~~-SESIÓNATMOSFÉ~OAY FACTORES O.E ,CORRECCLÓlll., ~--"·tl("':/11', ~ -; , IN AOOOCCÓN
~v
., .
'···~' ~·JI.•" ;·¡.····.,,¡¡,-,f''i."''i
.. '. :.;i.
757
7'57
.
. ,765
-
Lista de Figuras
Figura 1. 1 - Prooedlmienlo de dlseilo subealaclon&S Figura 1.2 - Olágrilma unifl'far general ' F''l!Ura 2. 1 - Barra an:illa Figura 2.2
-ConfVndónen
H
Figura 2.3 - SU~staciontt l.llllíwlu
Flgura·2A - Barra principal y de tranS!erencla F'lgíri 2.5 - OOble
b.aria
aecclouadOr bH)aU o paso directo F10U1112:7 - Doble berra mú seccionad« de tranilerenola F.ig!Jra 2.6 - Doble .baml más
FJgo.fra 2.8 - Ooble baml m68 barra de Jransflwencla Figura 2.9 -Anillo Figura 2.10 - lnbmUplDr y meclo flgura 2.11 - D.oble barra oon doble Interruptor ~-2.12 -Anilo CRIZ8.do
Figura 2.13 - lntllmJptor y tras clllll'I06 F!gQra 2.14 - Malla Fjg!.lra 2.15 - D.oO~ tfJll!tlertnc~ Fig!¡ra"2. 16 -·Companlción de confiabilidad de aube81aciones Flgl¡ra 2.17 - De$errollo
de conexl6o.de bal'T8$
F.lgl¡,._2. 18- Dffarrollodt ~de
l'tgura.2. 19 RQura 2.2<1FJoura 2.21 Figura 2.22 -
Coml)&Alctón de
!ni.~
we.a• alternativas pera Séis campos
Companldón dé liru8 ~ematlvaa pa19 doce
campos
Curva de coelOS oomo !111\0ión de la conjlabilld.ad Glillco de ~llCión de COitoa
Fl!iJ!lra 2,23 - Comparación de coetos.(de Inversión y mantenimiento) en subestaciones encapai"adat y convenclotlales R¡¡ura 2.24 - Compaiación ele COSIOS C'9 encap$uladas va. oonvenclónaJe8 R¡¡ura 3.1 -
era- y foones de tensiones
y sobretensiones
Figura 3.2 - Evaluación del lactor de coordinación estadlstlca
Flglwa 3.3 - Evaluación del riesgo de lallll
x.,
xxlw • llsT• oe FlGIJRAS
Agura 3.4 - Dependencia del .xponente'" en la lensión de coortlnaclón sopor1ada al lml)Ulso de m1111obra Figura 4. 1 - Olínenéiones meclaa
de un opera(lor
Figüra 4.2 ~ Circulación de peiionai Figura 4.3 ¡ Proteaci6n para equipos en b.tljo nivel
' Flgura4.4-c.lrculaclórl de vehícoloe Figura "i.S L Manlenlmfento da rutina
Figura 4.6- Trabajoutilizando maqutnal1a pesada Figura 4.7 -MdwJde barras • barra í'lgkla Figura 4,8 - Efeeflos ele Clellexlón de alaladoree ~.9-At)ChO de campo determinedo por los eql.Ípos
Flgur!r4. fO - Aneho de campo con aea:ionado< de apertura ce11tral (fue cennl C811trada en el campo) Flg11ta 4: 11- Prllcllcu
para reducir anchos de campo
Figura 4.12-Altura de
barraí&
Figura 4.13 - Altura de barras c0n seooionadores tlpo panl6grato ~ta4.14.";"Altufa de lempla superior Figulil 4. t5 - Oistanciea mlrirnas al cerco o muro Figura s. 1 - Prooeso de la descaiga •"'106férica Figura 5.'2 - Piobat>lldad de que una descarga elloodil le corriente pico
Figllm 5.3 - Mapa isocetiunlcode Colombia Figura S.4 -Ángul0$ fijo$ para cables de guarda Figura 5.5 -Ángulos fijo$ para mástile8 Figura 5.6 -e~rtmlento con méatlles Figura 5.7 - PllMCción
í:on un mástil
Rgura 5.8 - Prolec>ción oon dos mástilee
Figura 5.9- Pl'Ol8c:ción con cable de guarda
.
.
Figura s.10 - Prolecclón oon cJos cablee de guarda i=:iguraS.11 - Á11111 proteglde por dos mástii.s. F'igura 5.12-lluatraoión del ccmc:eplxl ~ laesftra de radio igual aJ.a dlelanoia de daacarga s. F¡gun15.13 - Apanlllllami.tto con eallla ele guarda cada ~ Fig
proleglclll por un má&tll
Flgu1115.15- P10l9Cáón con CUaJro mástiles Figure 6.1 - &eoclonaL!or de ~
cerrtral
Figura 6.2 - Seccionador de rouelón <*ltral Figura 6.3 - Seoelonador di
apemn ve111ca1
Figura 6.4 - Seccionador pantógrafo
Figura
e.s - Seccionador ianipanlógndo
o cacll! dos cempoe
UST~ OE FIGURAS• XXV
Figura G.6 - SecolQnaclor ~ralll'horizontal Figura 6.7 - Conexión elúlea - .banafe·.fl.xilli.,conexión llelclble Figura 6.8 - Co11~ión otá&kl11< ·l)arilije1fgido, oonexión rlglda Flg!J¡a &.9 - ~exión clásica -~bat!'aJe i!fgldo, conexlón flexible Figura 6. 1 o - Conexión een paotógr'81¡l,• b¡if!aje .flil!áble¡ c®!!Kión!lexible Figura 6. 1 1 - Coneiclóncon pantógratc - , b!Jrr'1& r.íg!do, barraJe ftexlble Figura 6.12 - Cone>ción "°"'IQrla,Cla ·;11~·fl.•>
~.a 6. 17 - ConBJCión con barras colacto¡as,,'-b!'IJo • barrale. fte~lble f,lgura S.. 18 - Conexión eS(:alonale Figura 6.. 19 - ~alineada.de ~~res· ~ajerígido
~a 6.2Q - Bi¡rra iiencllla • d~él~fl ciáSIQa ~J s.21. - Barra senqtlla, lll!l~s ~pfr~ · dklpa:llción dás!oa Figura 6.22 - Barra p~r,iclpal y. de 1ran.sferenoi8 - diSposiclón clásica Agura 6.23 :- Doble bar,.. • dls¡¡osicJ9n c;J;.,sic.a. Figuni·6.24 - Doble barra más.by·pust1 o paso directo· disposición elásfca
Agura Ei.25 - Dable barra más barra de transferencia - (!isposición,clásiea Figura 6.26 - Conexión de int~n;uP~.res.cone)(Jón f!exib!e • di~clón.cláslca
e.
Figura 27 - CQ!lBXlón de lnterruptol'8!), cOllej(lón rígida - dlsposJolón clásica EiQUm 6.28 -Anillo cruzado - disPQslclón clásica ·
d
..,.e - ;,:
•_
r
•
Fig\l,. 6.29- lmerNplOr y tnel¡lo, barrajes aCyl.(:entea Fi'!ura 6.30 - lnterruplOr y medo Figura 6.31 - Dlsposlolón escalonad!! en filas longi1~n1ti11s. dOble bari'« Flqura 6'.32 - Disposición esoalonada en fil116 transversales, dob!e:barra
Figura 6.33 - Di$posiclón alineada de &eoclonedores, doble barra F.~u·~ 6.34 - Disposición elevada. b.ar,.. principal y d• lr'1111S1erencia
Fiifura 6.35 - Dlsposiolón e~eaa.,cjc!ble.~r:ra
c-o.n b~ ~as arrib!I• ..a.ll'll!I . c;
F]gura 6,38 -Arreglo diagonal con ball'llS colectoras abalO. doble barra
Flgu'111·6.39 - DiaposlCión cli&iCa modificada, barra prin~I y de. tran&lere.noia Fígura 6..40 - DisposKilón,olásloa mOdlftC8da, doblo ba""
A¡¡ura 6:,41 - Disposlctón Clásica modificada, doble .b.arra F-lgu,_ 6.42 - Dieposlción ci'8k:a. rnodlfü;ada. doble barra oon by-pass o paso dlrec;II! Flgull!,6.43 -Otsposlolón clásica mbdlllcada, doble barra i:on seccionador de ~efencla fjgµl'f!. 6.44 - Disposición dáslca modifica~, entra~ por uri aoto lado•. !l
··
dll trans.feréncla
·
fi))um 6.45 - Dfsposli:lón elá'alca mod111ceda. doble barni mts barre de tren$1erencla (entl'ada .de linee. y c:ampo .de ao:iple)
XXV1 • tlSTJo llE.llll!.IQS
Flgura 6.46- Dl91l()Sldó" cláslea moctllcada, doble barra mlla barre de "8."sferencle Figura 8.47-Alraglodlegonal modificado, barra Pl•qw¡ y de trlllfsfenn:la Figura 6.48 - Panf0gratos en 111Teglo dillgonal·;>i.i'l'a rfQide, !Mirra ptlnclpa;I F1gura 6.49 - Doble batra con
báira ñglda
y de transfeter1ei.
Figura 6.50 - Ooble bll'fa más beifa de ·tñuttftrllllClil ton barra rígida Figura 6..51 -A~
dle_gonal modltlcado, barra& coleclOias abal<>, doble barra
Figura 6.52 - F1Ms mH~adat. barral cOleCIOlas arriba, dobltl-Mrra
•
Figura 6.53- Ol8posidón de Figura 11.41 con 11118rrup(or puanteáble, dable barra Figura 8.54 - Mociilaclón~ .barra sencma Ftgora 6.$-
MoclJlllclóti, balTa ortnc:lplll y de transleranclll
Figura 15.56 - MocUaclóf)tdoble barra
f9¡ra 6.57 - Moclllldón. doble barra inú t>ana de lnlnsferencia Figura 8.58 - Oobkl barra, allematlVa No. 1, eoMJ(Jón a trari&fonnadores Figura
8.59 - Oobíe b1m1, 11118matlva No. 2. ooneidOn a lrán$f0nnadorff
Figura 6.80 - Configuración een trans!erenola, conexión a transformadonts Flgllra 11.81 -Configuración de inlafruplores, CCJníllilOO· a trmnlformadOres F1gúra B.62.: Pll¡nta típica de transforme.dores Figura 6.63 - ~
de tran9ferencla · barra principal y transferencia
Figura 8.64 - Campo de aoople • d~le berra Figura 8.85 - C8IT'OO de acople illlemallVa • dÓtile i.ra Flg\Jra 8.66 -·Campo de ll'llniíerencia •
c!obfe berra mala barra
de transferencia
Flguta &.67 -'Cempo de aoop1e • doble bmrá Ínás barra de transferencia Fi¡¡Alra 8.88 - Campo de acople y·trentfenmcla (barra riglda del~}
v pan!Ól)ratos • dOble barra .
