciones en subestaciones son los precolados o colados en sitiode resistencia según diseño. Resistencia nominal a 28 días (%)

Desarrollo del concreto ( de 0 a 28 dias ). 150 100

Concreto rapido (14 dias)

50

Concreto normal ( 28 dias )

0 Dias 0-28


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7.

BARDAS.

Son elementos arquitectónicos verticales cuya función es delimitar el área y de resguardar contra el vandalismo en las Subestaciones de Distribución, protegiendo el equipo que se encuentra instalado y evitar el acceso de personas y vehículos ajenos a las mismas, mitigando el impacto visual y ecológico.

7.1

Tipos de bardas.

Los proyectos de barda perimetral para subestaciones que se ubiquen en áreas urbanas deben tener una altura de 3.2m o 5 m, o bien, lo que permita la normativa municipal del lugar donde se construirá la subestación y debe ser acorde al entorno arquitectónico del lugar; las bardas pueden ser construidas con: a) Block de concreto. Se utiliza block macizo de 15 x 20 x 40 cm, con material de la región, con una resistencia mínima a la compresión de 36 Kg/cm2 y asentado con mortero cemento-arena en proporción 1:4 . b) Tabique de barro rojo recocido El tabique debe ser de 6x12x24 cms o el similar de la región, con una resistencia mínima a la compresión de 36 Kg/cm2 y asentado con mortero cemento-arena en proporción 1:4 c) Elementos prefabricados de concreto reforzado o pretensado. El concreto debe ser F’c =200 Kg/cm2 como mínimo y F’y = 4200 Kg/cm2 como mínimo, d) Los portones de acceso deben ser metálicos y diseñados de tal forma que no permitan la visibilidad hacia el interior de la subestación, reforzados para que soporten las presiones de viento que se presentan en lugar, el acabado debe ser acorde con el entorno y cumplir con las especificaciones C.F.E.-D8500-01 y 02, formado por dos hojas de 3 m de ancho cada una y una altura igual a la de la barda, una de estas hojas debe tener puerta entrada-hombre. Tanto la puerta entrada-hombre como el portón deben ser seguros contra la entrada de intrusos. Las opciones indicadas anteriormente son enunciativas mas no limitativos, ya que se puede construir la barda y portones de acuerdo a los materiales propios de la región o área de que se trate La utilización de estos materiales debe ser de acuerdo al análisis y diseño estructural en cada caso en particular.

7.2

Cercas. La cerca perimetral se utiliza para subestaciones en el area rural:

a) Cerca de malla ciclónica. Este tipo de cercas debe ser de malla ciclónica galvanizada o ahulada, de acuerdo a las condiciones ambientales de la región, la altura será de 2.00 mts como mínimo mas 0.50 Mts para bayonetas con 3 hilos de alambre de púas; incluyendo la totalidad de elementos de soporte, refuerzo y sujeción.

8.

LOCALIZACION DE BASES.


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION La ubicación de los ejes de construcción es un factor determinante en el diseño de las subestaciones de distribución ya que de esto depende la factibilidad de futuros crecimientos de la instalación, considerando el uso racional y optimización de la superficie del terreno. En los arreglos para áreas normales y/o de contaminación la disposición de los ejes de construcción se rige básicamente por el mismo principio de ubicación o sembrado de bases, difiriendo únicamente en las limitantes particulares de los equipos y/o el tipo de estructuras a utilizar de conformidad con las bases de proyecto, a fin de determinar el espaciamiento óptimo en la disposición de los ejes de referencia, considerando las distancias de seguridad y espacios necesarios para la ejecución de maniobras de instalación y retiro de los equipos utilizados en los arreglos propuestos.

8.1

Generalidades.

La orientación de las áreas que integran el arreglo físico de la Subestación, debe disponerse de forma estratégica que permita la ubicación de las estructuras y equipos, facilitando las maniobras de instalación, mantenimiento y/o sustitución del equipo primario de la subestación en caso necesario, así como la previsión futura de la acometida de circuitos y líneas en alta y media tensión, aéreas y/o subterráneas. La localización de las bases debe permitir libremente la ejecución de las maniobras de montaje y retiro del equipo de la subestación.

8.2

Distribución del área.

Dentro de éste término se alude a la disposición física de las bases y estructuras que integran los arreglos físicos de las subestaciones de distribución en sus diferentes áreas, dentro de las que se pueden distinguir las siguientes:

8.2.1

Ubicación de la acometida de la línea y/o líneas de A.T. (aéreas o subterráneas).

Preferentemente con estructuras de doble circuito y para el caso subterráneo, considerar el espacio y bancos de ductos también para doble circuito; en el caso del área en donde se localizan las transiciones aérea/subterránea, se deben considerar los espacios para maniobra de vehículos para la inspección, instalación y mantenimiento de terminales.

8.2.2

Ubicación del área de alta tensión.

Esta debe ser preferentemente perpendicular al eje de la acometida y se debe ubicar de acuerdo a las limitaciones mecánicas de la acometida de remate de la subestación.

8.2.3

Ubicación del área de transformación.

Es de suma importancia y fundamental en el desarrollo del proyecto del área de transformación, la distancia del banco a la barra de A.T., considerando el aumento futuro de la capacidad del banco, disponiendo el espacio necesario para la ejecución de maniobras por la instalación de subestaciones móviles en caso de contingencias y/o reemplazo de transformadores de potencia.

8.2.4

Ubicación del área de media tensión, incluye el banco de capacitores.


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION Para la localización de bases de los equipos en el área de media tensión, en orden de importancia primeramente se considera la ubicación de las bases para los interruptores, disponiéndose el espacio necesario para la ejecución de maniobras de instalación y retiro, así como el libramiento para la operación de las cuchillas seccionadoras. Preferentemente ubicados a las salidas de los circuitos. La ubicación de los capacitores en media tensión debe considerar las maniobras de sustitución y mantenimiento de equipo, áreas de traslado y crecimiento de la subestación, por lo que se recomienda su instalación en el costado de la bahía de media tensión contrario al crecimiento de la subestación en este nivel de voltaje, o en su caso en una adición de la bahía.

8.2.5

Salida de los circuitos de media tensión (aérea y/o subterráneas).

En áreas Urbanas, las salidas deberán ser de tipo subterráneo preferentemente, para evitar el impacto visual por congestionamiento en cantidad de estructuras en las salidas de los circuitos.

8.2.6

Ubicación de la caseta de control.

La caseta de control debe ubicarse próximo a la barda, separada 2 m a paño de banqueta y paralela al mismo, con ubicación frente al área de transformación y preferentemente en el punto más alto del terreno, considerando la pendiente natural del mismo. Cuando se utilicen tableros metálicos blindados de media tensión (METAL – CLAD), la caseta deberá instalarse en un lugar en donde se facilite la salida de los circuitos de media tensión y donde permita el crecimiento de la instalación

8.2.7

Ubicación de torre para la antena de radiocomunicación (arriostrada y/o autosoportada).

La ubicación de la base para torre de la antena de radiocomunicación en las Subestaciones de Distribución, se presenta en dos casos principalmente: a) Torre arriostrada: 1) Cuando la torre tiene una altura hasta de 20 m, se coloca ésta sobre la caseta de control, procurando que sus retenidas no obstruyan áreas de circulación perimetral a la caseta y además se tenga libre acceso para maniobras de retiro de equipos o tableros. 2) Cuando la torre tiene una altura mayor a 20 m, su localización se regirá por la ubicación más próxima posible a la caseta de control, considerando que las retenidas queden orientadas a 120° entre sí, y la base o punto de anclaje de las mismas se localice equidistante de la torre (por norma) a una distancia mínima equivalente al 60% de la altura total de la torre, previendo que la ubicación de estas no obstruya la circulación de vehículos.

b) Torre autosoportada La torre de tipo autosoportada optimiza la ocupación del terreno en comparación con la de tipo arriostrada, permitiendo que la ubicación de la torre quede más próxima a la caseta de control, sin obstruir las áreas de circulación vehicular en el perímetro de la misma. Disminuyendo la longitud y costo del cable de


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION alimentación al equipo de comunicación; excepto que el volumen y costo de la obra civil para la cimentación resulta mayor.

8.2.8

Ubicación de los accesos, áreas de circulación vehicular y áreas de maniobras.

La Subestación debe contar preferentemente con dos accesos estratégicamente ubicados para la ejecución de maniobras y retiro de los equipos de la Subestación, en condiciones de operación y mantenimiento. Para el área de circulación vehicular y de maniobras dentro del predio de la Subestación, debe considerarse una franja perimetral de 4 m como mínimo; cuando el dimensionamiento del terreno lo permita. En áreas urbanas la separación mínima entre la barda y partes vivas debe ser 4 m.

8.3

Ejes de referencia. Son aquellos que indican en el predio de la Subestación la localización exacta de registros, caseta, etc.

Las distancias dieléctricas y de maniobra que deben existir en las áreas de alta tensión, transformación y media tensión son aquellas que rigen considerando esencialmente las dimensiones mínimas necesarias para la ejecución de maniobras en el caso de movimientos de equipos durante la operación y para el mantenimiento de la Subestación.

9.

CASETA DE CONTROL.

9.1

Generalidades.

La caseta de control es donde se alojan los sistemas y equipos que intervienen en el control operativo de la instalación así como tableros metálicos blindados de media tensión y está formada como mínimo por un área para la instalación de un banco de baterías y una sala de tableros. Por lo que respecta a la sala de Tableros estas pueden ser: a) Para equipos SISCOPROMM, PCM, control supervisorio, tablero de servicios propios de C.A y C.D, cargadores de baterías y equipos de comunicación. b) Para equipo blindado (Metal Clad) más tableros de PCM o SISCOPROMM. Debe ser hermética para evitar la pérdida de climatización y la penetración de polvo e insectos. Debe preverse el sello hermético en los puntos de transiciones de campo hacia la caseta, mediante la instalación de material aislante resistente al fuego, extintores portátiles de Bióxido de Carbono, detectores de humo tipo ionización, indicador de humedad relativa, detector de intrusos y para el cuarto de baterías, la instalación eléctrica con cable antiflama, retardante al fuego y unidades de alumbrado a prueba de explosión con apagadores y contactos en el exterior de dicha área; de conformidad con lo establecido en el documento para la


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION PREVENCIÓN, CONTROL Y EXTINCIÓN DE INCENDIOS EN SUBESTACIONES ELECTRICAS DE DISTRIBUCIÓN. La climatización de casetas de control es justificable únicamente en zonas con alto contenido de humedad relativa 70% mínimo y a partir de temperatura de 30°C, en virtud de la condensación que se presenta en los equipos. No debe incluir sanitario Se debe considerar en la puerta de acceso a la caseta chapa de alta seguridad y debiendo instalarse barra de pánico, con apertura al exterior. Debe contener un sistema de soportería (charolas) para facilitar el tendido de cable de control en la caseta, para identificación inmediata en caso de mantenimiento o sustitución. Debe contar con lamparas automáticas de emergencia, formadas por un par de lamparas incandescentes de 40 watts, integradas a un cargador de 12 volts de operación autónoma durante 4 horas continuas (mínimo). Se recomienda que la sala de tableros sea de tipo modular, por requerimiento de crecimiento a futuro y debe contar adicionalmente con una repisa abatible, mesa o escritorio para la consulta de planos de la instalación, bitácora, etc. El acceso al cuarto de baterías será independiente, con ubicación de la puerta en la fachada principal.

9.2

Dimensionamiento.

Debe ser modular y con perspectivas con crecimiento a futuro o bien, con dimensiones de acuerdo al proyecto de ingenieria basica definitiva entregada en carpetas técnicas (Sección 8 Volumen 2 Especificaciones técnicas por obra) a) El dimensionamiento de la caseta debe ser modular y preverse para cubrir las necesidades de espacio óptimo para albergar la disposición del equipo de P.C.M. o SISCOPROMM correspondiente a: 4 Líneas en A.T. 2 Transformadores de Potencia. 12 Alimentadores de Media Tensión. 1 Interruptor de Transferencia en A.T. 1 Banco de Capacitores en A.T. El arreglo antes citado contiene el crecimiento máximo esperado. b) El dimensionamiento de la caseta cuando lleve tableros blindados en media tensión además de tableros PCM o SISCOPROMM, debe preverse para cubrir las necesidades de espacio optimo para albergar el siguiente equipo: Control, protección y medición para : 4 Líneas en A.T. 2 Transformadores de Potencia. 1 Banco de Capacitores en A.T. 12 Alimentadores de Media Tensión 1 Interruptor de Transferencia en A.T.


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION 1 Interruptor de amarre de M.T. Secciones para tablero metalico blindado : 2 Interruptores banco principal 12 Alimentadores de Media Tensión. 2 Seccionadores para servicios propios 2 Seccionadores para capacitores de M.T. 1 Interruptor de amarre de M.T. El arreglo antes citado contiene el crecimiento máximo esperado.

9.3

Tipos.

La caseta de control, ha surgido de la necesidad primordial de contar con un local que permita resguardar y mantener en condiciones óptimas de operación el equipo de P.C.M. o SISCOPROMM ; con características únicas en cuanto a la disposición del espacio, pero con variedad en la utilización de los materiales de construcción y acabados, con objeto de satisfacer los requerimientos particulares de cada localidad en el ámbito nacional. La caseta de control se ha diversificado en dos prototipos que son: Convencional y Elementos prefabricados ligeros, su uso depende de la ubicación geográfica del lugar en donde se construya la subestación.

9.3.1

Caseta convencional.

Este tipo de caseta está construida con muros de tabique (de 6x12x24 cms o el similar de la región, con una resistencia mínima a la compresión de 36 Kg/ cm2 y asentado con mortero cemento-arena en proporción 1:4 ) o block de concreto (hueco de 15 x 20 x 40 cm, con material de la región, con una resistencia mínima a la compresión de 36 Kg/ cm2 y asentado con mortero cemento-arena en proporción 1:4) y losa de concreto armado (como mínimo F´c = 200 Kg/ cm2 y F´y = 4200 Kg/ cm2), aislados térmicamente en áreas cálidas. Se debe prever en la losa un Alerón perimetral de 95 cm de longitud. Esta caseta se puede utilizar en cualquier tipo de clima, pero su comportamiento es óptimo para áreas de contaminación y de vientos fuertes.

9.3.2

Caseta de Elementos prefabricados ligeros.

9.3.2.1. Caseta con Panel Aislado en base a laminas y espuma de poliuretano rígido. Son casetas construidas con paneles prefabricados en línea continua. Están compuestos por dos láminas de acero galvanizado 26-26 y pintado; unidos por un núcleo de espuma rígida de poliuretano, formando un panel tipo sándwich de 1 ½” de espesor y con diseño de junta del tipo hembra y macho. Previstos con un tubo de plástico de 1/2" de diámetro integrado en su interior entre la espuma para facilitar las instalaciones eléctrica, telefónica, etc. Este tipo de caseta se construye en climas secos con vientos hasta de 100 km/h y en áreas en donde la contaminación salina no sea severa. Además, la cubierta debe estar soportada en una estructura de acero tipo MON-TEN de acuerdo al diseño y proyecto de ingeniería así como especificaciones del fabricante.

9.3.2.2 Caseta con panel de alambre electrosoldado de acero en forma tridimensional.


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION Estas casetas son construidas con paneles prefabricados de alambre electrosoldado de acero en forma tridimensional. La estructura incluye una alma de espuma de poliestireno, de manera que deja la malla exterior de alambre separada del aislamiento térmico; lo que permite aplicar después de la erección de los paneles un mortero de cemento-arena por etapas hasta cubrir la malla. Se utiliza en climas extremosos y de alta contaminación. Con vientos moderados hasta 70 km/h.

9.4

Planos de Diseño.

Los planos de diseño de la caseta de control, son los documentos de carácter técnico, representativos del proceso constructivo del inmueble en cuestión, y tienen por objeto mediante la agrupación de las diferentes disciplinas de la Ingeniería y Arquitectura, precisar el alcance de las diversas etapas y procesos de la edificación. Para que mediante el empleo de medios gráficos y de redacción, integrados por dibujos de planta, elevación, cortes, fachadas, isométricos, diagramas, códigos, normas de calidad, especificaciones de construcción y demás elementos necesarios, sea conformado el proyecto ejecutivo de la obra. El diseño de la caseta de control está integrado por los siguientes planos:

9.4.1

Arquitectónico.

El plano arquitectónico debe elaborarse en escala 1:50 preferentemente y debe contener una planta donde se muestre la disposición de los equipos y mobiliario, canalizaciones, transición de campo, niveles y dimensiones en general. Debe incluir las fachadas principal y posterior, dos fachadas laterales y dos cortes donde se muestre la elevación de los equipos, canalizaciones y la transición de campo hacia la sala de tableros. Además debe complementarse mediante los detalles estructurales del registro o trinchera para transición de campo.

9.4.2

Cimentación.

La cimentación debe diseñarse, de forma tal que bajo condiciones de cargas de servicio y/o accidentales por sismo; el comportamiento de la estructura sea confiable y satisfaga las medidas de seguridad requeridas, a fin de que la interacción suelo-estructura no se vea alterada por algún asentamiento diferencial y redunde en una falla estructural. Por tal motivo es indispensable efectuar un estudio de mecánica de suelos para conocer las características mecánicas del terreno antes de elegir el tipo de cimentación a emplear. Dependiendo de las características del subsuelo, el tipo de cimentación a utilizar en las casetas de control pueden ser de tres tipos: a.) Zapata aislada b.) Cimentación corrida c.) Loza de cimentación 9.4.3

Estructural.

Los planos estructurales deben elaborarse en escala 1:50 preferentemente, mostrando la cimentación, losa de piso, cubierta y todos los elementos estructurales necesarios que comprenden el proyecto y sus detalles, así mismo debe incluir las fachadas principal, posterior y laterales con las dimensiones de vanos de puertas y


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION ventanas así como los enmarcamientos de las mismas, de acuerdo al tipo de materiales seleccionados para la construcción de la caseta.

9.4.4

Instalación eléctrica.

El plano de instalación eléctrica debe elaborarse en escala 1:50 preferentemente, debe contener dos plantas, una arquitectónica con los elementos que sirven de referencia para la correcta ubicación e iluminación de los equipos en la sala de tableros. Debe mostrar además una leyenda de los equipos contenidos en dicha planta. La segunda planta de instalación de alumbrado y fuerza debe contener las salidas en plafón, muros, piso y canalizaciones, mostrando el diámetro de tubería conduit de fierro galvanizado, condulets, cantidad y calibre del conductor y demás referencias que complementen la instalación. La cual será oculta o visible de acuerdo a diseño y proyecto aceptado. Se debe incluir el diagrama trifilar del tablero de C.A., donde se muestren los diferentes circuitos de fuerza y alumbrado, así como su conexión al tablero general de C.A., cuadro de cargas, lista de materiales, simbología y notas complementarias. Debe estar provista de alumbrado normal y alumbrado de emergencia.

9.4.5

Herrería.

El plano debe elaborarse, mostrando el dimensionado y detalles de las puertas, protección de las unidades de aire acondicionado, detalles a gran escala de los marcos y perfiles del material a utilizar en la herrería exterior. Se debe disponer al margen derecho, una leyenda conteniendo las notas y especificaciones de construcción, que aclaren el tipo de herrería y características de los materiales a utilizar, según la ubicación geográfica de la edificación.

9.4.6

Blindaje.

El blindaje de la caseta tiene por objeto formar una malla tipo jaula de Faraday, que permita drenar a tierra cualquier inducción electromagnética que pudiera ocasionar disturbios en la señal de radio del control supervisorio. El plano de blindaje debe elaborarse en escala 1:50 preferentemente y debe contener una planta donde se muestre la disposición de la losa de cubierta, faldón perimetral y ubicación de las columnas. Resaltándose la trayectoria del conductor de blindaje a nivel de cubierta, bajadas por columnas y puntos de conexión al conductor perimetral del sistema de tierras. Debe incluirse la fachada principal en escala 1:50, conteniendo la disposición del conductor de blindaje a partir del nivel de desplante de la cimentación, se prolonga por las columnas hasta integrarse a la malla a nivel de azotea, mostrando los puntos de transición al sistema general de tierras. Debe adicionarse un detalle estructural de columnas escala 1:10, mostrando la cara exterior de éstas con una ranura longitudinal para moldear el conductor de blindaje en las fachadas. Se debe disponer del margen derecho para listar las especificaciones y/o notas complementarias que señalen con claridad la ejecución del proceso de blindaje. Se debe incluir la simbología con texto alusivo de los elementos utilizados para representar la malla, conductor por losa, piso y columnas; así como las conexiones y varillas de tierra.


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION 9.4.7

Soportería (charolas).

El plano de soportería debe elaborarse en escala 1:50 preferentemente, debe incluir una planta arquitectónica mostrando la disposición de los diferentes componentes de las charolas, incluyendo los códigos de identificación particular, ubicación de los sitios donde se instalarán las varillas o elementos de sujeción y puntos de transición. Debe contener dos cortes, uno longitudinal y otro transversal, donde se ilustre en elevación la disposición de los tableros SISCOPROMM o PCM, los tableros de C.A. y C.D., equipo de control supervisorio; las charolas en sus diferentes elementos componentes y transiciones hacia los equipos ubicados en la sala de tableros. Se debe señalar con precisión la separación de las charolas con respecto al plafón y muros. Debe incluirse una perspectiva de la sala de tableros donde se muestre la ubicación de los equipos, charolas y puntos de transición, en forma más clara y genérica. Se deben adicionar detalles de los soportes en escala 1:10, curvas, conectores, tramos rectos y en te, así como el detalle de fijación en la losa o cubierta según sea el caso. En la transición de piso a charolas horizontales, debe instalarse cubiertas de acero inoxidable, para evitar el impacto visual, y para mayor estética de las instalaciones en la sala de control. Se debe incluir al margen derecho un listado del material necesario conteniendo el concepto, cantidad, unidad, descripción y la especificación de los diferentes elementos que se utilizarán para instalación de la soportería.

9.4.8

Acabados.

El plano de acabados debe elaborarse en escala 1:50 preferentemente, debe incluir una planta arquitectónica con todos los elementos dispuestos sin mostrar el mobiliario y equipo de P.C.M., excepto el equipo de aire acondicionado, extractor y pasamuro. Debe incluir las fachadas principal, posterior y laterales, así como un corte transversal. Se debe disponer del margen derecho para listar las notas y especificaciones de los acabados a utilizar, refiriéndolos en orden y de acuerdo a las diferentes etapas y/o procesos a realizar en pisos interior y exterior, muros interior y exterior, plafon interior y exterior, así como en la losa de cubierta. Se debe adoptar la simbología estandarizada y propia en el desarrollo de proyectos arquitectónicos, conteniendo la etapa base, intermedias y de acabado final de cada proceso constructivo. La planta, fachadas y cortes arquitectónicos deben incluir la simbología y códigos referidos en las especificaciones de acabados, identificando con claridad los diferentes elementos de la estructura con su acabado particular, de conformidad con los materiales a utilizar según la ubicación geográfica de la edificación.

9.5

Impermiabilización

Para caseta con panel de alambre electrosoldado de acero en forma tridimensional y alma de espuma de poliestireno y para las casetas convencionales, deberán ser impermeabilizadas en base a materiales elastomericos con una vida útil mínima de 5 años.

10.

RED DE TIERRAS.