Figura B.811- Sl¡b_961$Ci0n tnl8(tof compartfmentaa.a (PtC)
Fll¡lJra 8.70 - Reducción de espaolo con mddulo Cl'NS Fjgura 8. 71.- M6Wlc de amada de llnea · Flgllra
a.n-MódulO MCI
Figura S.73 - Sub$Staoi6n oompoota C.fdS Figura 6.74 - Diagrama unífllar 1111ra clOllle barra. ~
PASS y coovendonal
Flgura 8.75 - sub.estación con configuración doble barTa con módoloe PASS ~a B.78 - &Jbestaci6n can. ooofiguraclón de'lnteíruptor -¡ medio éon mócUoa PASS FIÍl!n 1.1 - COnllguraeión bislCa de tilla Gis Figura 7.2- Conllguraeion1111 bdslcaa de erMltveilles Flgura T .3 - Módulo a 123 kV de translom1ador (Mlirlkl'aertn) Figura 7.4 - Mddl.llO de llnee a 420 kV (Mtrtin 'Gtlln} ~ ,. ~ ~ Flguta T .r. - Bari8 aitncl11á á 123 kV (Merlln Gerin)
F1gurlr:e"':::'~fra·Milenláaecclonaaa a 245 kV (Merlln Geriri) F1gura 7.7- ~.~,a~45 kV ·coneidcln subtemlnoa (AS8) Figura 7.8 - Dóble barní a 245 kV • conexión a&rea
mú barra
USTA DE flGUR!IS W ÜVll
Figura 7.9- Doble barra a·"20 kV (A~) Flj¡ura 7.1 o - Doble barra mlb bemi.•d&llanstell!flCia a -42(} 'rlN (AB6) Figura 7. 11 - "H" a 525 kll (Mertln Glfin) Figura 7. 12 - Anillo a 245 k\!iMef'llni.Gem) Flill!ra V.l3.-Anillo.modltlar'ahlit.rruPIQf y n'le.diO.S.25 kV·(Mettin Gerin) FlgUlll 7. 14 - lntonupf0ryrii8i:lll1:SOOÓl6h
F'igura·7.20'-Transformedor de lilnalóñ C81)8cillllo Figura 7.21- Bujes dl! COl1$)(1óh Figura 7.22-Pararrayes Flg!Jla 7.23- Slslema de control y, prot~lón lntegraclo pará sube!ll'áciones eneap&Ulildas (ABB)
Figura 7.24a - Sislema modular imegrado Figura 7.24b -SIS1ema modular iniegrado Figura 7.24c - Sistema modular Integrado Flgura7.26- MMJl¡jPASSiABs). Agu(a 8.1 - óesairolio dá lnterrupcl6n en wiá falla íiffásica
.
Figura 8.2 - lntbrruptor de tanque moeno Figura 8.3 - Interruptor ele lanque vlvó~ Figura 8.4 - Reslslf¡nclas . ~
oo l>re1nserei6'n ~
·•. '• ~ Fl'gura a.s - Corr1entes'.cleciérr~ y ál*turá.dli un lr\lltrruptor .
.,
Figura 8:6 - Porcentaje de la
.
'
comPonente aporlódloo en función del ilempo
Fig,ura e.7 - Fenóméno de la 1811S16n transitol'fa de ~ble\:imiento Figura 8.8 - Representación de la 1ensión transffurta de re~atiieclmlento
Figura as -
NM!I
ite ai9lamien!Ó 68J>écitlead0,¡;:ra
secJlonadorea
Figura 8.10- Fue1%a$ mecánlcaa solll'e tfrrniná!éll ele un seccionadOr de dos cíllumnas Figilra e.11 - Fuerzas
mecá~icaasotiia te~les
de un s&ccfonador
pamógraio
FlQI!~ 8.12::. TranS1orma~ de ten~ón lnd.®:tlvo F'i¡wa 8.1~ -
Tnw;lo'!"ador de tensión capi30[~vo
Figura 8.i4- R~ue&t$ ó~ un nú<:*> TPZ y un núcleo convencionaf.ante cornentes de cortOciiculto F'igura 8.1 S - Anillo de Rogowsk] •
..._
"'?"
Figura 8.16 - tfeclo Firadaj Figura 8.i7 - Sensores 6Pf¡cís'tiiitfíriseco$ Figura 8.18 - Dlagram~ de bloquesdel 'TMÉ'actlvo F~ilra 8. 19 - U.nielad de.·medida de corriente del TME Figura 8;
Flgin 8..21 - Umites de las band.llSobtenlblH en bobinas d8 bloqueo R, > 400 n Rgi.q &.22-Umlte&de las bandU ~.,
bOMllS'dllbleqoeo R, > eoo o
Figura 8.23 - Eequema de un oerarrayo:s convencional
de un PMlml'JW de óxl
FIQ.ura 9.1 - Densidad relatlva del aire Figura 11.2- T~ conductofes de alunno, aleaciOO de aluminio y ACSA ~ cortoetrcuito Figura 9.3- Temptraaira conc:l.uellll'as de cobre-y ac81o ao ~ortoeirl)Ulto f'9¡ra 9.4 - P....ión atmoaférlca Ffl!ura 11.5 - Teorema de Imágenes Figura 9.8- ~
subvanos
Figura 9.71:¡<. ~~
t(Plca.c¡e eonexlonn e.n subestaclc¡,_
Flgura 11.e- Fllcior"' Figura 9.9 ,.. FICIOr k
F9J1a &.1 Q -
Velooidad básica de viel1IO
Flirura 9. \ 1 - Factor de respueele de ráfaga para COrlductOl98 • calegOrla de axpo11lclón C Figura 9.1~ - Coallclante de aoelemcl6tl 9lamica A. figura 11. 13 - Carga 11111unan111t 80bnl un cati!e oon ~19(:al'g!IS slmu~as Figura 9.14 -ConclJctores con carQM concamradu
de hielo y ylanto
FJQura IÍ.16 - Diagrama de fuerzas en ul'\8 'llga slml)llm81M ~a Flgura 0.18 - Ranga de movlmlenlo de conduotores llexiblea dlM'8tlte un eortocireuilo
flquia 917
- Tra~
un oon"'otor con apoyos a nMll
panabólica ~de
Figura 9.1.S- T~ parabólica aproxlma~de un condudof con apoyos a desn"'61 ~ 9.19 - ConV111ldón de dlmelllliol1psde~ y cadMU AQutll 9~ - Ceté,na!ia deeetlta por •I CQflductor
Fimlll' 9.21 -
Factores. o. ~ y yy ~
!'lgtlra 9..22 - Faclof q
.
.
máldmo pera •rarlles oondiáones de epoyo
~~ 9.23 - O&cilación de fases d11mnte y dlle!)ués de conocirclllto trifásico
.
FlglJ.ra8.24- Localización de movimiento& de OOl~es .
.
fesé
an1es
y d88l)ué8 de CO!tocin:ulto fase-
Agura 11.25 - Vano& L 1, L2 durante un oortoolrcuito fase-fase Agura 9.26
-ArraJ.o 6..
r:'lpa 9.27 -Ángulo \ji
Fipura ·9.1!8 - l;)lspoelclón de con®clores
y dlAICCl6n de fuen:as elllc~0111<1grMi.lk:as
figura l!,29 - Aelac:ión de luel'ZllS dinámica y estátloa de los puntos de apoyo y, f!Qura.f'-30 - RllllCión de klerzaa dinámica y estálica del oolldl/Clllr Y
Cadenu 111$10 o porc:.lana
• LISTA DE f)GUMS a JCX'fx
Fil!ura 9.33 - Tensiones crllíoas de llameo para conllguración p\Jnta plano para Cllstancias en aire Flgura 9.:J4 - Conectol'es de al1a len9ión Figura 10.1 - Prtñcij)io de los sls'fém~ de control centralltados Flg_ura 10.2 ""Pl'lnolpló de toa
AgUra 10.3 -Slit&ma de QX!lrol QO.!Wenclonai _centraUado !Olmo 1n.;c,..::s()S'>;; ~Ce óll""l'Oll)oOidliiailO:
·--rª"''
.;
.
-·'"'·.
fl$!lCfl 10.S - Pñncjpio Cle·lo& sistemas C1&:111U1omatilaei6" .de subestaclonll!I SAS Figura 10.6,..'DiSpooitM$<1EO'ir' ., •
•·
Flgur• 1 o:r- Arqulléc:IUra típiOA de·un siátema ~:automatlzaeiórHte·su~ción-SAS Figura 10.8-' Ejerñi>tDB de lMM en sisleiTiaS SAS
f~ura to.~ - tiimicO
sú:>estación con control convencional Figura·10.10- ~rama general de un sistemade reglsfro y análisis de ~alla Figura 1o.1 1 - EJemplo de
puesia' a· Ü&ira ~¡ seeu~rlo de. 1r~st011T1edor de cornenté
Flflura 10.12- Ejemplo de puesta a ti.erra de secundarios cii\ransformadoJBS de corrientl! para r:
Flgu~ 10.13..'.1·in®,W~'ci" llc~2·.o'e. n la LEC' e18so.. ~ ~ ., ,~
f-'rra rr. 1 oa - Protección conl!xi_ór·Y-trans.{oll'fla.