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION En estas especificaciones se establecen los conceptos y parámetros mínimos que debe considerarse en el diseño de las redes de tierra para las subestaciones que se construyan para ser operadas por las diferentes zonas de las Divisiones de Distribución. 10.1

Funciones de la red de tierras. La Red de Tierras cumple tres funciones básicas en una subestación:

a) Dar seguridad al personal que esté dentro del predio de la subestación o en su periferia, evitando la elevación a valores peligrosos para la vida humana, de los voltajes de toque y de paso. b) Servir como medio de aterrizamiento físico, para maniobras con fines de mantenimiento de equipo eléctrico. c) Protección del equipo eléctrico, evitando que el gradiente de potencial en la subestación se eleve a valores peligrosos para el equipo al ocurrir una descarga (falla) eléctrica en la subestación.

10.2

Políticas de seguridad.

La seguridad del personal de operación, así como de las personas que lleguen a estar en contacto con los perímetros de la subestación es el factor principal para el diseño de la red de tierras, tanto en situaciones normales como de contingencia. Además se debe garantizar que las fallas tengan un retorno efectivo y suficiente por tierra hacia los neutros de los transformadores que alimenten la falla, para que los esquemas de protección actúen en el mínimo de tiempo, limitando los daños. En general el diseño y cálculo de la red de tierras se debe ajustar a las recomendaciones de la norma IEEE 80 - 86 "Guide for Safety in AC Substation Grounding". Determinado el valor de corriente de falla máxima de una fase a tierra y dos fases a tierra en alta tensión de acuerdo a los estudios que C.F.E. tenga para el efecto, se deben calcular también los niveles de falla a tierra con una y dos fases en baja tensión, considerando dos transformadores en paralelo. Usando el valor máximo obtenido de falla a tierra en alta tensión, aplicando un factor de crecimiento mínimo de 1,25 considerando una duración de falla de 0,5 s y un factor de división de 0,6 se calcula la red de tierras para satisfacer las condiciones de seguridad en alta tensión. Para baja tensión, usando el valor de falla máxima encontrado con dos transformadores en paralelo, aplicando un factor de crecimiento de 1,25 considerando una duración de falla de 0,5 s y un factor de división de 1, se calcula la red de tierras para satisfacer las condiciones de seguridad en baja tensión. Para la red de tierras que se especifique se deben satisfacer tanto las condiciones de seguridad en alta como las de baja tensión. Considerando acabados con capa de grava, banqueta o pavimento de 12 cm de espesor se debe diseñar la red de tierras para reducir los valores de voltaje de toque y de paso a un valor inferior a los siguientes: a)

Voltaje de Toque

=

1220 volts


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION b)

Voltaje de Paso

=

4200 volts

En el caso de que se tengan otros acabados superficiales en el área de la subestación, se deben revisar los valores arriba anotados, para garantizar la seguridad del personal de operación. Si existen otras mallas ciclónicas o metálicas que se unan con la perimetral de la subestación, es necesario aislar una de la otra para evitar voltajes transferidos inducidos durante las fallas a tierra. (Anexo 10.1) Los electrodos o varillas de tierra, se colocan con una separación mínima de (7,5 m) 2,5 veces su longitud, para optimizar su utilidad. El valor de la red de tierras en terreno húmedo como máximo debe ser de 1 Ohm y en terreno seco debe ser como máximo de 4 ohm. Donde se tengan apartarrayos, debe formarse una malla con electrodos en cada esquina.

Preferentemente se diseñaran red de tierras independientes para: a) Sistema de comunicación b) Equipos de control, protección y medición c) Equipo primario Para los puntos a y b anteriores se recomienda la utilización de TRIADAS Los cables de cobre que formen la malla de la red de tierras, se deben localizar al fondo de una zanja de 50 cm. de profundidad y una vez colocados y comprobados los conectores, se rellena la zanja compactando nuevamente el terreno con la humedad necesaria. Cuando la malla se desplante sobre relleno, se debe mejorar el material que se use para rellenar la zanja, con bentonita o sulfato de magnesio. La malla de tierra se debe extender para cubrir toda el área eléctrica y hasta 1,5 m afuera de la malla ciclónica que la circule, corriendo un cable de 53,48 mm² de sección transversal por el perímetro y conectando la malla ciclónica cuando menos a cada 10 m a la red principal. Al tenderse los cables de la red de tierras, debe optimizarse su trayectoria para evitar en lo posible cortar cables procurando que los puntos de conexión sean los menos posibles.

10.3

Materiales a utilizar. Todos los materiales a utilizar en la construcción de la red de tierras deben ser de cobre o aleación de

cobre: a)

Cables: solamente de cobre.

b)

Varillas de tierra: de acero recubierto de cobre.

c)

Conectores: de cobre o aleación de cobre.

10.3.1 Cables.


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION El calibre de conductor mínimo a usar debe ser: a)En la malla principal: Cobre de 107,2 mm² de sección transversal. b)En derivaciones a apartarrayos: Cobre de 107,2 mm² de sección transversal, una por fase. En caso de que se tengan los apartarrayos sobre una estructura se deben poner como mínimo dos trayectorias por juego, hacia cada lado del montaje. Para aterrizar bastidores de equipo, manerales, estructuras metálicas, malla ciclónica y en general cualquier superficie metálica que no conduzca corriente en condiciones normales, se utiliza como mínimo Cobre de 53,48 mm² de sección transversal. Para neutros del transformador se utiliza Cobre de la sección del calibre del conductor de la malla y como mínimo cobre de 107,2 mm² de sección transversal. 10.3.2 Electrodos de tierra. Se llama Electrodos de Tierra a los elementos (varillas) que son hincados en el suelo para alcanzar capas más húmedas del terreno y conectados a la Red de Tierras; dependiendo del tipo de terreno donde son utilizados podemos clasificarlos de la siguiente manera:

10.3.2.1

Normales.

Los electrodos de tierra normales son de acero recubierto con cobre según especificación CFE 56100-16 " Electrodos de Tierra"; (con un espesor mínimo de 0,25 mm), de 16 mm (5/8") de diámetro, y una longitud de 3 m. Los electrodos normales se utilizan en terrenos tipo A y B. En caso de que se requieran de mayor longitud para alcanzar capas profundas, los electrodos deben ser del tipo acoplados con rosca, de acuerdo a especificación CFE 56100-37 " Electrodo ACS empalme 15.9 ".

10.3.2.2

Mejorados.

Los electrodos mejorados se forman con una varilla igual a la de los electrodos normales, agregando una mezcla de 20 kg a partes iguales de bentonita y de sulfato de magnesio industrial, colocada dentro de una cepa de 50 cm de profundidad alrededor del sitio donde se encuentre clavada la varilla de tierra, se deben agregar 20 litros de agua mientras se compacta la mezcla. Los electrodos mejorados se deben utilizar en: a)Terrenos de alta resistividad. b) En subestaciones urbanas en que se tengan grandes áreas pavimentadas o con grava colocada sobre película de polietileno, en este caso se debe prever que las aguas pluviales drenen sobre los electrodos, dejando agujeros o coladeras en posiciones convenientes.

10.3.2.3

En terreno rocoso.


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION Los electrodos en terreno rocoso son similares a los mejorados, con la diferencia de que para las varillas se hacen agujeros de 4 cm de diámetro con perforadoras neumáticas hasta profundidades suficientes para cubrir las varillas; adicionalmente, el agujero se rellena también con una mezcla de bentonita y sulfato de magnesio.

10.3.3 Conectores. En la red de tierras deben utilizarse conectores tipo de compresión o de fusión. Los conectores tipo mecánico solo se utilizan en partes aéreas o en registros, nunca directamente enterrados.

10.4

Conexiones de la red al equipo.

Las derivaciones de la red de tierra hacia los equipos se deben hacer de manera que se tengan trayectorias lo mas cortas posibles, por lo que es importante contar con los planos de detalle de los equipos para que en la etapa de proyecto se definan correctamente los sitios donde deben dejarse las colillas. Todas las superficies metálicas a la intemperie no utilizadas para conducir corriente en forma normal, deben conectarse a tierra con cable de cobre desnudo mínimo de 53,48 mm² de sección transversal. En el caso de equipos montados sobre columnas de concreto, el cable de tierra hacia el equipo debe instalarse pasando a través de un conducto ahogado columna durante el colado de la misma. Todos los gabinetes metálicos que contengan dispositivos de control o tablillas deben conectarse a tierra con un cable de cobre de 5,26 mm² de sección transversal como mínimo Los tableros de distribución deben conectarse a tierra, como mínimo con un cable de cobre con sección transversal de 1/3 de la sección de los conductores de la red de tierra. En el caso de bajadas a tierra de equipos montados sobre estructuras metálicas, estas deben ser independientes de las que se hagan para la conexión a tierra de las puntas pararrayos.

10.4.1 Interruptores de potencia. Se conectan los bastidores o gabinetes de los interruptores a tierra, con dos cables de cobre desnudo de 53,48 mm² de sección transversal, asegurado firmemente al conector especial previsto para este fin, en el propio interruptor.

10.4.2 Cuchillas de operación manual en grupo. En el piso desde donde se opera el maneral de las cuchillas de operación manual en grupo, se coloca una parrilla formada por cable de las mismas características que el de la red de tierras. (Anexo 10.2). Esta parrilla se conecta a la malla de tierra y al cable de tierra física que se sube al maneral, con conectores tipo zapata y cable de cobre desnudo de 53,48 mm² de sección transversal (Anexo 10.2).

El maneral se conecta hacia el cable de cobre desnudo de 53,48 mm² de sección transversal de la tierra física, con una trenza flexible de cobre de 45 cm de longitud y capacidad nominal de 200 A (Anexo 10.3).


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION Cuando se tengan cuchillas tripolares con navajas de puesta a tierra, la bajada a tierra de las mismas se debe hacer con cable de 107,2 mm² de sección transversal como mínimo.

10.4.3 Transformadores de potencia. Para los transformadores de potencia se deben prever las siguientes conexiones a tierra: Para el neutro del transformador, se elige el calibre mayor que resulte de: el estudio correspondiente en base al cortocicuito de la Subestación, 1/3 de la sección transversal de los conductores de fase y el minimo recomendable que es 107.2 mm² de sección transversal. El cable de bajada del neutro se aisla del tanque del transformador protegiendo el cable con tubería plástica o PVC a prueba de intemperie, para evitar que las corrientes de falla circulen por el tanque del transformador hacia tierra. La bajada a tierra del neutro del transformador se conecta al electrodo de tierra con un conector a compresión o de fusión. Para el tanque del transformador, con sección transversal mínima de 53,48 mm² en los dos puntos donde se encuentran las zapatas para tierra del mismo. Para los apartarrayos que estén montados sobre el mismo, con conductor de 107,2 mm² de sección transversal, en dos bajadas por juego.

10.4.4 Estructuras metálicas. Todas las estructuras metálicas se deben conectar a la red de tierras con cable mínimo de 53,48 mm² de sección transversal, esta conexión se puede continuar hacia arriba de la misma para aterrizar otros equipos. En caso de que cuenten con puntas pararrayos, debe asegurarse una trayectoria de las mismas, también con conductor como mínimo de 53,48 mm² (1/0) de sección transversal, hasta la red de tierras, independiente de la usada para tierra física. Cuando se tengan apartarrayos sobre estructuras metálicas, la bajada a tierra de los mismos se debe hacer con conductor de 107,2 mm² (4/0) de sección transversal, pudiéndose usar esta misma como tierra física.

10.4.5 Apartarrayos. Los apartarrayos se conectan a la red de tierras con un cable de igual sección transversal al del cable de la red. En el caso de que se tengan juegos de apartarrayos sobre una estructura, la bajada a tierra se puede hacer con dos cables de igual sección transversal de la red de tierras por juego, en trayectorias opuestas a cada extremo del juego. En la malla que rodea los apartarrayos, deben colocarse electrodos de tierra en cada esquina.

10.5

Planos de la red de tierras.