90"-
Fl~ra 1 1 .1 Ob - PT?!e'r 9COOOiTllzando el titerft4¡tor del ládo de " alta t9nslén •, .
f'lguni 11. t 2 e:igu.., ft .13 Fi~u'la f1 .14 Flilurit 1; .15 -
Slitema
ile' p(oteQ:ión ·~ ~ac¡o~.
Protección de bancos da oo~n•l'l!S en se.r:te Pl'Otecclóñ de bancosd8 ®oci4ll&~ores en dob~ estrella con neutro flotali1• ~n de ba:ni»S Clo ~J!~d,orasen ~~ella slmpl,$. con Mu\ri:! (lotante
fir'gurw 11.1 e-
ProWcclón de ~s
Flil!Jlil 1'1 .17 -
Otros es[ÍUl!miJS de'-priileccl9,Q,de,desb,¡;Ja~
de C,Ol]den~oores
Figura 11 • 1·8 - Protetcién· cdnti'a sobfllca~a ~11.19-
!"1_estrella con neu11;o at~rnzado Pl!I& ba:n~
de (l(lllillJ!!l!.9(lores
y col10tircuiro o. banéOs .de conc;iensacloi:e.J
Protección de barras· doble barra
Flg1.1ra 11.2Cl- Protección de barTiui. barra prlntip¡¡J
v·,da lrll/1Sfere"!=ia
de barrea • interTl.lp!Or y medio Figura 11.22 - P1olaoción de banaa • doble~ Figura -11.23 - Protección dll anllo Figura 11 .2l - ~
Flgura 112• - Zona de V$l'ltlcació!I F"igi)ra 11.25·- .Dl.p!lro franaferidopor lalla
6(ltre
81 lransfonnador de corriente y et lnterrul)IOr
Flgura 11.26 -AICance de la prOlección de di8lanclll Frgura 11.27 - Ejemplo de prnlecelón de di918ncia de aequema COll1j)l&to y esquema conmutado Figura 11.28 -Ajusle normal dll
lÍllllfl\8.
de p¡oteccíóo de dislancla debajo alcance
Figura 11.29- Plfnclplo báaieo del esquema de bloqueo baeado en 11: dll'9CCión de la cQfl'lente Flgúra 11 'SO- Sistema de pro1llOciQo de
dlltmie!e de balo aJcanoe
permleM>
Figura 11.31 - Sistema de proteoción de clalancla de befo alcance con ttanslerenoia dlr'llella da dlaparo Figura 11.32 - Sistema de proleoclón do dilslllrlda áceleradá Figura 11.33 ~ Sie!ema de Pl9,~ F.lgara 11.3'
1
99 cht1K1Cla
de sotn&Jcance permtilvo
- Spbreaical)C&.~rmislvo en lfneas cor1B8 •
.
Flgula 11.35 - Sistema de pro1eoclón de clalan(¡le con bloqueo del sobte~ - arreglo tfploo con elemenlcs de Impedancia mlrend<> l'lllCill a!TM o "impedancia direcclon8I' F.jgyra 11.3& - Arreglo típico del alBlema de protección de distancia con bloqueo del s.obrealean~ sin elen\ento de medida mirando hacia a1rás Flgura 11.37 - Sistema de protecelón de distancia con dMbloqueo del IObrélleance F1gura 11.3& - ProW>.,,, dJreoclonal de sob
Figura 11.41 a - Sistema de protección dllerenclal d& com&hté FM Figura 11.41 b - Sellal de onda porladora da Li1 alstrJma de1)ro1eccl6n clfllrancial de col'lien18 FM Fl(¡ura 11.42 - Ejempío de un sistema de protección cliferem;iat de corrienle PCM no seg(&glldo Flgura 11.43 - Sistema de prOMeCiól • de C01'11)81'11clón de fases de media onda Fls¡ura 11 M - Prolacción de (?001)8r&Cl(ln de fase ele media onda no eegr&gade con arrancador Flgura 11.46- Prolacx:i6n de ~óo Figura 11 .46- Sl11ema de
FVua 11 :47 -
pr~
dé fase dé onda completa no aegregada de ~ración
de fases Mg~ada
P1oladlll1 de·con1)8ración clreoclonal por ondas "'8jelas o magn11udes
. ~ .t;~rlmpuu!U·
Flgurá 11.'811- P1011Bcdcl11 de líneU de transmlekln - eequema 1a. Figura 11,/181)- ProteociOn d8 trneea de transmisión - eequema Agura 11.49- Prol8Cdón cle lí,_
de nnsmitlón.
1b
ésquema 2
Figura 11.60-'F'rolecclóir de finw de trinmltilcln • 9Sq1Jema 3 Figura 11.s 1 .1: Pri>l8Cción de lfnllllil ·dlf ~ Figura 11 .52- Sl-.na
" áÍíquema
4'
1IPlco ele ¡)(oteoel&i de 'uM·llllftl cU axtia INÚ•l'llÍón
F9,lra 11.53 .: Dellnlciof.a en el cempo
del rectene Ml!Mlélico
Flg!lf& 11.64 - Reclerre monopÓlar Flgura t1 .55 - Rect.n-. trfpolat Figura 11.66 - Relé de eupel"lblón de cfrculto de disparo
Figura 11:$1.- sl!!l.e.ltlA'l*i'pralillGpióft..oomra t~~INI lmtfrup.tor,~.tieJTIP!l'de;op.el)IClón .,... -.• rrn' -
fi1!Ur* l 2.ZJ - F~or'ele <Í~ci6n s1v,.R, ~ 122§-Factor._ped~n,~~~ Figura I~ -Fac)or de distribución s¡~. R,
°*"'·
Figura 12.30 - FáCtOr 'de
.SJ-Va. JI¡
Agura • 2.33 - Faétor de cflitrbKilón ~vt, 111 · l=lgift 12.34 - Ol~a dt'liúJO . . para el cákUo de 'ia• mafia de liefra Flgule ~ 2.35 - Ejemplo de mana de tleml y ruta de perftl Í;¡¡¡ura Ü6- P9.it. ~ terislónJoque
1
:l"l~
1w,- Plltll de,~~Ól')..P~
.
~J ~.3$- Supedlcie de lpnsiót) toque
•
8qura 12.39-Méto
~
'12.A? - ~ocio
fjgllra ~ ~43'-·~
de. caída de pi)lélléflll • Cílrll'a: ·citílé!lkli
dt QJaíell 4' potencia~· curv• sin ., .. plena
Flwra ~;u - Esquemll rac!lal y un solo almeñtador de media tensión ~ra·13.2 -AtiMntaáón media MJ\Slón radi.11 doble fügura4¡),3 - Alknel118dón. media t~ een aUq1erllador d.e reeerva Figura J a4 -Si&tema de baja l.&nsión "'
wi., bamlje _..
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secx:ionado y '
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Figura 13.5 - Silltma de'biillt·tensióñ'c.a:: banas acoplada& laltldn
IMl aBmenlador de •
Figura 13.8- Sialema de baja l8i'lliÓll ~. ~ildb. ·liai'ras atopláClaS ciOn ' media tar:>916n
ilQ'o.c, url cergaélor y tianeo de baterfli$ 001rnna baira
.Figura l.3.11 -Sla1Mll-.:1a. reg11illl0;1~
11n
~.almentadorea de m,e.dia
f'lílOra 13.8'- Slslema de baja lenlli6n e.a, modificado, be.naja secc:iofiada . meda wntlón ~ doe Qr\lPOS eleWóQenos -~ '
~
media tensión
con dos allmenia
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da batéóti
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figura 1 :l.13 - Slslllma ~ Flgwa 1'3..14 - s~
auidllarlJ& oentrafzado
l¡ll1Vlolm¡ .auxlli.anJ&~n.bui¡t¡)
fl!WJ.'- 13.. i 5 - .DiAQ~
~· !*-1,o de ~ll>
figura 13. 16 - ·Seccibne&' Upk:88, de ck:IO dt trabajo Figura l~.17 - Curva tiip~
de cap;!Cidad
Figura 13'..1! - Comente. soportadll por conducl()f'9s de.cobre ais1'ldos en cortpcirculto
Flgur,a · 1.S.1 g - Con*1!e SOj)Ortadlitl)Qf·~resxte ~ Figura '13'.20-
eoritente soportada
porrpanlállas;d&c.plomo. .cobl'e yalumlrile
Flgu~ 14.1 ~ }lde
aislados en cott«irGtJikl
en cortoc1M1itcf
t.
pra¡llo.·.sedllioo
F~ra-t4,3- ~P8r&;~l9·~~
m~dlos equ11!9len1es en clmtentoo exQéntricamente
cmyaaos
Figura 14.4- Esquema 1fpioo de awgas en equipos Fígura 14,5-Cimientoe tfpiooa para estructuras.de s0pe>rte de.equipos y pórtloos - seool6n • ·¡ ·lráriSWl'Sal , •. '
Flg¡¡ra 14:6 - Cimiento y foso para transfomiador - esquellll! típico .Fi§iri.
14. T - Plánlá.l)éñ'lttle(sili;lo:di'i Cómto1
-
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'
Flgura 1'4.8- Cate\a, de control
Figür~ ·1i.9;. ~11faU!IS~ipl~;
cárcamos y duelos bajo vía
Flgl,Ji:a 15.1 -
i;~~ra:mlXla· "1 éonc,.to yac.erotipo 'A" 1• •
F1Qtlra~5.2
Estructura
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7
"
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ínixb'.. en concrete • '. , ..... ,
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y acero tipo 'H"
¡..,
Figl4a15..3- ~~r8m~t~.fl!'~loalll· Figu"ª- 15.4·- Olápóilelan"'dee•WéóJras metálicas en celosfa en una subestación -. Flgu1;11-S.S- Factor do 1eapufl8l3 de ráfaga para astrueturas
T:¡ibla B·~ - Nlvtil~ge aislamiento suplamarlhuios utilizados en Norte Amé(ica para la& tensiones ~-~·d•i. q~ma 11 Tabla 8,6 - LJ11111eS:Oatilmperarura y elav.adóaide la lemp,;,.atúra para dfferentes parles, materiales · - ·' l y-dlel~~·de 91¡Ul¡¡¡o5·decor.tede-a1ta tensión ~ ., . ' ' ' Tabla 8•.'i! - PN .. tipo .