10.5.1 Planta.


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION Este plano debe mostrar una vista de planta de la subestación con el arreglo general de la malla de la red de tierras con sus derivaciones a equipos, registros y en su caso a la barda perimetral cuando sea metálica. En este plano debe indicarse claramente con claves las secciones transversales de conductores, así como el tipo y cantidad de conectores a instalar en cada punto de conexión. También se deben indicar las notas aclaratorias y generales que se requieran para dejar establecidos los procedimientos y métodos especificados, así como los cuidados generales que se deben tener para la preparación del material para instalar correctamente los conectores. 10.5.2 Elevaciones. La finalidad de este plano es definir claramente la localización del equipo y de la zapata para el aterrizamiento del mismo (altura y lado) para dejar la preparación de la colilla de tierra lo más adecuadamente posible, así mismo la localización de los mandos de cuchillas indicando la longitud de cables que debe dejarse sobre el nivel de piso terminado para el aterrizamiento de mandos.

10.5.3 Detalles. Debe elaborarse un plano que detalle con toda precisión los tipos de conexión que se presenten durante la construcción de la red de tierras especificando el tipo de conector, cantidad, sección transversal de los conductores y herramienta a utilizar para su instalación, así como la lista de materiales correspondiente, dependiendo de su uso en áreas normales o en áreas corrosivas. Se toman como base los siguientes detalles: -

Conectores de fusión en la red de tierras.

-

Conectores de compresión en la red de tierras.

-

Aterrizamiento de Interruptores de potencia. (Anexo 10.4)

-

Aterrizamiento de transformadores de potencia. (Anexo 10.5)

Aterrizamiento de TC’s, DP’s o TP´s: Sobre bases individuales de concreto o metálicas. (Anexo 10.6) Sobre bases de concreto o metálicas para las tres fases. (Anexo 10.7) -

Aterrizamiento de Maneral de cuchillas de operación manual en grupo (Anexo 10.3).

-

Parrillas metálicas al pie de Manerales de operación en grupo de cuchillas. (Anexo 10.2)

Aterrizamiento de apartarrayos: -

Sobre bases individuales metálicas o de concreto (Anexo 10.8).

-

Sobre bases metálicas o de concreto para las tres fases. (Anexo 10.9)

-

Sobre transformadores de potencia. (Anexo 10.5)


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION -

Aterrizamiento de cables de potencia.

-

Aterrizamiento de estructuras metálicas y puntas pararrayos. (Anexo 10.10)

Arreglo de electrodos para red de tierras: -

En áreas pavimentadas (Anexo 10.11).

-

En áreas con grava (Anexo 10.12). Electrodos de tierra:

-

Normales, en terrenos tipo A y B. (Anexo 10.13)

-

Mejorados, en terrenos de alta resistividad o áridos.

-

En roca, terrenos tipo C. Aterrizamiento de cercados de malla ciclónica:

-

En puertas (Anexo 10.14)

-

En postes de línea. (Anexo 10.15) Blindaje :

-

Casetas

-

Estructuras

11.

TRINCHERAS, DUCTOS Y REGISTROS.

Son canalizaciones que se utilizan en subestaciones para conducir los cables de control que van desde el equipo primario distribuido en la subestación hasta los tableros de control, protección y medición en la caseta de control. Teniendo en cuenta las condiciones de operación, se emplean las trincheras, ductos y registros. Una regla para determinar el uso de ductos y trincheras, es: primero se debe instalar ductos, pero si de acuerdo al proyecto se requieren mas de 9 ductos es más conveniente desde el punto de vista económico la instalación de trincheras.

11.1

Trincheras.

Son canalizaciones del tipo rectangular cuya función es proteger y conducir con seguridad los cables de control, protección y medición con muro de concreto armado con F'c = 300 Kg/cm² (31 MPa) y Fy = 4200 Kg/cm² (428 MPa) , con un ángulo de acero perimetral en la parte superior interior de la trinchera y una tapa removible formada con un aro de fierro ángulo y terminado de concreto armado con una F'c = 300 Kg/cm² (31 MPa) y Fy = 4200 Kg/cm² (428 MPa),


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION El uso de trinchera es recomendable para subestaciones en áreas urbanas con futuro crecimiento Existen 2 tipos de trincheras:.

11.1.1 Trinchera tipo ramal o de circuito (T-1). Se usan normalmente en las canalizaciones de las áreas eléctricas de media y alta tensión para concentrar los cables de P.C.M., conduciéndolos desde el punto de descarga de los ductos procedentes de los equipos, hasta el sitio de descarga en la trinchera troncal, con las dimensiones de 84 x 40 cm.(Anexo 11.1 al 11.5)

11.1.2 Trinchera tipo troncal (T-2). Se utilizan para concentrar las canalizaciones procedentes de las trincheras tipo T-1 ubicadas en áreas de media y alta tensión, así como del área de transformación, conduciéndolas hasta el sitio de descarga y/o punto de transición de charolas en la caseta de control, con las dimensiones de 114 x 50 cm. (Anexo 11.1 al 11.5)

11.2

Ductos.

Al igual que las trincheras los ductos son canalizaciones subterráneas, tienen como función proteger y conducir con seguridad los cables de control, protección y medición de los equipos de la subestación hasta los tableros de control, protección y medición. Deben cumplir con lo dispuesto por la Norma Oficial Mexicana sección 2302, correspondiente a obra civil para instalaciones subterraneas. Debe instalarse el banco de ductos entre registros y/o trincheras con los tubos PVC ahogados en concreto simple con una f’c = 150 Kg/cm², (15 MPa) Es recomendable que los tramos del banco de ductos sean de una longitud máxima de 15 a 20 m de longitud, unidos entre sí mediante registros y el número de vías no exceda de 9 tubos de PVC conduit tipo pesado. De no cumplirse esta restricción se debe elegir el uso de trinchera.

11.2.1 Conexiones a equipos. Para la función tan importante que desempeña la conexión subterránea entre equipos, o de equipos a trincheras y/o registros, estas conexiones deben ser a través de tubería de P.V.C. y/o conduit galvanizado con los diámetros adecuados para alojar el número y tipo de cable de control, protección y medición (ahogados en concreto simple con una f’c = 150 Kg/cm², (15 MPa) . Para la llegada a los gabinetes delos equipos, debe utilizarse tubo conduit galvanizado.

11.3

Registros.

Es común llevar a cabo las uniones de tuberías tanto de drenaje pluvial, alumbrado, control, de potencia y red de tierras mediante registros clasificándose de la siguiente manera:

11.3.1 Registros para cables de control, protección y medición. Estos podrán ser de:


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION a) fabricación mediante pisos y muros de concreto armado con una F'c = 300 Kg/cm² (31 MPa) y F’y = 4200 Kg/cm² (428 MPa), y una tapa removible con marco y contramarco de fierro ángulo; con dimensiones interiores de 1 m x 1 m x 1 m (Ver Anexo 11.6) b) pisos de concreto armado con un F'c = 300 Kg/cm² (31 MPa) y F’y = 4200 Kg/cm², (428 MPa) muros de block de concreto 15x20x40 cms, con una resistencia de 36 Kg/cm² (4 MPa), relleno de concreto F'c = 100 Kg/cm² (10 MPa) asentado con mortero cemento – arena proporción 1:4 acabado con zarpeado mortero cemento – arena proporción 1:4 acabado fino y una tapa removible con marco y contramarco de fierro ángulo; con dimensiones interiores de 1 m x 1 m x 1 m Cuando se indique en la ingeniería preliminar apegarse a lo indicado en estas.

las caracteristicas particulares de diseño, deberá

Deberá considerarse las condiciones del terreno para seleccionar el tipo de registro de acuerdo al inciso a ó b anteriores, en caso de que no venga especificado en características particulares de la ingeniería preliminar.

11.3.2 Registros recolectores de aguas pluviales. Este registro se utiliza para captar el agua pluvial de la subestación, localizada en las áreas especificadas en el proyecto. Se recomienda que estas piezas se construyan mediante piso de concreto y muro de tabique acabado, con aplanado mortero cemento-arena pulido y con tapa tipo rejilla, captación de agua y dimensiones mínimas de 40 x 60 cm (Ver Anexo 11.7). 11.3.3 Registro para red de tierras. Estos elementos son de gran utilidad en el contexto operativo de las subestaciones que ya contribuyen a mejorar el comportamiento de la red de tierra. Se recomienda que el registro sea prefabricado por el dimensionamiento del mismo, con dimensiones mínimas de 40 x 40 x 50 cms ; son de concreto armado con una F'c = 300 Kg/cm² ( 31 MPa) y F’y = 4200 Kg/cm² (428 MPa) o un tubo de concreto de 305 mm de diámetro como mínimo. Los niveles y tipo que deben tener las tapas deben ser de acuerdo a lo que se define en el proyecto de la subestación, su función es tener fácil acceso a una varilla de tierra de la red para efectuar mediciones y con la finalidad de captar el agua pluvial a través de la rejilla cuando se tiene acabado en piso de concreto (Ver Anexo 11.8). 11.3.4 Registro de alumbrado. Este elemento es de manera similar con lo especificado anteriormente para los registros de la red de tierras con la única diferencia de la tapa de marco y contramarco de fierro ángulo y de lámina galvanizada calibre No. 16, esto es en caso de áreas secas; en áreas húmedas y de contaminación se debe usar la tapa de concreto 11.3.5 Registro para cable de potencia. Estos elementos son de utilidad para recibir las transiciones aéreo-subterráneo de los alimentadores de baja tensión, salidas de alimentadores en baja tensión en tableros Metal-Clad y también en los secundarios de los transformadores de potencia cuando se usa Metal-Clad en baja tensión. De acuerdo a Normas de Distribución de Construcción líneas subterráneas ultima edición 11.4

Diseño (Civil).


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION Para llevar a cabo el diseño adecuado de las trincheras, banco de ductos y registros se deben tomar en cuenta los siguientes aspectos: Tipo de subestación, topografía del terreno, clasificación del suelo y condiciones climatológicas del lugar. 11.4.1 Localización. Teniendo en cuenta lo anterior se procede a la localización de la trayectoria, la cual debe ser lo más recta posible y ubicada donde el tránsito vehicular dentro de la subestación sea mínimo para evitar algún daño a estas instalaciones. Se recomienda que en donde se encuentre un cruce con área de tránsito vehicular con trinchera se construya una plancha de concreto armado para proteger a esta y a los cables de alguna falla que pudiera poner en peligro a la instalación. Por lo anterior, el diseñador debe elaborar el plano de planta de localización de la trinchera, ductos y registros.

11.4.2 Detalles. Este plano debe definir claramente las dimensiones físicas de las trincheras, ductos y registros, así como los elementos estructurales que lo conforman, así como las profundidades de desplante con respecto al nivel de piso terminado; tapa de acuerdo al área geográfica y climatológica del lugar, drenaje del banco de ductos, trincheras y registros y la red de tubería para equipos de instrumentos.

12.

ARREGLOS FISICOS PARA AREAS NORMALES Y DE CONTAMINACION.

En el proyecto de una Subestación Eléctrica, es importante el "Arreglo Físico", que consiste principalmente, en la disposición o ubicación física de los elementos o componentes, que integran la Subestación Eléctrica (equipo primario, estructuras, caseta de control, etc.) ésta se realiza, para cada caso, de acuerdo con el diagrama unifilar correspondiente. El "Arreglo Físico" de una Subestación debe considerar la función de cada componente o elemento, así como la relación que guarda en el área que ocurra y su conexión eléctrica. El grado de complejidad en el “ARREGLO FISICO” de una Subestación Eléctrica esta en función del tamaño de la misma y de las tensiones que manejan, pero siempre estos arreglos están alrededor de unas barras colectoras. La manera más simple de unir un determinado número de circuitos ( a un mismo nivel de voltaje) es hacer llegar todos a unas barras colectoras. Con el objeto de mejorar la seguridad, el mantenimiento y aumentar la flexibilidad en la operación de los sistemas de potencia, se han elaborado distintos arreglos y configuraciones. Uno de los aspectos importantes a considerar, es el análisis de probabilidad de falla en los diferentes elementos y en el arreglo mismo, lo que define la disposición de las barras colectoras según la importancia que tendrá la Subestación en la instalación o sistema eléctrico de que forma parte. El dimensionamiento y arreglo físico de las Subestaciones Eléctricas se ve afectado por la capacidad y voltaje de las mismas, que no solo afecta al tamaño de los elementos o componentes, considerando además las distancias de seguridad para la operación y mantenimiento del equipo de acuerdo a la especificación. CFEL0000-06 “Coordinación de Aislamiento”.