.
T-abl&ir.'8'- 'Fuerñs'mdnfcas aslgi\aé:!as recam>n.dadas sobre lermlne.l&s de saocionadores Tabla 8.9:.!: J11nsión asi9r1Qda de transfetel1Cla de bar:q¡s para los seccionadores
Tál>láe.10--1/aloias notmafi:zados da cortlantes y·1e11siones asi!lnadas de inducción para los .' '$111:Cl9r\8~pu•¡¡. lie¡q¡_ Tab.la-8•. \ 1- llrolles.d• i~ d.e temperal!Jra en transformadores de tensión
en
" l;ablf,'lf~l2.Yalorfl!l !'IO~iiZl\dOS da fá,OIQl'l!S de tensión a~lgna!!Qs • T.ablitftHl - Nivel de alslamlento asif118do para ~dos tensión mái(ima u. <'3()D JcV
primari9s,~e
ttanstot¡nadores oon
T:!l.blil6,.14- Nivel de aislamiento asignado para ~imadils primaribs de transformadores con .1ensión máldma u";: 300 rN Tabla 8. 15 - Te¡¡slón soportada a frewenoia, lndusll'lal para 106 devanadas primalios de lninsrormadores con i*isión i\iáxíll)a.U., >.~DO kV Tabla 8. ;·&- i:enslón de prueba de (l¡iecargas pal'Clales y niveles admlslblos
Tabia;I!>17~ lllj'j~~ ~9.9.fn),f, p~ra !~res ~
i11t1sión para IJll!dición
Teblá!JB- lfmltes de error para transformadores de tensión para p.-o\eoción Tabla 8.1'9' -·poi'ñente atlgnatlll'~t~ transfOll'lla'doreM&'Oorriénleoon una· o dos relaelono9'
Tabla s-;20'.-Corrielllllasignada para.transfonTladores d• oorrien.te múltirrelación
T.iilá&~~~6nde$~~,.~eic~.~¡tjá¡,J ~ l,r.ie~~ admisibles T!itlla,1JR'2- lfmltes de Cl'l'.OI' para transformedOies de'oorriehte pahi·médléla·
r•'8.i~-Lritíifes~dií11i1b1'¡rarli tfilíiiíkitlti~resw·corrient•~nvem:ldr\ál&f'Paia Plti~lón • . . ~;:v •·'T8*·.8,2~"' C1mJtet de etrcx para transformadores de c,Qnien\e ·~ª l)roi~n dpo P.¡;\. c:;,t':
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Table.if:25-MétQdos de agpecificación para transformadores de comente T/iblá;a.~ -,Urµ\t1!¡i¿ia!).mir l\llf!J,tr.)ln~rr,oa
Tllib!ií ~g$;-I~~
asignadas de pararrayos
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Tabla a~30'b~Ó:i'deió~·p;ra¡;¡{.Oi'~~\i'i la.no~; 'fÉEE $te1 cea 1 í. ,, . . . TiiélJí ~~1 -Teníiónes reslduale,i málC!mastfpieB:s, pamrmy
T~.8,~ - Va,lores tipicos de Impedancias oaracterfs~s y sop¡e~en&i.911,!1!_..,
Tabla 9'"~ ·--caraoterlstlcas materiales •
'T.iltílil9.1--e&iaeter1$1Qs con0uctllr~s de cól)re
ir.-~i-Oil@cierls1ioas oonductcres i'áÍ1!1df"'-,,~,l!l:(ll~f~ '"' ... l f J.."'
Tabla ·9.1- Siu:acleffstfcas banas-tubulares de cobre
de un,_qapa de una capa y•ana .re151$ll!ncla (cable
Próloao
En 19&9 publicamos la primera edicién de este libro, como un gran ejercicio de reoopilacióo tem~a sobre el diseno de subestacícnes de ll!tll y extra alt11 teosióo. Su 1>a~ (updamental
fueron l!JS trabajos de normalización desarrollados para Int=oncxl.ón
El~ctrica S:A. - 1SA y las múltiples subestaciones diseñadas durante la.S déWas de -los setenta y ochenta por la firma de Ingeniería Mejía Villegas S,A. Considero que el otijetiv'o de esa primera edición se cumplió con satisfaccíiío. En esta segunda versión se h11 dado cabida a Jos nuevos desarmilos del tema y se han
reorganizado y complementado alg\lnos capítulos. Para ello, un eq¡¡ipo mulqdiscipj.inario de peofesíoaales de Mejía Villefl!S S.A ha trabajado con gran dedicaci!ÍJ\. Cada uno de ellos, en forma desinteresada, ha plasmado lo .o:iejar de sus conocimientns para lograr e&re libro que sin lugar a dudas f!lllresenta una guia de diseño muy iinportanté, tiio'tó.a riivel uiñvi:rsítario como profesional, sobre las subestaciones de alta y extra alta tensión. Mucha gente· ha colaborado de una u otra forma para lograr esta gran obra. Sena imposible tratar de mencionarlos. a todos sin caer co penosas omisiones. COlIÍO representante de la Bmpresa, quiero "&flldilter a todos y a elida UJlO de ellbs JX1f sus .apo~.y dedicación.
Carlos F. Ramlrez
Autor .Primera edición
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Una sukstad-On eléCtri:Ca .as ·fo, exteriori1..aeíOO: ffai0a de un oodó iJe un ·:Jístt:.tM ~lfe· ae. poí:crlda\'én 'él c'i.ialj la' éil"etgfll ije tton!li'oriml·a·rii\>61& ·~liéuaild'síll!~ttñí..fórl"p1Ja sü trampone, distribución o consumo, e.ón detennirtiilioo'reqtllsftos tie caii«a'd. Está' eoítfütllfa'.da por. UJl .CO!lju~p -de•. equipos ~s para contlV1ar.itldlujo•
· ·{Jna · subC!ilaCión .puede estar ' asoeiada coo · itina• .eeoitál: 1gencrad&a, -0.oni:rclando. dfp,ctamente1c1 flujo de.p.otencá al sistema. w1Ü:ransforina®tescdepotellCia\CDl!Viitieooótla t~nsión de·~ a niveles n$. altos o más•Qajes, (!f puede-,conéQt:a,:.di'félleo.ie.stf;tl.ta,S.,00 fj.11j~ ~;m~lW'· 111xeJ. de,¡tel'\~iÓfl:. Alg~, veces .un:a sµbesta.ción %~~¡ií~~cll?~ q_~fs·.00 estas. íunciene«, ., . *•·i , • ¡ .• ,.. " r ~ ...:ff': . B~si~n~. w.ia. JU~sy11pi6n ~o.nsistc¡fJl..i¡,n P.,Úll>C!~ ¡de ?f;:1;lito,s, ~.';en~~·ª~.j5alida1 <;1.7pey¡a~,a; ~·puq~~ e~~ ~~e ;4"< 4, su~~i~n¡:.$l~9o_:e';»i~0t0\'el .~cipa\ ~~nte-. qrc}Ut(\ . y coim.'lf~~~s~ .....~~~ ].os.: ~an~oi:mfl4o~ ,~ m.s~enJaG1on. secc1~adofes y, p~~'~Jo-99,r~~~~~!l1q.11 tJ<\l~1~~de;111;ro,e~1~ con Sl$tem~ sccunda¡:ws come son los· ele control, proreccíée, eemumcaciones y. seJY1qns
Di!.PP-dón física: ordenamiento tísico de los diferentes equipos y barrajes oonstltpti;t°'sdel pa_tiaj:]e·ccnexíones enlazados de acuerdo con el tipo de configuracién de 1 a subesti\c~óo (layaÚt~. -··--·- - .Si-.--- -·-' . ' - ... ... - ·--. .. . E~~~~4p,hpues .. ¡n servicio: -p~o.cedimiCj:toque se realiza ,¡>afa la torna de tensión y la tom~ ~~f~eloS~fu~§'.,f'~ffi~~ela stlies4Ci6if'y de los circuitos asociados, para d.isppoer-en'J'peraBóncó6íerefaAa·foStálac'i6n (commísioning). ' de patio: elementos electromecánicos de alta tensión utilizados para realizar la Equipe$ maniobra, protección y medida de los circuitos y barrajes de una subestación (swltchgear). GPS: instrumento que permite establecer las coordenadas geográficas de un sitio a partir de un sistema satelital, Interruptor: dispositivo de maniobra capaz de interrumpir,,,es{a~feccflr .Y.,P,evar ,las corrientes normales o asignadas del circuito y las anormales o de 'cori.ociñillffo, mediant.e t~ conexión o descone.xi~n de circuitos. '; ( ·~· f'¡t-s y sistemas que conforman la subestáció!I'. . ., ,,,
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Par91;rayos:-:.JisptY1itivo·para la proteeeién-del sistema .de potencia y sus componentes oonmla:s'"90bretensíones,1.ya·~o;ea'Producida:iqxir descargas atmosféricas o. por maniobras en cl•sistema duran'te fallas.. · '>L ., .' · ¡ ~\t• . · '• ,., , , ., · • 1;h•1
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~cít
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Ji. 'P•tto cWe~iilnes: átéa en donde mismo nivel de tensión (swltchyard).