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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION Los conceptos a considerar en la definición de los arreglos físicos son: 12.1

Concepto operativo.

Debe considerarse el diagrama unifilar propuesto según las necesidades de servicio, los niveles de tensión fijados para su operación en el lado de alta tensión y media tensión, así como la facilidad de acceso para efectuar maniobras al equipo para su mantenimiento y operación de la propia subestación; así mismo, debe considerarse en este aspecto la flexibilidad que debe existir en cuanto a la sustitución de cualquier equipo componente de la subestación, teniéndose presente también el espacio requerido para la instalación de la subestación móvil requerida en casos de emergencia en la cual debe existir un mínimo de afectación al sistema eléctrico en caso de una falla interna o externa de la Subestación, igualmente para las consideraciones operativas de los arreglos físicos, debemos de tener en cuenta su dimensionamiento, básicamente existen cuatro distancias que gobiernan la separación entre conductores y componentes en una subestación eléctrica de acuerdo a la especificación y que se pueden agrupar en:

12.1.1 Distancias de fase a tierra. Son las distancias entre partes vivas o energizadas y estructuras aterrizadas, como pueden ser muros, rejas, gabinetes de los equipos, subestaciones móviles y también las distancias entre partes vivas o energizadas y el suelo.

12.1.2 Distancias de fase a fase. Estas son las distancias entre partes vivas o energizadas de fases diferentes.

TABLA 12.1 DISTANCIAS MINIMAS DE FASE A TIERRA Y ENTRE FASES TENSION NOMINAL DEL SISTEMA

TENSION MAXIMA DE DISEÑO

NBAI HASTA 1000 m.s.n.m.

NBAI MAS DE 1000 m.s.n.m.

(kV) 13,8 23 34,5 69 115 138

(kV) 15,5 27 38 72,5 123 145

(kV) 110 150 200 350 550 550

(kV) 125 170 250 450 650 650

12.1.3 Distancias de aislamiento.

DISTANCIA MINIMA DE FASE A TIERRA HASTA 2000 m.s.n.m.

0.265 0.361 0.540 0.834 1.311 1.311

DISTANCIA AJUSTE MINIMA DE DISEÑO ENTRE CENTROS DE FASE HASTA 2000 m.s.n.m. (m) 0,450 0,615 0,972 1,501 2,359 2,359

(m) 0,45 0,62 1,00 1,50 2,40 2,40


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION Son las distancias entre las partes vivas o energizadas y las estructuras aterrizadas, pero a través de aisladores.

12.1.4 Distancias en zonas de circulación y trabajo. Son las distancias entre partes vivas o energizadas y los límites de las zonas de circulación o de seguridad. La base para la determinación de estas distancias, es el cálculo de las distancias dieléctricas de fase a tierra, las distancias mínimas a especificar son: Fase a tierra en conductor (barras). (Ver Tabla 12.1) Fase a fase. (Ver Tabla 12.1) 3) Alturas de partes vivas de equipos (primer nivel de barras) al nivel de piso terminado. En ningún caso debe ser inferior a 2,30 m mas la distancia de fase a tierra. 4) Altura de equipo sobre el nivel del suelo, según diseño y cumplir con lo indicado en el punto 3. 5) Altura sobre segundo nivel de barras sobre el suelo, cumpliendo con lo indicado en la Tabla 12.1. Altura de remate en Líneas de acuerdo con lo indicado en la especificación CFE- L0000-06 “Coordinación de Aislamiento”.

12.1.5 Alimentadores en alta tensión y bancos de capacitores en alta tensión. 1.-

Para cuatro o más alimentadores, se requiere el interruptor de transferencia.

2.-

Los bancos de capacitores deben ser colocados como un alimentador de alta tensión (lado fuente).

3.-

Se colocan tres transformadores de potencial (uno por fase) en la Barra Principal para el arreglo Barra Principal y Barra de Transferencia. Se debe obtener la señal de voltajes de barra principal para alimentar la protección de distancia y sobrecorriente direccional.

4.-

Para el arreglo de Bus en Anillo se colocan tres transformadores de potencial por línea; bajo ésta característica cada línea de subtransmisión esta protegida, contando con su propia señal de voltaje y la sumatoria de corrientes, para cada uno de los dos interruptores que la liberan de la falla.

5.-

En los diagramas unifilares con Barra Principal, únicamente los Transformadores de Corriente deben estar ubicados entre las cuchillas seccionadoras y el interruptor.

6.-

Los apartarrayos de alta tensión se deben instalar a la llegada de las líneas de subtransmisión y en el banco de transformación en ménsulas apropiadas.

7.-

En el área de transformación se deben considerar los espacios suficientes para subestación móvil al interruptor de Banco.

8.-

Los apartarrayos del Banco de Capacitores, se deben instalar en ménsulas contenidas en el propio banco.

12.2

Concepto de mantenibilidad.

conectar una


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION Para las consideraciones de los arreglos físicos desde el punto de vista de mantenimiento, es importante tomar en cuenta las distancias entre secciones o zonas de trabajo que limitan las áreas de mantenimiento. Estas pueden ser el suelo o plataformas sobre la cual laboren los trabajadores. Considerando que en una subestación eléctrica, el personal de mantenimiento debe de caminar libremente bajo las zonas de equipo energizado, es necesario considerar una distancia adecuada entre el punto mas bajo sobre cada aislador (donde se aterrizan las partes metálicas) y el suelo; esta distancia está basada en las denominadas distancias de seguridad para mantenimiento del equipo para lo cual es necesario tener una idea clara de los distintos equipos integrantes que se agrupan, como se deben aislar y separar físicamente de la vecindad de los equipos o partes vivas o energizadas, además de como se debe de lograr el acceso seguro a ellos, así como el establecimiento de zonas de mantenimiento. Algunas zonas de mantenimiento se pueden definir fácilmente y la necesidad de ellas resulta evidente. Quizás las más obvias es la zona del interruptor que requiere comúnmente un mantenimiento mas frecuente que para otros equipos. Es virtualmente una práctica universal proveer un medio de aislamiento sobre cada lado del interruptor y separar las partes vivas o energizadas adyacentes, cuando se encuentra aislado ya sea por distancias dieléctricas de seguridad o bien por barreras de protección. Zonas de mantenimiento que contienen aisladores, cuchillas desconectadoras, barras y conexiones, se definen con menor claridad y entonces se pueden emplear métodos alternativos para el establecimiento de estas zonas de mantenimiento.

12.2.1 Para alimentadores de alta tensión y transformadores de potencia.

1.Considerar espaciamiento entre equipos para que los trabajos de mantenimiento se realicen con seguridad para el personal, ya sea que se realicen los trabajos en vivo o bien desenergizado, así mismo se deben considerar los espaciamientos para la utilización de vehículos en la sustitución de los equipos. 2.-

Contar con alumbrado adecuado para la atención de contingencias.

3.-

Contar con dique de contención de aceite para el caso de existir fugas o derrames de aceite en el transformador considerando que capte el 20% de la capacidad de aceite del transformador.

4.-

Colocar tomacorrientes monofásicos y trifásicos para la alimentación de equipo de prueba o diverso.

5.-

En la selección del arreglo se deben considerar las distancias adecuadas para proporcionar el mantenimiento con seguridad.

6.-

La disposición física de los equipos debe permitir librar algún equipo sin riesgo a descargas eléctricas, por tensiones inducidas para el equipo librado y para el personal.

7.-

Considerar el espacio necesario para la instalación de subestaciones móviles en el área de transformación.

8.-

Considerar que debe contar con una fosa colectora de aceite, con capacidad mínima de 100% del aceite contenido en el transformador de mayor volumen, la cual se debe ubicar fuera del área de transformación, con la finalidad de poder recuperar el aceite derramado en caso de fuga.

12.2.2 Alimentadores en media tensión.


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION 1.-

Considerar los espaciamientos entre equipos para que los trabajos de mantenimiento se realicen con seguridad para el personal y equipos tanto con licencias o en vivo, asimismo se considera el espaciamiento para la utilización de vehículos en la sustitución de los equipos.

2.-

Los apartarrayos de circuito se deben instalar dependiendo del tipo de salida ya sea aéreo o subterráneo conforme se indica en los planos de ingeniería preliminar, sección 8 volumen 2 de las bases de licitación.

3.-

Los bancos de capacitores en baja tensión deben ser instalados considerando el área de maniobras para la instalación de una subestación móvil o por sustitución de bancos.

4.-

En el área urbana las salidas deben ser subterráneas hasta el primer poste fuera de la subestación.

5.-

Los transformadores de potencial deben ser para un sistema de 3F - 4H, y cuando se tengan 2 transformadores de potencia en la subestación se deben instalar un juego de estos equipos por cada banco.

6.-

Cuando se tengan dos transformadores de potencia se debe considerar interruptor de amarre de barras, este se debe seleccionar con la misma capacidad de un interruptor de banco de baja.

12.3

Planeación.

Se debe tomar en cuenta este concepto de planeación, a partir del diagrama unifilar autorizado, en donde deben considerarse todas las ampliaciones previstas para el crecimiento futuro de la subestación, aunque de momento solo se construya parte de ella, a partir del cual se debe considerar la ubicación del área eléctrica de forma tal que contemple las ampliaciones futuras de la instalación.

12.3.1 Para alimentadores en alta tensión y banco de transformación.

1.-

Considerar las etapas de crecimiento de los diversos arreglos en la selección del terreno, construyendo subestaciones escalables para que las ampliaciones sean condiciones programadas.

2.-

Para arreglos con Barra en Anillo se debe construir en su etapa inicial el anillo para las ampliaciones consideradas, ya que bajo esta condición y con cuchillas adecuadamente colocadas se podrá seccionar la barra para realizar los cambios necesarios.

3.-

Definir espaciamientos adecuados entre equipos y áreas eléctricas para desarrollar el mantenimiento preventivo y correctivo.

4.-

En las bahías de baja tensión normalizadas, los interruptores de banco se deben ubicar de tal manera de que el interruptor de amarre quede colocado entre ellos.

5.-

Considerar las canalizaciones subterráneas suficientes para la interconexión de equipos-tableros de P.C.M. de acuerdo a la capacidad máxima de alimentadores y bancos de transformación.

6.-

Cuando se instale más de un transformador de potencia, estos deben estar colocados en sus bahías correspondientes y separados por una bahía en la cual se coloca el interruptor de transferencia, lo anterior es para evitar el tener que colocar mamparas entre transformadores de potencia.


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION 12.3.2 Para alimentadores en media tensión y caseta de control. 1.-

Considerar las canalizaciones subterráneas suficientes para la interconexión de equipos y tablero de P.C.M. de acuerdo a la capacidad máxima de alimentadores en la subestación, siendo en forma general un ducto de 102 mm de diámetro para cada equipo (interruptor o transformador).

2.-

Proyectar las canalizaciones subterráneas suficientes para los circuitos de distribución a requerir, y estos se hacen en “camas” de acuerdo a las normas de redes subterráneas.

3.-

La caseta de control se debe proyectar previendo el crecimiento máximo y sin interferir en el crecimiento de la obra electromecánica de la subestación.

4.-

Para interruptores alojados en tableros Metal - Clad se debe preparar la trinchera para la salida de los circuitos de distribución subterránea de acuerdo a la capacidad máxima de alimentadores en la subestación.

12.4

Distancias de seguridad.