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se i'.IfS.talan''los equipos de patio y barrajes1hm éi ·
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= .1~e~'áS.:1¿~ri!~ló\le .ifti.v!d.a~s ~~-s7 reiliian.para_Yerifi~~ el ~ikeñb;}a-fa.OO.~~~ión.,
~ Ci:lrfCCtb'1ri!WqfaJ.~'.(proebas ind1\'idu.files)"5' lá· funcionalidad (pttrebas funcionales) de' los
tq.w~·?'(1.S~blárde.la süi)estac'fófi de1·acú'érlm con· las tspe'cifi~a'éioífos
aften:o~
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tééniCa:s; los ' ~·
Seedonadnr: dispositivo de maniobro utilizado para nisl.ar los interruptores, porc.Í(Jne¡; de In subestación o circuitos, para mantenimiento; en configuración de barras son utilizados para seleccionar la forma de conectar los cirouitos a los barrajes. ·
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Siltema de comanicaciones: conjunto de dispositivos que opeiiur de . acuerdo éoti condiciones preestablecidas que permiten el manejo de señales de comunicación según los
teql1mhliC.otos·de--ofí6racióti ·ct~'los·equipos:>"Sisleinaslle la su&cstacioo. · · ·· · Siltft!.la it 1 é6~ttó1:-' c0njllirt~· &;tusposlir\·os'qué opera'n de iÍcuerdó con' condlciones preestábl~idUl1y.·:~·em}lJean"'par11realiiarel>'tn.nnejo ·y superv.\s'ión de todos los equipos, dispoaitlvos y sistcmas instalados en lá.:su:besumi.!Sc):·•·· 1• ,, ,, •. , • .,,". ·, • ,. ' 1'.1"J Shtedia' 'delpositivos 'que! operan siguieédo condiciones preesrablecídes para proteger los circuitos, ~~~Q.-¡ti· u.:·i.;, ..:-.t• •• :·· :_-.- •
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sistemas y di.Spositi.vof;. iilstála:d{)s· -en 'Wla :
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T,rJ.JJ·tj) ilf}J ...-t4-<
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Silte.ma d.e sen•icios'au:siJ.iates,:'conjunto.de dispositivos que optta:ri"de ác'tlerdo con cotir;tl!!@!\~ . preestab!ec~- Dl!1Jl rel\W!ar ,~I s~IÚ$tto . de, lll; potencie ,nc~a_rl!I•para Ja oper:ación~e.los:equipos y sístemas.i,nltala4os.en.la subestacíén., .. , v., ,: • • , ,, ~1 .,S~~,,IJ· HC!l!ld•~<>.s: $i.S.t.eQ1q.~;utili".~osen J¡i sulie~~Ól)i.~ eje~utar; el control, la protección, las' comunicaciones y el suministro
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Sobestaclóo co11-ve11cl~oal o, a~~:-~sl;ación cu,y,os compo~tes se instalan de tal
forma que el a.islw¡nienw para su nivel de tensiéu se obtiene a través del. aire a presión atmosférica. Son también denominadas AIS, (Air Insulated Substaticn). subestaciones aísladasal . aíre,": . ·l.-:-·"
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Subestación encapsulada: subestación cuyos componentes se in·staJ.an en duetos metálicos de mi forma que el aislamiento para su nivei ·de tensiéa se obtiene con un gas ,diferel\ti; ~ ~. normalmente $F~.a presión por encuna de la aunosféríca, Son también den\)ttlina¡jasé;)IS(Gas InsulatedSubstattoni, subestaciones aisladasen gas. Transféreoda: operación mediante la cual Sé conmuta un circuito desde su campo de conexién hasta el barraje dispuesto en la subestación para dicho propósito. Nombre,que .se asigna al b¡u-raje sobre el cual se- conmuta un circuito conectado a la subestación'. ' '' ' >
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Transformadores de instrumentos: dispositivos de momtoreo que
. Url;>anlzación: distribucién de las diferentes áre!IS que c9Jlforman ia.su)lésta<¡ión dentro _del·p~o dispuesto para ~u construeeión. ,
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1.3
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TENSIONES ASIGNADAS Y TENSIONES DE SERVICIO DE LAS SUBE:STACIONES .. ' .• "
La tensión de seryicio.de 11WI red ~petm'IJl.e~ constante, I!~- que varía de acuerdo con las condiciones de funcionamientodel sistema eléctrico. Estas variaciones de tensión deben mantenerse dentro de lc!t límites establecidos por: )ali .c:aracteristica& del aislamiento de los equipos para evitar la _aparición de fallas de .aislamiento. Por esta -razén, los equipos constimyentesde las ~i~staciones se 'consrruyen para una determinada tensión asignada y para una tensión máxi4}~_de servicio;coeceptos qt¡~ se detinen a contínuacíón, La t~sión'asigna:di de un sistema se deflne,,;·seiún Ia IEC 60038, como aquella con la
cual se desígua el sistema.y a la cual se refercncian ciertas características de opcració.n. Por otro lado; la tensión de servicio en un punto cualquiera de un sistemaeléctrico es el valor realmente existente'·cn,dicho punto, en uninstante determinado. El valor~d't(la tensión de . . ~ -~_servicio podrá variar en.Jos diferentes puntos de la red para qúe la tensión en los tcmlinales de toma de los usuarios ~ mantenga dentro de los· límites admisibles; el mayor valor de esta tensión que se presenta .C!l cualquiq: ínstante y punto, blljo condicicnes normales de explotación de Ja. red, se, denomina tensión máxima dd sistema. ~..<1qtú se deriva que la tenslón.,qi.ximllde égul~ es el mñximo valor de la ~psión ~s~guada,del. sistema para la . cual el equipo ol material 'puede ser utilizado: Adiciol'.l~linente, la 'tensión 111Jlgnada corresponde al límite-superior ~e la tensión máxima del sístema para la cual un eq:u.ipo está previsto.
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De acuerdo con estas disposiciones, en las'Tabias··1~1 1.2 se ilustran los valores de tensio~ asig~~. y .las tensíones J:IiMiinas de. servicío ncnnaíízados.. por l.a Comisión Elettrotécnica Internacional CEJ o IEC (TEC 60038 (2002)].
u~!lel~·p«ra so 'j 60 Hz ';J'.a, se\19')1.¡~;~ edl-!zJPilict~ ndrteii~na)
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Loa .va1011111 Indicados scll entre 1asea y son uttllzados para sistemas de 3 hilos salvó que· se Indique otta coaa • Lo. ~'íñdieadoa """"parénle!isoo 80ll eomur.e• y no dft6en "''"1&drls P""' sistemas nuUblioa
4~·~!lll'\ipara;"6tem'IS'def.~!OIS(:'>i8i-.1J1T
• •i..a~:t1#11focw:.ión F. -~do astos valores está bajo cons~. ~
Los niv~JeS de tensión anteriores se. pucdcm ·iJgi:uparen las siguientes categorías: 'Aitaté~sl"6n.AT: · S2kVS:V,.<'300·kV'' •
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' " 1.4 ·· DISEÑO DE SUBES'TACIOlllES
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'b.ase. ~(des~ollo, técnico én pi -~~p.~, 11( ~.P7s~c~o~ li. cb~affi \W~!Í~~v~~
tecnologías y tos requisitos que imponen las compañías de SUllU.DlSU'8 ~~Ctri,C9 'f ~l USl!atll> . final. L-Os logros en cuanto a la relación beneficio/costo y el dcsacroÜo técnico han oñginadd
una rlip'idá-folfuducción denueves productos y'Silltemits-.,. · ·' • ' J -., ,, ., • Hoy en din, la aplicacién de tecnologías de punta y del estado del arte permite lncremeñtar iá' '&>nfiábilidád''. y di~ponÍbilidad ·de las 'subestaciones, tanto para la actuálizáélóri o extensión ·de -~'b'e'staciones''1cxisteotes' como" J!Ara 1a tonstrutción de sübest'atiooes nüevas'. 'basáñdÓ~~· en ll utilíta:~i6o cie 'inodtrllb\ · sistéttíás ·de' c6n1:rol, inunitoreÚ' y pro.tecciún. así como' eri el efnple0. de'foIUcibnes ilinovadoras' f;iativas a Ios · ......
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La posibilidad de. coQ,Segui,t f\l(l11ci;ioi;i11~ en JQs co~to_s.coosli!uy,~,Hll. vjgo.l'(l!ieutales·y de ~n:icio y, de ,cumpl4 cqn las demandas (unciooa!es.,e),cigida_s,.foi;ma la base general del _(ij,$eji.o, Cualqu~er cambio C!l;las ~igenci~:Será1.impqrtan~ ;para el peSJ1ITOllo..,,,Se·estima que los ,(actp¡es ,relatj()nados ~.Qll la, $.Cgufi\ia9..·.c:;Qnfia))ili_114<1. r~ntabilidad, ·mai\tcnimieot.o, -c
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c.omwútaci.ón f'homb~-máquina". medio ambie!).te y_. cs.paci<>. aumeruan, en
ilpPIJ~
éonJugándose¡J9(1Q· en-ua análisis siste~ti_co liel costo cjc,!ñclo. de vida de s~!º9:.;de: la
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",r. El diseño inecifuíco féte~trí:co iótcgt'ai de_tas·subestaeiÓnes pres-Chta uilll'compleia gaiirl de problemas al ingeniero 'disléftador, quien del:Jéi tener en euenta"adtcüildání'é'ilte:'selécéió'Íi de la configuración de barrajes, conSiduando que ~llJmucho~ lo.s,tipo.sr.de,,coofigutaciones que brindan los 'diferentesi grad os de .confiab.il,idad, fieltibilidad y 'Seguridad ;requeridos por las dife.teJltes subestacíones del siSte,ma;.:prestpcia .de cond.uctoi:esépesadcs necesarios. para transpoitali las elevadascomentes -que, t:OOl:levan a> la-.cxjgeneia ·de,estrUCturas,metálicjlS:.y obras con' mayores solicitaciones ,y 'a. lllllyore>·péF(lida'S .de onet:gía; l'.C(luisit(?S'de. discfio especiales para, utilización dé-equipos en, ai:nbi~t.es hostiles; éwaoteristjcas de:-aislamienld para Ias instalscienes.y equipos.de. acuerdo?cQQfsu nivel de"~nsión y ubicaciéní inl'ensiilad de campo.eléctrico Y,>presencía -de efictu UJn'.lllli; colléXi.ón .a 1tiemi,-para la> seguridad.;.de\ P~rsowdveto.. ,. · J •i• ;": -1.t:·, -¿;¡ r'_ .. a1,·,, ~ -,_12~1u ... :·--· ··• ~i· · !1··1. hh &n re~pecw a J.á ínfluencia'de nuivoS'dí:"s'arroiló's lt innó{iaciÓti.teén()]Ó}¡iéa e1i''ei disclio de.su~staciones pueden hacerse las siguientes precisiones: · "' · .;, "'
J. .
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En los. equipos dt. alta tensión Ja innovación ha estado relativamente limitada en las (iltimas décadas.. Algunos elementos corno Jos íqterruptores (aire, aceite hacia SF6), pararrayos (SiC hacia ZnO). transformadores de cOrrieote y tensión (aceité hacia SF6 y medidores. ópticos) han experimentado ~o.s .. cambios tecnológicos sin cambios sustanc_iales en sus dimensiones externas. Consecuectemente, no. h¡1 sido posible .realizar grandes modtñcacíones en las disposicienes de las 'subestaciones, con excepción de las modificaciones introducidasen la década del sesenta del siglo anterior con la tecnología GIS (vai'I11sulated Sub1ta1icn), la cual.permitió un~>ª'!'~ ~J~~nclic!oo~1~ op,eraci~ y en los requerimíentos de espacio para la subestacíén en zonas altamente pobladas o en re&!unes de intensa contaminacién. En ,:ambio, con respecto a los· sistemas de control. monitoreo '.! proteceíén, se ba tenido un fuérte r noveik)so.desarrollo en las ültímas tres décadas con el acelerado avance de las t'éc"ñi'cas:iijgitaíh )i de lói 'disposfüvo&'cteéti'óilicos,lo qué' ha aplicado con 6tÍto~n los ¡).rd)!ettos de'Sii'.bCstac.foo,es.· ' " • ' _·'. · · ·· • '· ' 1:Jkf I>!~~ ,t,¡ ~-<.{,r »11, H , H·• , ; •t . •.; Tarnbi~n 10$' nuevos desarrollos r;:p,lu¡; tt¡cngJogía¡; ,iJ.e cqropenentcs haµ conrríbuido n la introducción de nuevas tendencias para subestaciones: ~ ,,_ tq . .,. J""'Í' l' - - ... •
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e~~~\ de;;teA~iQ~_pe 800, ~Y: C?D el .auii;ie.ofo de la utilización. de !luto.soplado en estos é'~W.~. ~ ~aJ~ud~o ,el ~ue~e~tó ~ _ener~á~p~a~~~ión y, por consigui~o~e.la cpi:úiabilídid mecáiiica del · interruptor ha· aume'tl't'aoo, s1endó menor el mantenuruento necesario. ~ utilización de dispositivos de maniobra sinc~íiada contribuye a simpllfic~r los' equipo5
sártuira..de. m~~~j(lp., ., , > · . •• . . ......~ Ya'.t'!JlJC~los ihteml,)'}tord · están siendo' ·más- -símples ·y pequeños, la función del S(!ccion'ádor-"tmed~.ser 1 inte-grnda> en· et interruptor mismo; pudiéndose ·combinar varias füOOiones dé deseoI.lelliióri y"de+puesta•~ tierrá--Debido ál reducido roantenlmientO' que se requerii:li )':' a- lá•.ruta·:..confiabiJidad, algunñl;· de los secclceadores- 'qüe 'se díspooen .
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nodliainiente- ell''la.~ subestaclones. no :SéTÚll necesanus,' con lo ·que podría reducirse d área
para la subestación, obteniendo también una reducción del costo del ciclo de vida'deIa inscalaéi6n~,Yal~1t.)iabia cJel 2~-. entre,~trus tl!f!C'IC!I Jl,
~$11an..~~~º,9H~s,e,tet¡ui~reniaptu~el!~e,~este. tipo ~e ~ui_pos.
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. l!I'. ;;,~el!!C'>e,;iste una gran.vanedad-de.senscees de corriente y tensión basados en ~dffeos ~l'e~f\lnéionamie.nto eléotricos. 'y 6PtiCQS''COn sus correspondientes Interfaces de com~Cac«Sn.con--~os sistemas de . .eonttot.•Y proteCción.• la mayoría de los- cuales se pueden ·Ílltegi'at ..en;el interruptor .o 'en lo~;aisladores'~:buje, logréndose de esta forma eliminar las
toñai•rt1uertai.de protección tn .las súbestaciones. u .gran" mayoria de los fabricantes bi!seliráli:.ituefos..disefiOS'de transformadót'Cs"de,:lli:strwnentos.,conun-ancho .derbanda, más ah!ilelJÍ~OOOCa cuénta' losireguerjnilentos de·medida ,asoci~OS a1los CODtral:O'S de .calídad de pótencia':qge< sC, tenqrán,'en el · futuro.'-Larot:ilizació11 .de. -cste tipo- De nansfoemedores de ~$!1UJllenta:ei6o<.•pwmitc · reducir loSc recursos de mantenill)Íento al oo necesitarse'•la ~:ca Y~m!tj,-ó~i~~ .pi".~! y. !fl!?ª ~_mu.es~ de aeeitc pa~ verificación del
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C.oNS·lllEAACIOHES Y J\Sf'fCl'IXi GEl.ER•US OO. DISEAO DE SJJl!l'$T;ACIOl'
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En la aetualidad se encuentran en ei,,. n:iero,ad.o· equipos. de protección que requieren muy bajos. niveles de energía para las señales ·atlálogas. y ~stán eo.censideracién equipos que puedan trabajar directamente con señales 'dij;itate1> •iprovenientes<· .
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Los aisÍaéfores compuestos son usados actuálmente en las conexiones de alta tensión de ]as ·subestaciones y en los. equipos de patio; como se mencioné anteriormente. Conseeuentemenre los pesos se reducen con respecto a los de porcelana, favoreciendo los diseños de cimentaciones y eliminando la necesidad de limpieza y aplicación de grasas especiales en los aisladores.
di potencia Bipolar Transistorr - se' est~
(VSC - Voltage Source Converter, IGBT • lnsuluted Gate utilizando más ··ampliamente para control de potencia reactiva/activa, conti~l, ~¿flujo de.carga, 14ni!~iótt de corriente, reemplazo de interruptores de media tensi(m y de cambiadores de tomas en transformadores. La electrónica
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Con Ias anteóo~ ~volucione.~ en desarrollo e Investigación,· orientadas a atender económicamente al usuario final, se está creando una nueva concepción para el diseño de las subestaciones con sofucisJ1eS:Íl!D!!V,u90~s,;-t@Ml .4e~1~I punto ~.vista de los sistemas secundarios como de los equipos de patio, que llevará a reducir los costos de ciclo de vida de la instalación e incrementará ta confiabilidad
hasta.ahQra se ~~co!l,c,bi~. . , , l ., ., '"'"'"ª' e t r• No puede dudarse tampoco que Ja mentalida.d.ambientalista de las nuevas genei'aciOl!e~ así como Ias-normas y reglamentacione'$ . .e.statales, tími>o11ei:i cada vez más unos UiseñllSlde
subestaciones orientados n producir el menor impacto posible en el medio.
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Los anteriores aspectos dan una idea general del reto que un íngeníero.proyectísea tiene
cuando inicia el diseño ele una subestacíén, siendo este libro una guía ~~.~p¡ft~~lo, 1.4.2
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Procedimiento general de dls.eño '·
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A continuacíén se describe el procr{limientQ $eneral 1;1ara el diseño de una. subestación con base en Jos criterios explJC.
que'•!~· 'viya Uévaifdo a través •.de" ras: dlJerenti;lcS áetivida&s,· partiendo, desde 'unos
requerimicñtOs1tÍiciales ·hasta llegar a el:füoEar'fo:Íl)lie°gófl de·!éon'dicfonés respectives cotlz.adóti de la subestación. A. : "' ,·. ·_ r, :;'· ,.. • ¡, ,,,.,, ·• • '. "t .
pa:tci _,
··~da Figura l.hse· rejlreseina, mediante Ul!J diagrama de bíoques.. el procedimiento general de:diseilo derumksubesto.ción,>mostrandl).las difcren~&actividades que lo conforman
· ,, .La.unidad.de planeaci~n de· una comp!;WÍa de prodocció!l.Y•'!Iansmisión de energía o el ~~. ~ggÍadQt::>dé''lii e~ón ·i:lc.l· sisteri:ut ·de·,ttansmisión de, .Wl país, o región, J}S quien se "qi:í!r-g11o.de de.tednitwílel número de ciréuiws de transmisión y transformación, el 11úmero de pMJj>S de-~heitión'!'taü.~ióh>.general.de~~,o;ube.stadó~en,,el sistema, Eu el caso-de una S'ubestación asociada ~QP. una planta generadora. el número de circuitos de generación..esUí.
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determinado por el diseño mismo de la central. E~ta información es entregada en forma de diagrama unifilar general, tal como se ilustra en Ja Figura J.,2; acada ~~~~ s~de.be~signar el año de entrada y Ja etapa de desarrollo a la que pertenezca, . ', '' 2001
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· Requbimi~ntoscde-estabilid11-&del-sisrema - :--~ ·- ...... ,. CapacidM. máxima de transpone y longitud.de las líneas de transmisíón
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Sóbrerensíones transitorias y de· régimen permanente del sistema, especialmente para sistemas EAT. y U AT Requerimientos de compens~ció~reactiva del sistema en ci punto de la subestación. . ! Una: vez se tengan disponibles estos datos iniciales se determinan Ja importancia y las .necesidades de la sube~_3ciónen e~ s1s¡~ma, Se lde!Jttfü:o_.e~ji(l2*Jl!..su~.s~6n,Yse le asigna una conñgnractoo, Para Í!! asignación de la configurncién se deben tener en cuenta los requerimientos y preferencias de la compañía dueña de lu subestación. De acuerdo con las clife~ntes etapas de ~aITOllo .s~.de~~a sise .justifioa efectuar un desarrollo modular (caJJ:ibios de configoi-ación en .diferentes etapas de la subestación establecidos desde el di.$ell.o inicial). · · • t •
.. · it7c'on ~ pmtfiguradó~asi~. se. procede a efec~ar yQa selecciQ..n preliminar de la forma. 'canstructiva o disposición ñsiea; la .seleccién es preliminar·ya que puede ser modificada.< una. vez se ten_ga ·con~ento. ~lad.o · de~ predio disponible JlM!I la
t0s~iibhnauvos"''8.'"áepreferencias de ~· -tf1~'°'H?'F'
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la caridad
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se .presen~an las ~~~;,!_\Criv~~~~,¡;el¡.tr,~(J!!~_9a.~con los ~11~ -eleetroitleciú'llé:os; civiles y ambíentales éfe una subestaclén. er orden en q'Ue se describen no · rcp~~nta¡ cn forma ~stricta'. u.na secuencia do.tjc<;¡.i,c~ó..,'?¡~~· !!~~'!ch":~~. l,as activi~ .. ~ disctío ~p__de1,1realizarse, sUWütá¡reaI!IPnte, ~alcQmit~e fuU'éstta' dti lo Figura l. l. - ·
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su.bestación y. permiten definir los parámetros fundamentales exigidos para-su cooexiórual sistema y para. su1 correcta operación. ·Puesto que. cen nase en ·los :.da.tos de •planeacióo se oon¿>e~ l": upi!::a~i.ón aproximada d~ .Ia s_u~~ii?n y i¡u po~bte altur.t~P,breel nivel d~ mar,
~pu~e.11.Slgtflll'_cl nivel d~ aislanuent<;> ~e lo~ eq11Íp9§.