Se entiende como distancias mínimas de seguridad, a los espacios libres que permiten circular y efectuar maniobras al personal dentro de una subestación, sin que exista riesgo para sus vidas y con un mínimo de operaciones durante las maniobras de trabajo. Las distancias mínimas de seguridad en una subestación, consideran los siguientes conceptos:

12.4.1 Zona de circulación del personal. En una subestación la altura de las partes vivas al nivel del piso terminado, deben ser tales que permitan la circulación del personal. Dicha altura mínima es la suma de la distancia base de fase a tierra, aumentada en 2,30 m, que es la altura que puede alcanzar un operador de talla media con un brazo levantado. Como ya se dijo, la altura mínima de las partes vivas sobre el suelo en zonas no protegidas por cercas, siempre debe ser superior a 3 m, y la altura mínima sobre el suelo, de la parte inferior de un aislador tipo columna, en zonas no protegidas, debe ser mayor de 2,30 m, ya que el aislador se considera como una pieza sujeta a un gradiente de tensión, cuya parte metálica inferior está al potencial de tierra. En subestaciones donde por motivos especiales, las partes bajo tensión se encuentran a alturas inferiores a las especificadas, se deben instalar barandales protectores, o bien cercas que impidan el acercamiento a las partes vivas a distancias menores a las de seguridad. Los barandales deben tener 1,20 m de altura y quedar a una distancia de las partes vivas igual a la distancia entre fase a tierra aumentada en 0,90 m como mínimo.

12.4.2 Zona de circulación de vehículos. La distancia horizontal a las partes vivas debe ser de 0,70 m mayor que la de fase a tierra, para tener en cuenta las maniobras y la imprecisión en la conducción del vehículo. La distancia vertical a las partes vivas debe ser por lo menos igual a la distancia base para conexiones rígidas, y en el caso de barras flexibles es igual a la distancia base más 0,5 m, para absorber los movimientos de los cables.


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION El espacio para la circulación de vehículos con cargas pesadas se determina tomando en cuenta las dimensiones exteriores del vehículo de mayor tamaño que se piense utilizar, incluido el transformador más voluminoso que se instale en la subestación.

12.4.3 Zonas de trabajo. En cualquier sección de alta tensión de una subestación, después de desconectar los interruptores y cuchillas de la sección de que se trate y sin desconectar las secciones contiguas, el personal de mantenimiento debe trabajar con seguridad plena. En ningún caso la distancia total deber ser inferior a 3 m; en aquellos casos en que, por alguna razón, no se puedan lograr las distancias mínimas de seguridad, todas las partes vivas de la sección deben aislarse del contacto humano por medio de barreras de protección, que impidan los acercamientos peligrosos. Durante la construcción de las instalaciones eléctricas, grandes o pequeñas, o en el empleo de máquinas o aparatos que van a prestar algún tipo de servicio eléctrico, es una norma fundamental de seguridad que todas las partes metálicas que se encuentran accesibles al contacto con las personas se debe mantener siempre a un potencial bajo, para que en caso de accidente no resulte de peligro para las personas. Esto quiere decir que las instalaciones eléctricas deben estar diseñadas para prevenir el peligro de cualquier contacto accidental de las partes metálicas circundantes con los elementos que se encuentran bajo tensión, los cuales deben estar provistos de los apoyos y aisladores adecuados. Aún con estas medidas de seguridad permanece el peligro de que estas partes normalmente aisladas, puedan tener contacto con las partes que no están a tensión y se tenga un potencial con respecto al suelo (tierra) apareciendo un potencial anormal, esto puede ocurrir por una causa accidental o defecto de la misma. Como se sabe una corriente eléctrica que circula por el cuerpo humano puede producir un efecto más o menos grave e inclusive la muerte según sea su intensidad y duración, su naturaleza y las condiciones en que se encuentre la persona afectada. Las distancias en aire de fase a tierra y de fase a fase deben garantizar una probabilidad de flameo tal que resulte baja desde el punto de vista de los criterios de diseño adoptados. Esto conduce al establecimiento de distancias mínimas de no flameo entre fase y tierra o entre fases y que se determina principalmente para los impulsos por rayos y por maniobra según los niveles de aislamientos. El concepto de distancia dieléctrica en aire es general y desde el punto de vista del diseño parte de la relación entre la tensión crítica de flameo por rayo (VCF) o por maniobra (VCS) y el nivel básico de aislamiento al impulso por rayo (NBAI) o por maniobra (NBA). Además de las distancias eléctricas, existen consideraciones relacionadas con la seguridad del personal para la operación y mantenimiento de una subestación eléctrica, especialmente las de alta tensión. Partiendo de la base que las denominadas partes vivas (con potencial) deben quedar siempre fuera del alcance del personal, de cualquiera de las siguientes formas: 1.-

Las partes vivas se pueden colocar fuera del alcance del personal usando distancias de las zonas de trabajo y circulación suficientemente grandes para contactos eléctricos.

2.-

Las partes vivas se pueden hacer inaccesibles por medio del uso de barreras o cercas de aislamientos o partes vivas de la instalación.

3.-

El uso de equipo en el que las partes vivas queden encerradas.


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION Para el establecimiento de las distancias de seguridad se deben considerar los siguientes puntos:

I)

I)

Maniobras de los operadores o personal de cualquier puesto de la instalación.

II)

Circulación de personal en la subestación.

III)

Circulación de vehículos por la subestación.

Maniobras de los operadores o personal de cualquier puesto de la instalación.

Cualquier maniobra para realizar trabajos de mantenimiento, reparaciones o modificaciones de cualquier parte de una subestación eléctrica, se deben hacer hasta que se haya efectuado la apertura de interruptores y cuchillas para asegurar el libramiento en la sección de trabajo, considerando que cualquier trabajo se debe realizar con el máximo de seguridad, las distancias de seguridad de las zonas de trabajo se obtienen con el principio general de aumentar a la distancia mínima de fase a tierra. II)

Circulación de personal en la subestación.

Es frecuente que en algunos diseños de subestaciones eléctricas no se usen barreras o cercas de protección, en estos casos la altura mínima sobre el nivel del piso terminado a las partes vivas debe ser adecuada como para que el personal pueda circular por la subestación con seguridad. III)

Circulación de vehículos por la subestación.

En las subestaciones eléctricas grandes existen, debido a la necesidad de maniobras de operación y labores de mantenimiento, zonas de circulación de vehículos. Los espacios para circulación de éstos se calculan de acuerdo a las dimensiones de los que se decidan podrán circular por estas zonas.

12.4.4 Blindaje. Con el propósito de proporcionar un blindaje a los equipos y conductores de fase de las subestaciones contra las sobretensiones de origen atmosférico y principalmente las de tipo indirecto, se deben instalar siempre que sea posible cable de guarda y/o bayonetas. Dependiendo del tamaño de la subestación se puede emplear cualquiera de estos dos dispositivos o ambos, los cables de guarda deben cumplir con la función principal de proteger a los conductores de fase de la subestación y las bayonetas deben de cubrir las zonas que no se encuentren protegidas por el cable de guarda y en particular algunos equipos. Los cálculos y diseños de blindajes se determinan conforme a la especificación C.F.E. L0000-06 "Coordinación de Aislamiento".

12.5

Protección ambiental.

En los proyectos de subestaciones de distribución se deben considerar los siguientes criterios: La protección a la flora y fauna silvestre, minimizar los impactos adversos al paisaje, la prevención y control de la contaminación. Lo anterior hace necesario identificar los factores ambientales que pueden ser afectados.


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION 12.5.1 Leyes y reglamentos a cumplir. a) Decreto que reforma, adiciona y deroga diversas disposiciones de la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente publicado en el diario oficial de la federación de fecha 13 de diciembre de 1996. b) Reglamento de la ley general del equilibrio ecológico y protección al ambiente, en materia de impacto ambiental. c) Ley forestal y su reglamento.

12.5.2 Normas oficiales mexicanas a cumplir. Las mitigaciones que se pueden tener por indicaciones del INE-SEMARNAP, cuando esté en etapa de construcción la subestación eléctrica, están contenidas en las siguientes normas: 1)

Nom-059-ECOL-1994: Que determina las especies y subespecies de flora y fauna silvestres, terrestres y acuáticas en peligro de extinción, amenazadas, raras, y las sujetas a protección especial, y que establecen especificaciones para su protección.

2)

Nom-041-ECOL-1993: Referente a las emisiones a la atmósfera que generan los vehículos y maquinaria, así como la verificación vehicular del estado.

Nom-080-ECOL-1994: Establece los límites máximos permisibles de emisión de ruido provenientes del escape de los vehículos automotores, motocicletas, triciclos motorizados en circulación y su método de medición.

12.6

Materiales a utilizar.

Una selección cuidadosa de los materiales a utilizar en una subestación tipo intemperie ubicada en zonas de contaminación, impacta directamente sobre los riesgos de falla y el costo de mantenimiento. Los materiales especificados para las áreas de contaminación, deben ser capaces de soportar el proceso de corrosión, abrasión por viento y polvo, además de la propia contaminación salina o de tipo industrial. Para áreas de baja contaminación se utilizan estructuras de fierro estructural o fierro soporte galvanizada por inmersión en caliente de acuerdo a la norma ASTM- A-123.

12.6.1 Materiales para estructuras de montaje de equipos y buses. Dentro de los materiales utilizados para la construcción de estructuras usadas en los arreglos físicos de las subestaciones de distribución, pueden ser: a) Estructuras metálicas con acabado galvanizado normal para zonas de baja contaminación. b) Estructuras metálicas con acabado extragalvanizado para zonas de alta contaminación (Salina o industrial. c) Estructuras de concreto para zonas de alta contaminación (Salina o industrial.

12.6.2 Materiales para conectores, buses y herrajes. En la selección de los materiales adecuados para la conexión física del equipo primario de la Subestación y la instalación de buses, no solo se consideran las propiedades eléctricas del conductor sino


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION también sus propiedades mecánicas, para tener la facilidad de hacer conexiones, las limitaciones de espacio y sobre todo la resistencia a la corrosión y su mantenimiento.

13.

ALUMBRADO.

La iluminación general debe producir un nivel de luz uniforme en el área considerada. Se define como iluminación uniforme, la distribución de la luz donde la iluminación máxima y mínima en cualquier punto no es más que un sexto arriba o abajo del nivel promedio en área. Los luminarios colocados con espaciamiento que no exceda de los máximos permitidos, deben de producir una iluminación uniforme en el plano de trabajo. Tiene como objetivo, proveer a los diferentes locales y zonas de una Subestación de Distribución, una iluminación suficiente para llevar a cabo satisfactoriamente todas las funciones y operaciones necesarias, con un mínimo de inconvenientes con lo que respecta al factor luz. En el caso de las zonas exteriores, dicho alumbrado sustituye durante la noche a la luz natural o la complementa en horas en que la luz natural no es suficiente. El alumbrado del área eléctrica de la Subestación es muy necesario dado que frecuentemente el área operativa tiene necesidad de verificar la operación adecuada de los equipos de potencia durante las noches.

En las estructuras para subestaciones nuevas donde se encuentran instalados los buses y equipo eléctrico, no deben emplearse para el montaje de los reflectores que proporcionan el alumbrado exterior, esto como una medida de seguridad para el personal de mantenimiento. Por lo tanto, para el montaje de los reflectores, deben utilizarse estructuras o postes independientes.

13.1

Niveles de iluminación.

Para los diferentes locales y zonas de una Subestación de Distribución, se requieren diferentes niveles de iluminación, los cuales dependen del trabajo que se requiera efectuar en cada lugar. El nivel de iluminación necesario para conseguir un valor eficaz, rápida y confortable de la tarea encomendada, depende de cierto número de factores, entre los que podemos contar los siguientes: a) b) c) d)

Factores de reflexión de los objetos observados. Contraste entre los detalles y los fondos sobre los que se destacan. Distancia de estos objetos al órgano visual del observador. Magnitud de los detalles de los objetos que se trata de discernir.

Niveles de iluminación recomendados por Iluminating Engineering Society y la Sociedad Mexicana de Ingeniería e iluminación. Local

Nivel de iluminación I.E.S. (Preferible)

Locales Interiores: a) Cuartos de baterias b) Cuartos de control: - Cara vertical de tableros - Cara de la sección de duplex opuesta al operador - Area interior del tablero duplex (pasillo)

200 500 300 100

S.M.I.I. (Minimo)

100 300 200


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION - Lado posterior de todos los tableros, (vertical) - Alumbrado de emergencia, todas las áreas c) Bodega

100 30 200

Local

S.M.I.I. (Luxes)

60 60 20 100 I.E.S.

Areas Exteriores a) Zona de equipo instalado y de paso: - Iluminación general horizontal

20

- Iluminación general vertical (sobre equipo) b) Zonas alrrededor de la caseta de control: - Entrada principal

20

c) Cerca o alambrado

2

13.2

100

Métodos de calculo.

En general, todo proyecto de iluminación se calcula por medio de tres métodos conocidos, los cuales se definen a continuación, estos métodos no se describen paso por paso ya que no es el objetivo del capítulo de esta especificación.

13.2.1 Método de volumen o flujo luminoso. Este método es utilizado para estimar el número de unidades de alumbrado, que producen una iluminación determinada promedio en todos los puntos del área considerada en un local; por lo que su aplicación se limita al cálculo de alumbrado de interiores. Cada uno de los factores que intervienen en este método deben ser valorados adecuadamente para la obtención de resultados más exactos.

13.2.1.1

Método de cavidad zonal.

Las bases para el método de Cavidad Zonal descansan en el concepto de la teoría de transferencia de flujo, considerando que un local está formado de una serie de cavidades que tienen reflectancias entre ellas y el plano de trabajo.

Un local puede ser dividido en tres espacios básicos o cavidades: a) b) c)

El espacio entre los luminarios (si son suspendidos) y el techo, se define como "Cavidad de Techo" o "Cavidad de Cielo". El espacio entre el plano de trabajo y el piso se define como "Cavidad de Piso". El espacio entre los luminarios y el plano de trabajo se llama "Cavidad de Cuarto".


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION 13.2.2 Método de punto por punto. Por este método se calcula la iluminación en algún punto particular de la superficie por iluminar, sin considerar la iluminación en dicho punto producida por reflexiones. Este método se basa en la ley de la inversa de los cuadrados, la cual se basa en fuentes puntiformes; por lo tanto, cuando la fuente es grande y extensa, bien sea lineal o superficial el método de punto por punto no puede emplearse, a no ser que la distancia entre estas fuentes y el punto a iluminar sea suficientemente grande con respecto al tamaño de la fuente. Esta distancia se puede considerar, sin mucho error, como la mínima, cinco veces la mayor dimensión de la fuente. Teniendo en cuenta las condiciones anteriores y por medio de las curvas de distribución luminosa de la unidad de alumbrado seleccionada (proporcionada por los fabricantes), se puede determinar la iluminación en luxes en cualquier punto.

13.2.3 Método de lúmenes promedio para calculo de proyectores. Cuando se trata de iluminar espacios en los que la instalación de los elementos luminosos resulta complicado como lo es en las áreas exteriores de las subestaciones de distribución, en las cuales el número de soportes de los elementos luminosos a de ser limitado, se emplean por lo general proyectores o reflectores. Comúnmente los proyectores empleados para este tipo de iluminación son de una potencia elevada y de una intensidad máxima (en candelas) en el eje óptico, lo que se puede ajustar en los ángulos de iluminación requerida, de acuerdo con su horizontal y vertical al plano de trabajo y al nivel de iluminación necesaria. Uno de los métodos para el diseño de alumbrado por medio de proyectores, es el de lúmenes promedio, el cual nos proporciona el nivel de iluminación promedio en todos los puntos del área que se ha de iluminar. Para utilizar este método en la resolución del diseño de alumbrado, deben tenerse en cuenta los siguientes puntos fundamentales: Dimensiones del área, Nivel de Iluminación y del Tipo de Emplazamiento de los Proyectores.

13.3

Alumbrado exterior.

La instalación del alumbrado exterior se debe realizar en la periferia de la subestación de acuerdo con el proyecto y debe dirigirse principalmente hacia el equipo de potencia, controlándose a través de fotoceldas y contactores de acuerdo a las necesidades de la subestación y debe ser en 2 etapas (dos circuitos independientes): 1.- Con alumbrado mínimo (fotocelda) 2.- Todo manual Cuando se trata de iluminar espacios en los que la instalación de los elementos luminosos resulta complicado, como lo es en las grandes áreas exteriores en cuestión, en los cuales el número de soportes de los elementos luminosos es limitada, se emplean por lo general proyectores de vapor de sodio o reflectores de 250 W, 220 V, 2 fases para operación en exteriores. Generalmente en las subestaciones en cuestión, los proyectos se instalan en la perimetral a intervalos regulares para proporcionar una iluminación uniforme.


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION 13.4

Alumbrado interior (caseta de control).

El alumbrado en la sala de tableros, se debe hacer en base a los niveles de iluminación indicados en la tabla de iluminación en el punto 13.1. de esta especificación. Utilizando luminarias de tipo colgante ( Industrial), de 2 x 39, con balastra electrónica. En el cuarto de baterías se debe evitar la instalación de contactos o apagadores que provocan chispas al ser operados y dado el ambiente que provocan los gases del banco de baterías, puede ser peligroso. Las lámparas que se instalen en el cuarto de baterías deben ser a prueba de explosión, clase 1 División 2.

14.

ESTRUCTURAS.

Para construir Subestaciones de Distribución, se utilizan estructuras metálicas galvanizadas, indistintamente para los diferentes tipos de condiciones climatológicas y niveles de contaminación ambiental. Sin embargo, este tipo de material actualmente no es recomendable utilizarlo en lugares donde exista alta contaminación, ya que se origina un acelerado proceso de corrosión en las partes metálicas, ocasionando un mantenimiento constante en sus componentes, y consecuentemente un costo elevado de mantenimiento, bajo estas condiciones es recomendable la utilización de estructuras de concreto reforzado. 14.1

Políticas de uso.

La filosofía actual para el diseño de subestaciones de distribución comprende 3 tipos diferentes de estructuras que satisfacen los requerimientos planteados en la disposición física de los arreglos propuestos. 14.1.1 Estructuras Metálicas Las estructuras metálicas diseño modular tipo Celosía, resultan más atractivas desde el punto de vista constructivo por la facilidad de manipulación e instalación. Se tienen los siguientes tipos de estructuras metalicas para alta tensión: a) Diseño I.I.E b) Ebasco c) Montemorelos Para media tensión: a) Estructura normalizada para 13.8 KV b) Estructura normalizada para 23.9 y 34.5 KV 14.1.2 Estructuras de concreto diseño prefabricado. Se deben aplicar indistintamente para todo sitio donde exista la factibilidad de emplear materiales propios de la región que satisfagan las normas ASTM C-595, ASTM C-150, ASTM C-33, ACI-318, NOM B-6, NOM C-1 y NOM J-151, respectivamente.


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION Además, debe contarse con los recursos que garanticen la correcta manipulación de los elementos prefabricados durante el proceso de montaje y conexión de los mismos; pero preferentemente se deben utilizar en zonas de alta contaminación (ambientes marino e industrial). El proyecto establece un diseño modular que permite su aplicación en todo tipo de zonas, tanto urbanas, suburbanas, como rurales. Las trabes y columnas deben prefabricarse a nivel de piso en el sitio de la obra y/o en planta, con objeto de lograr mayor control en la calidad de los acabados (de tipo aparente. Debe preverse la instalación de placas de acero para conexión y armado de las estructuras ancladas en los extremos de las trabes y en el sitio de conexión de las columnas, ubicadas éstas según la disposición indicadas en los planos de proyecto. En las zapatas de cimentación debe preverse la construcción de un dado conteniendo orificios para la introducción de pasadores de fierro galvanizado de 25 mm. de diámetro, que permitan recibir y afianzar las columnas a la cimentación, integrándose monolíticamente al sellar con mortero expansivo y estabilizador la holgura perimetral en la base de la columna y el dado de cimentación. El montaje de las estructuras debe realizarse preferentemente por medios mecánicos, utilizando grúa con capacidad de 20 a 35 Tons, con giro de 360 grados y alcance mínimo de pluma de 18 m, con objeto de garantizar la confiabilidad de maniobras durante el montaje.

14.1.3 Estructuras metálicas tipo "A". Las estructuras metálicas tipo "A" con recubrimiento galvanizado de 40 micras, son aplicables a instalaciones con ubicación geográfica en ambientes industrial de baja contaminación. Las estructuras metálicas tipo "A" con recubrimiento galvanizado de 90 micras, representa otra opción versátil de aplicación a instalaciones para zonas de alta contaminación, con ubicación geográfica en ambientes marino e industrial.

15.

SISTEMAS CONTRA INCENDIO.

Las Subestaciones de Distribución requieren de múltiples medidas de seguridad ante los diversos accidentes o fallas que pueden ocurrirles a los equipos instalados, además de procurarles siempre las mejoras que se les puedan dar para la elevación de su confiabilidad. En las Subestaciones de Distribución una de las medidas de seguridad y protección que debe implantarse, es la de implementar medidas contra incendio para Subestaciones, lo anterior en apoyo a la


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION especificación de prevención, control y extinción de incendios en subestaciones eléctricas de distribución anexas a estas bases de licitación

16.

DRENAJES PLUVIALES.

Se conoce con este nombre a la actividad de encauzar o canalizar (drenar) los excedentes de líquidos a través de obras hidráulicas. Toda red de drenajes tiene que diseñarse con una serie de funciones primarias básicas pensadas para:

16.1

a)

Permitir una rápida evacuación de las aguas pluviales.

b)

Ser impermeable al agua, al aire y a los gases.

c)

Ser lo más ligera posible y con una rigidez que permita pequeños movimientos sin perjudicar su funcionamiento.

d)

Ser compatible, en cuanto al material, con el tipo de agua que va a canalizar.

Sistema de funcionamiento. Por su funcionamiento los sistemas de drenajes se pueden dividir en:

16.1.1 Sistemas por gravedad. Donde las aguas son canalizadas aprovechando las pendientes dadas a los conductos.

16.1.2 Sistemas por elevación. Si en algún punto, se interrumpe el recorrido por gravedad, las aguas pueden ser elevadas por medios mecánicos para permitirles seguir su curso.

16.2

Métodos de instalación. Estos pueden ser:

16.2.1 A cielo abierto. Cunetas con pendientes definidas. 16.2.2 Obras subterráneas. Red de atarjeas con instalación de pozos de visita para su conservación y mantenimiento.

17.

PISOS.


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION En las áreas eléctricas o propias de la subestación de distribución (área energizada) con el objeto de contar en todo momento con acceso al área de equipos, pueden ser de:

17.1.

Gravilla triturada de 3/4" de diámetro.

Su espesor debe ser de 10 a 15 cm y previo al tendido de gravilla, se debe instalar sobre el nivel del piso terminado un hule negro, el cual no permite las filtraciones del sol, evitando con ello el nacimiento de maleza. 17.2.

Gravilla triturada de 1/4" de diámetro.

Su espesor debe ser de 10 a 15 cm y previo al tendido de gravilla, se debe instalar sobre el nivel del piso terminado riego de liga con un asfalto FR-3, el cual no permite las filtraciones del sol, evitando con ello el nacimiento de maleza. 17.3

Concreto hidráulico reforzado.

Se utiliza de f'c = 200 Kg/cm² (20 MPa) y acero de refuerzo f’y =4200 Kg/cm² (428 MPa) o malla electrosoldada de acuerdo al uso del piso, colocándose losas de diferentes tamaños y un espesor de 12 cm como mínimo dependiendo de las cargas, debiendo considerarse juntas de contracción , expansión , construcción según diseño.

17.4

Carpeta de concreto asfaltico.

En este tipo de piso terminado se efectúa con riego de impregnación FR-3 en proporción de 1 l/m2 y el espesor de la carpeta debe ser de 5 a 7 cm, dependiendo del tipo de tráfico que se presente en la subestación.