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· ·• En la Tabla L3 se presenta un resumen de los estudios a realizar, con lu información que es obtenida y con la utilizacién de esta información dentro del diseño de la subestacién. '. 'f.
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tales cerno nivelesrde-tensión, tamaño de Ja subestación, numero de circuitos, ampliaciones fututaS.-éte., basta llegar a la definición o propuesta. 'final del sitio recomendado. ·,. ~p~a1 e~g.;Se "d~tmeii'unas' cB.hdicióóé's'mfrifrlras del· sitió; únas ri!stril!ciones y unas ctitici®des con sus respectivos pes.Os';"ae.. a'dlt:rdo eón las- diferentes dímensicnes xtel ~áJiSiJ:e económica, política, socio-cultural, ñsíca, biética y. técnica. Puede emplearse un aná1lsis SIG,sistcma de informoción,geográ:ficc., · , ,, Luego.de Ja verificaciónde corídiciones mínimas y de la' evaluación ambiental en campo de las. altemativas planteadas.,f,l,\'fffltc.,c,I C;?~!º· sp selecciona la mejor opción para la localizac~\$1\de b... nueva subestación. · t't
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,c;era~'1~ddll.!!'
~leciroPil!f4fill>OS:'·y cu{lles; es nec:esáiió realizar una visita ele reconocimiento y las '.aeifridade
•
Estos estudios .determinan el levantamiento planimétrico y altimétrico del .área del proyecto, y su amotre al si~tema de coonlenadas establecido para la subestación. El amarre n11e00 reaiiwnie ¡i&ñ' GPS. ' . ' - ., - . · · ' ' ' ' · • • ·' • . · .; r-«.ft t~i'h"'· : ; . • .,,.... 1-.; ... , 1 ' ~ e$tÜaiciS topografiéoS'se realizan con base en Ja información recolectada
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en la visita
de iécerioeitilien~i)~dd predio, en las vf:ui a Jevanilir tsi se 'reqáieren) y en la identificación de ~tii.d~¡iip~:§,e otl~n4en los r~l!etj.mientos dé mformación mínima para Ia ij.ecución :c1e fos;al~t,4c.Í~~9b.ra5 civiles dé la subest~íón ypara establecer los límíres del predio, ~~ll!lq!'."'
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Estudios geotécnieos ~
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defip6'COOlO un-conjunto de actividades que tienq;i !>'?" ~jeto .~ ~\(estigal:ioo del Súbsu~Ío con ei-.firi"de"tecomendar los criterios necesarios, pl\1:11. ~l diseño
~Y la ~ns'IÍLicci6~ti:1fl~'Ofuas en contacto con el suelo' ~a ,__;._ .-~.">-
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co~ bá.se.- et fi\, ~isit~ :
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Bstudios sísmicos
,t.p_a, estudio¡ p~a Ja evaluacíén
de la amenaza sísmica local, se realizan con el fín
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_esJal~l«eJ lo$· efectos .sísmicos a considerar en el diseño de las obras civiles y estructuras
ffi:~~-11$.YCO la&~érifitac.i(jnes;'Cl.c Ja confiabilidad sfamica delos-equipos elccllomécánicos . , . del proyecm. r,::..' • .. , ,, . , •11 w ,, . : · -
ÜlNSJOfAACJO•~s y ASHCTOS GENEIW..ES DEL orse'lo
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DE SIJBESTAQOlleS •
13
Los estudios para la evaluación de Ja amenaza sísmica local .se. realizan, para el caso colombiano, con base en los c~oaoS> sísmicos1de ta, Red S~m,o)ógica Nacional .y de Ingeominas, eh la información geológica disponible de Ja zona del proyecto y en los-estudios de suelos correspondientes al sitio del proyecto. •" · r 1.4.2-.3.7
Aspectos ambientales
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Se ideutíflcan y evalúan los impactos .que podría causar una subestaclén hacia.el entorno en eada una de sus etapas de construcción y operación, bajo' Ja mirada objerlvá de cinco dimensíones de análisis: cultural, política, económica, física y bl:órl:ca. · '"· • Se elaboran documentos de diseño para la evaluación de posibles escenario~''con los cuales se puede construir un documento ambiental, segün la legislación vigente, en el sitio d.e· instalacíén .de la subestación. Cada uno de los documentos -se oríenta batía las < especificecíones técnicas correspondientes y presenta en detalle" la metodo[Qgía • 'para la identificación y evaluación de los impactos ambientales que permita al evaluador construir Jos programas del plan de manejo ambiehtli.l {PMA) ae acuerdo con el entorno caracterizado erteJ ~sttlQ.io,
1.4.2.3.8
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Urbanización y disposición ñsíca
En esta etapa se realizan la urbanización del predio y las disposieienes fislcas ·définitivas de los diferentes patios de conexión que pueda tener la sulpe~tatjón. Bl r.esultacjo final son los planos de planta y St
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Una vez que se han determinado las diferentes áreas se procede a ''Ufb¡utlzar" el predio de Ja subestación, lo cual consiste en distribuir dichas áreas en tal forma que se ocupe el menor espacio sin que existan interferencias entre ellas, ni problemas de acceso y circulación. Es también de importancia efectuar un estudio detallado de Jos accesos de líneas de transmisión a los· diferentes patios de conexiones,, para poder ordenar adecuadamente Ja entrada de las lineas a: la subestación y hacer la adjudicación dé Tus e;aillpós a 'dichas líneas,
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l.4.2.3.12
MaUa de tierra: ~'· El célculo de Ja malla de tierra y la elaborscíén
,·de' Ios' ·planos· correspohdieotes Se realizan con base en la medida de la resistencia del suelo y en la urbanización del predio . ... ;
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L4.2.3.J3 .·Sistemas de·protección·y 11Aálisis-de fallas.;·.· ;. . .t , , ,. • · 'Estli actiVidad cubre·lá seleecién dé los sistemas de protección y atiálisis de falla' que ·5e
requieren: dentrri áeFproyecló de.oon'strilcción 'dC-tiii.a subestacíoo, tenien'do en cueeta s-r las línéas' lnvolucrii.das son 'nuevas' Ó'; ·sorí''éXistefues/y Su intetacción' con' campos subestaciones remotas, nuevos o existentes. '
ae
Para el diseño efe Jos sistemas de protección y registro de fallas se requiere conocer la informacíén acerca de tipos y cantidades de campos que· confurmatán la -subesl\ción.da LCJ}.gi.ni
1.4.2.3.14
}. º .• ·i, ,;. . -; . .· t .,.._, ;.Bajo:~sta·.a;ctivid~ se detemii}Ían. las-caatidades- )~1oalibm de lo&dles ·aislados••de media ·y baja-~.nsioo para. los seévicíosaauxiliares ·de¡ equipéis de.;patio;1gabtóe.tea:y·~tros equipos .• ·tanto en edilicio como en casetas de ,control. Además, SCJ(l.Olls:idcn·an los diferente&.
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circuítos .de control y . señalízacíóa de los equipos de patio, controladores y equipos de
1.4,2.S.17 •.:Sistema de automatizaciónde la subestación , Esta ~tividad se refiere a la selcccl'ón de:losrtipos y cantidades de controladores que ~QQ1Jl0$;fl.: l .sjs~ de a}l~Ql);\lltizacj!)e,dc¡,,,la ~U~~~j.§n,;J! lgs {e~pec.liVj¡8 li8La~08 de ~~!!J.é§~~i~ 11~a.c:t!i.8 ,t;iRq J;l~1¡9,n~o\\lll.\)llp~, en Jil iµf,~rm¡i~ión, sun~!).istra,d.a. P.01' !lis·-.. ·!C.!Í~
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1.4.2.3719 , Adecuación del predio
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e~dios'_fáf.i ~~blecer los rno~entós de . tie~a r~~~a?~~~'et.;"tl~·!!!f ~-p~ce~aria,s e~.proy~f:°; ~nlilderao~ .en.renos &o'lí6iiííé«. f~"liicOs. t'á'ní51C:i\'tates;v 'ehiisdio dé''las obras de' protecciónde los taíudes y lÓS slil'e'"'Jisagi~tlSJ~cióii &'á.~ rRliticas $."dt 'escoi.rebtía sbt>re' los oiÍsmtí~. . . •t .-;J' ~~ctté~i6it~~itlva Íás ~ndi~io~ ;º~~áticas del l~e~, de las Cóndiciónes de estabilidad del suelo V de Ja disposición física de la subestaéjÓn con sus diférentes patios,'. de coriexiones. • • ·' ·- • ·· ·• ;,,,- s' i;·;J. ~ . . "'
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1.4.2i_.2~·" Di~·~d; obras civiles '< - •· · Est,a actividad cubre la ejecución de Jos. diseños de las vías interiores y de accesode la sqbestációirfareo'ajesde aguas lluviruí, •t}PQ$ y. Jongifu~~ d~ c~s y duetos, uQ¡c.aciónde e-lijas de urv. cerramientos, sefl.alizaeión interior y ubicación de las casetas .para el. si~tema conttiincendio, cimentaciones de -pórticos y equipos, foso y ·cimentación · para tran.~f~o~.~y u,utptrunsfo~res.reactores de línea, reactores de terc"':ri~· re.ac~ores dé,,~~· ~adoce~. z1gza_g! carrileras y tanques sepm:adores· .de aceite, muros ~§~&-9·-~w~p,&j\tef!~J\ͺ.pt}~ P'}r ~1-,j!l!JJtiJ:ml~p pqj.m~lf-8.! d~ s9g191d.ad .y de papo. "1 alumb~ del patio de equipos y el alumbrado de ]l_ls víp.s ele. ac;ccs,o .de Ja. .. 5Ubc!StaeJbn. .