17.5

Acabados finales. Los acabados finales para el concreto pueden ser:

17.5.1

Rústicos. Acabados con plana, flota, escobillado, con arista rematadas a base de volteador si se requieren.

17.5.2

Finos. Con acabados con llana (pulido), martelinado, concreto lavado.

18.

CRITERIOS GENERALES DE DISEÑO ELECTRICO.

18.1

Diagrama unifilar de protección, control y medición.

El Contratista ganador debe suministrar el diagrama unifilar de protección, control y medición definitivo, tomando como base la Especificación Técnica No. CFE-00200-02 y el diagrama unifilar con protecciones que se anexa en las bases de licitación. Este diagrama debe indicar en forma clara los siguientes conceptos:


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18.2

a)

Interconexión del equipo primario y de comunicaciones, interruptores, transformadores de potencia, cuchillas desconectadoras, transformadores de instrumentos, apartarrayos, etc.

b)

Nomenclatura asignada por CENACE para interruptores, cuchillas y destinos de las líneas.

c)

Relaciones de transformación, polaridades, cantidad de devanados secundarios y conexión secundaria de los transformadores de instrumentos, así como sus interconexiones con los equipos de protección y medición.

d)

Los relés de protección y los principales relés auxiliares, indicando disparos, cierres, disparos transferidos y alarmas.

e)

Cuando se trate de ampliaciones a obras en operación, el diagrama unifilar debe indicar tanto la etapa existente como la ampliación. Comisión dará las facilidades para que el Contratista realice los levantamientos necesarios para integrar dicha información.

Servicios propios. En las obras nuevas los servicios propios se proporcionarán como sigue: • Corriente Alterna: 3 fases 4 hilos 220/127 VCA. • Corriente Directa: 125 VCD, 48 VCD, 24 VCD y/ó 12 VCD. Para las ampliaciones de obras se usarán las tensiones existentes.

De acuerdo a lo anterior, el Contratista debe suministrar los diagramas unifilares necesarios, indicando fuentes de alimentación de C.A. y C.D., unidad de transferencia manual-automática con interruptores termomagnéticos, equipos de protección y medición e interruptores termomagnéticos de los distintos circuitos de C.A. y C.D. El Contratista debe proporcionar una lista de equipos y materiales a suministrar.

18.3

Disposición de equipo.

Con base en el Diagrama Unifilar Simplificado, y al Arreglo General, el Contratista debe elaborar los planos a detalle de Disposición de Equipo en planta y cortes indicando distancia entre fases, fase a tierra, alturas de seguridad, dimensión de las estructuras mayores, cadenas de aisladores, conductores y barras, así como equipos primarios, caseta de control y/o relevadores, edificios SF6, etc. De acuerdo con la Especificación CFE L0000-06 “Coordinación de Aislamiento”. El Contratista debe proporcionar una lista del equipo primario a suministrar, relacionado con los planos respectivos.

18.4

Isométrico con cargas.

Con base en la disposición de equipo solicitada por Comisión, el Contratista debe elaborar a escala el plano isométrico con cargas del proyecto, en el cual se muestren las estructuras metálicas de la subestación a 30 grados con respecto a la horizontal, y tener la información de las cargas tanto del equipo en las estructuras como de las tensiones mecánicas de conductores utilizadas en el diseño; estas tensiones serán a centro de trabes y columnas. También se deben considerar capiteles con tensiones para cable de guarda y bayonetas, e indicar los detalles de las diferentes cargas.


HOJA 52 DE 56



18.5

Arreglo de la caseta de control y/ó relevadores. El Contratista indicará en el plano de la caseta el arreglo de:

Gabinetes de tablillas, tableros de protecciones, mímico, arreglo de tableros para servicios propios, baterías y cargadores, equipo de comunicaciones y control, charolas, alumbrado, aire acondicionado, control supervisorio, acceso de trincheras, etc. Todos los conceptos anteriores se representarán en planos independientes que muestren los detalles de conexiones y la ubicación del equipo en planta y cortes, incluyéndose además las listas y especificaciones de los equipos y materiales a suministrar e instalar. La entrada de cables de control se realizará a través de un gabinete de tablillas ubicado dentro de la caseta, o directamente a los tableros de protección, control y medición por medio de charolas internas, con excepción de los cables de fuerza que deberán ir directamente del centro de carga al equipo. La entrada de los cables de control y fuerza a la caseta debe sellarse con material no inflamable resistente y de fácil remoción. En ampliación de caseta, se debe considerar el criterio existente y proporcionar los planos actualizados. En caso de existir el espacio para ubicar el equipo, se debe proceder con lo antes señalado.

18.6

Planos de diseño e instructivos de equipo.

Para su información, revisión y comentarios, el Contratista debe proporcionar a Comisión tres copias de los planos de dimensiones generales, diagramas unifilares, esquemáticos y de alambrado de los equipos siguientes: transformadores de potencia, transformadores de instrumentos, cuchillas desconectadoras, apartarrayos, tableros de protección, control y medición, tableros de servicios propios, unidades terminales remotas y equipos de comunicación. Asimismo, el Contratista debe proporcionar tres juegos de instructivos de operación y mantenimiento de todos los equipos que integran el alcance de suministro del Proyecto completo. Los planos y diagramas que se presentan para revisión de Comisión deben cumplir los siguientes requisitos: a)

Escalas. Croquis de localización: Arreglo general: Disposición de equipos:

1:50,000 1:500 ó 1:750 1:200 ó 1:250

b)

Dimensiones. Como máximo 90 x 130 cm, dependiendo del concepto que se represente. Para diagramas esquemáticos de control para tableros de protección y servicios propios, el ancho de los planos será tamaño carta con el largo que se requiera en cada caso.

c)

Acotaciones. Debe usarse el Sistema Métrico Decimal.

d)

Identificación. Cada plano debe llevar dibujado un cuadro en el margen inferior derecho que identifique la actividad de diseño, ya sea civil o colectivo respectivamente, debiéndose incluir la siguiente leyenda: “Propiedad de CFE, prohibida su reproducción parcial o total”.


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION e)

Presentación Para su información, revisión y comentarios, los planos deben presentarse doblados en tamaño carta y encarpetados.

Estos criterios generales son aplicables a todas las subestaciones nuevas y ampliaciones, salvo que se indique otra cosa en las Características Particulares de Diseño, incluido en la sección 8 volumen 2 de las bases de licitación. El contratista entregara 3 juegos definitivos de planos, diagramas y la totalidad de manuales de operación y mantenimiento por obra, previo a la aceptación provisional de la subestación; así mismo entregara 3 juegos de la información anterior en archivos electrónicos (CD).

19.

INGENIERÍA DE DETALLE.

El Contratista debe desarrollar la ingeniería de detalle, documentar las memorias de cálculo y elaborar los planos de todos los conceptos electromecánicos y civiles, tomando como base la ingeniería preliminar indicada en la sección 8, volumen 2 de las bases de licitación..

19.1

Ingeniería de detalle en el diseño electromecánico.

1.

Cronograma de diseño electromecánico.

2.

Esquema (diagrama unifilar simplificado).

3.

Arreglo general.

4.

Disposición de equipo (planta).

5.

Disposición de equipo (cortes).

6.

Isométrico con cargas.

7.

Localización trayectoria de trincheras, ductos y registros.

8.

Herrajes y conectores (planta).

9.

Herrajes y conectores (cortes).

10.

Detalles de herrajes, conectores y lista de materiales.

11.

Red de tierras.

12.

Detalles de soldaduras, varillas, montaje de red de tierras y lista de materiales.

13.

Alumbrado exterior (planta).

14.

Alumbrado exterior, detalles de montaje, cuadro de cargas, diagramas y lista de materiales.

15.

Caseta de control. Arreglo de tableros, baterías y cargadores.


HOJA 54 DE 56



Caseta de control. Trayectorias de charolas y lista de materiales.

17.

Caseta de control. Sistema de alumbrado y lista de materiales.

18.

Gabinetes de tablillas en caseta de control.

19.

Gabinetes de centralización.

20.

Esquema (diagrama) unifilar de protección control y medición general.

21.

Tablero de control, protección y medición y/o SISCOPROMM.

22.

Dimensiones generales y anclaje de equipos en caseta de control.

23.

Esquemas desarrollados de protección control y medición. a) Líneas 1, 2,....,n Tensiones_____ kV. b) Transformadores relación_____ kV. c) Amarre de barras o transferencia_____ n. Tensiones_____ kV. d) Protección diferencial de barras _____ n. Tensiones_____ kV. e) Medición de barras _____ kV. f) Banco de capacitores _____ kV. g) Alimentadores 1, 2,....,n Tensiones_____ kV.

24.

Diagrama unifilar de servicios propios. General.

25.

Tablero de servicios propios.

26.

Esquemas desarrollados de servicios propios 220/127 VCA.

27.

Esquemas desarrollados de servicios propios 125 VCD.

28.


29


30 31. 32

Esquemas desarrollados de servicios propios 12 VCD. Banco de baterías 125 VCD y cargadores. Diagramas y planos de sistema de comunicaciones y control supervisorio.

33.

Diagrama de alambrado del total de los esquemas.

34.

Dibujos de montaje a detalle: Todos los equipos principales indicando tipo, marca y peso para cada tensión. a) b) c) d) e) f)

Transformador de potencia. Interruptores. Cuchillas desconectadoras. Transformadores de corriente. Transformadores de potencial inductivo. Transformadores de potencial capacitivo.


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ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION g) h) i) j) k) l)

Apartarrayos. Trampas de onda. Aislador soporte. Capacitores. Transformador de servicios propios. Banco de baterías y los cargadores.

35.

Lista de cables de control y fuerza.

36.

Memorias de cálculo. a) b) c) d) e) f)

Coordinación de aislamiento (distancia de seguridad y distancias mínimas recomendadas, blindaje, efecto corona, radiointerferencia [nivel de ruido]). Red de tierras. Alumbrado exterior y perimetral. Alumbrado caseta de control. Aire acondicionado. Memoria de cálculo para conductores: cables de Potencia, aéreos, de control y fuerza.

Estas memorias de cálculo deben indicar el procedimiento citando las normas internacionales, nacionales o internas de Comisión que se utilicen como fuente de información. En los casos que se requiera del uso de programas de cómputo, el Contratista debe proporcionar una copia en discos de 3½", así como la licencia para la utilización de éstos.

19.2

Ingeniería de detalle en el diseño civil.

1.

Cronograma de diseño civil.

2.

Plataformas, terracerías y jardinería.

3.

Bardas, incluyendo diseño arquitectónico de fachadas y puertas.

4.

Pisos terminados.

5.

Camino de acceso exterior.

6.

Accesos interiores y perimetrales.

7.

Edificio SF6 a) Estructural, incluyendo cimentaciones. b) Arquitectónico, con fachadas y pisos.

8.

Caseta de control. a) Estructural, incluyendo cimentaciones. b) Arquitectónico, con fachadas y pisos.

9.

Sistemas de trincheras y ductos.

10.

Estructuras mayores. a) Estructuras metálicas. b) Cimentaciones de estructuras metálicas.

11.

Cimentación y muros de protección para bancos de transformación.


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Estructuras menores (soporte y cimentación) a) Interruptores. b) Cuchillas desconectadoras. c) Transformadores de corriente. d) Transformadores de potencial inductivo. e) Transformadores de potencial capacitivo. f) Apartarrayos. g) Trampas de onda. h) Aislador soporte. i) Capacitores. j) Transformador de servicios propios

13.

Tanque colector de aceite.

NOTAS: (1)

Todos los diseños deben presentar su Memoria de Cálculo correspondiente, donde se justifique plenamente el análisis y diseño adoptado.

(2)

Las actividades de diseño electromecánico y civil que se han relacionado son indicativas mas no limitativas, por lo que el Licitante debe adicionar las que considere necesarias para cada subestación en particular.

DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS (SUCS)

ANEXO 4.1 1/2

DISEÑO DE SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS (SUCS)

ANEXO 4.1

2/2

DiseñodeSubestaciones de distribucion cfe

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