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El diseiio de. las vías de la subestación de~ndc ~e, Las c~ndicio;nes,tOp«>JVá~~a¡; del ¡mdio yde1'~·condic.ionesde estabilidad del süeIO;%litaccerfsifo'asque se delernlmán'a partir de lós .e~díos ico~spon!'lientc~ilos> radios de'ícur:v.atura: .de•}as-, '-ptedio; ijrl)¡Qjjz.ación del predio y •detal.!es pará la "1lfl!'>'; in'St8l:a
1.4.2.3.21
Edificaciones
',
Bajo esta actividad se seleccionan las edificacioecequeconforman la subestación como son: edificio de control, casetas de C01\9'0I, portería y..1 p,arg_y,ea(Jero•. dependiendo de las características técnicas del proyecto. ·
Se realizan además otras actividades efw;·eoibpJ~entanestas edi'fi¡;ncio~
como son: 111 selección del ~istema de abasto de agua. potable para el proyecU>;-i:l trazado de las redes exteriores de. alcantarillado de aguas residuales, la.. seleecióa de, los" sistemas de aire
· acondicíonadoy la conexión de la acometida telefónica de. ta si,¡bestacíón. '
'
-¡ .-~
RecomendacloneS. y normas
1.4.3
•
<
· Para la elaboración de diseños y metodología de selección de equipos se considera la utiliZaC'.Íónde las 1toimasestablecídes poda :i;oJl!paiííald'ueñ.a'de· ta iristá!acióu;dénttó 'C!o las.
IEC 60114 Barrajes de aluminio lEC 60120 IEC 60137
!}ic'ooi43 ' •.
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Aisladoresde poste (también lEC 6(12{.3)
· lEC 60168 .~
Aisladoresde suspensión (también I.EC603~, (:)0372, (í-038_3,60672) Bujes para tensiones mayores de l 000 V CQn~~ñsaaoresen serie. ·· " ·''
IEC 60228) · "
• IE<2 OOll?i"CáblC:S de control(también • :~.- --~ ... 1 f'1 1f': l ' '.J . ., me '6.0255 _,!!lé$ de projeoción '.i..., J
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IEC 60289 Reactores IEC 60296 Aceite mineral
.,
.
JEC6QZ9.7 Di,m~sipncs de tableros. }' bastidores (19") .. . •. IEC60353 Bobinas de bloqueo . . ' IEC 60376 Especificación y aceptación del hexafluoruro de azufre .,
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, •
IEC60481
'
J.
Equipos de comunicacionesPLP
IEC60502
Cables de potencia XLP~}!.~~b:énf~~~~O),.. .•. ,,. ,., IE.C.605 ¡ 7. Equipo encapsulado para tensiones s\i'peqores-1 ~2:!;'kV ·l·'l lEC 6:()ti94 : Clánsulas cemenes para.el equipo-de alta .tWJ,sión · IEC 60815 · S~tticcíón de aísladores con respecto a cerrdicioúeseomáminadas IEC !>0865. CálcÚlo de corrientes de cortocircuito IEC 60870 Equipos y sistemasde telecontrol
,,_Eag~.~!:~~e!l9_.~e,~a, malla c:!e ~~Jiti,Ja nqnna.,pl~·~ada es la .!Pf:l,i Std 80; para el
~~eiio .de-¡b.atepas, t¡i.®B Stsl 450,y; la,~4§Jd ~85;.,para el dis,eño, sistno:.re~istep,tela ·W-EE> Std 6Q3 :y, p¡u:_a el diseño de sistemas contramcendio la IEEE Std 979. Po/ Qt!V, lado, para el disefio de los conectores se emplea la NEMA CC.• 1 . ;. • ~.-~. ·•··P,1H -~ -: ~. .... 'Calle anotar que las normas están conformadas por una o más partes ,que est~ en continua acrualizacíén y pueden set reemp!azitdíis por otras,' El usuario de este' Iibro deberá comprobir 1a·aplica:bilfdad de fas normas aquí .descritas yavque en el momento'de edición . o?t""· . • d ' ' . ,,.algu~ e~8!'":~·~npro~~~-de.~,~1ac1p~ por ~JITTe .~f Ja}!~<;: __ , ··,,. •. ,Otr.¡U¡ opwiasaplicables ~e mencionan en capítulos posteriores. . , , •.
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·.,J.5 } p.i.;t€pa·UÉ CONDICIONESi 1/
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El resultado final de las actividades de diseño es la elaboración de los pliegos de · eondiciónes que· permitan' adelantar Ja realización 'ile licítiídooes'.públicas o cotizaciones directas p;lI? el -suministro. ,de eqw¡).!:ls1electrp~tánicos; • de protecei6t1, cm!'!ur\icm:ion1::s, , ~g9sa~iUaf~s y control;,¡¡ara ~·rflJIStcµ~ci9Jk4e.]J!~ qbri!& l
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CONS:a!AA(IONES Y ASl'KTCS GENEM~:S DEI. DJSfÑO DE SUBESTt.clCllES •
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Equipos.y rnateéales.de-importación
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·Fl'etes, seguros'.y gastos de i'mportací'ón deJos eqú1pos anteriores
E~~~~·~ -~~is n,d~i~nrd~~ ' .: ,¡ '; ·:'· '· . FJ\:te§'.Y ~8\lros .ua~iQ!)'l\l~s (~asta-1i~ siüo q~ lii [.Jbra).,.. , , , M°qptajc,, pm~~'.1$ Y JlU~~~en,sm,i9jo< i , ,-r· ·Ingeniería')'.administración. ·'·· · · '" · · ' ,. . '·:E.1 mecani'smo" para éla'l>drar'u1f'Presiipuesto;coiisi5ti en identificar en Ju formamás real (!<)8;.ble'''Ios oost~S';relac~ados con la' subestaci&n• que &é ·está considerando, 'hacer su disdtimi'n~ón'5eg\íit's~ trate aé desembolsos ~ti' monCdá'miciotiaí o txÍrdlljeril. 'y áfilgnar una partida apropiada'para costos i'mpl:evistos:· · .. "'' •-· Corno se'eomp~nderá;¡le~ 'impiJs'itite' geri.craliiar'(el procesó, puesto 'que ' díéfif'cas"o constituye uíia áp!Jeacióhí)articlllat. Si'n emoorgct;''a continuacién se dan algtúiás guíi-s que pueden contribuir a hacer claridad &Obre les·items..
1.,6.1,.
F..n el prediseño de la subestación se esta'blec~1r las 'ilhiieosíones mínimas requeridas, pt:ro en muchas ocaslones la compañía propietaria se verá obligada a adquirir un: terreno que no se ajusta necesariamente a ellas. En la comparación de lp~,diferentes predios disponibles es necesario tener en cuenta tres aspectos íntimamente ligadasa los mismos,a saber:. ¡.:. ~· ' f; ,. ~ ' " ·La existeocia o necesidad de nuevas vi.as de acceso, o reforma de las disponibles. La influencia que la topograffa o construcciones perímetráles alrededor del sitio 'éscogido pbedatrtenér-sobre Ta ruta yubicacíén de torres terminales de las líneas de transmisión, El mayor costo que ellas tengan constituye una penalízación para el costo del terreno. La disponibilidad o facilidad & o5teiici6n' dti 'servicios público?( necesarios para la '.·~ ,;c?n~cr4,c:cJt19.y.,oP,e~i,9!1 de la ,sqbe,s}a.Ci9n, co~ ~ne.~gía, ~edP,cto, alcantarillado, ;•·ttf)tfpn9.-Y.~\~1,~l. Pf~sup~~sto 4'ébe;~á, por lo µut~, tener,en cuen,t;a,el ~v~l.de ~stos '"! ía ~g:f~n y mc~dencrn de los (actores anotados, así corno !?• .cost9~ 9.~ !.!lll j'
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servidumbres requeridas.
Obras regionales futuras que puedan ufectar los predios (nuevas vías, ampliación de las existentes, etc.],
1.s.2·
Obras civiles
Tal como ya se anotó anterioemente,' las obras civiles comprenden dos. etapas muy definidas como son la adecuación inicial del .predio y la construcción ,propiau:iente ¡.licha. Tampoco en este caso es posible establecer un enredó generar~para cuaritificar. el presupuesto, ya que éste quedará. condicionado J)Of las cantidades de obra asociadas.,al diseño particular .y por las circunstancias propias de' fa regi6n.i · 'u··· · · ' ' · '"' · · ' ·-· ;l
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1.6.3) .. - i;iqu,ip9$y materiales .
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. >·rp;¡rá'tinés arprisupuesro'sc.puc;deii·d¡vi~ir en laforma siguiente: •
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120•.CAPÚ\Jl:C 1
Equipos de transformación y compensación: su presupuesto se ·puede estimar con base en.un valor p()r kVA. qu~~nde d$1JOS ,Qivelesde t:eosión,.de la capacidad en kVA y del tipo de ·M
Equipo ·~ ~atio:
incluye interruptores, seccionadores; trampas de onda, transformadores
)icitaci.ón.anteri.C?r, s~ P,Ue~ ,in~):tJir .además otros equipos como los ;¡¡1 tableros11dt; ,CQrttrol,, p¡.edi$1a;y,- ~ro~eccióQ,; material ele. cp~e~!ón (aisladores, cables, .... tu~i:(~)'JptrolJ,Ult~al wenpr (éo~~1~$ ;i accesorios), Por último, en la lista de eqnlpos pueden incluirse: • 'termina.les de' 'teiecoritunfoaEiótí,""cuand~''séán rii(iueridos' parlt' fines de D®tni ~a,~~
~i¡xi~~~:.Pabinetes, baterías, ~argadores, P!~tas de emergencia, etc.
•, Postes-y luminarias. ,¡:. " •
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,& ,.f!ll'ai estos -, últi~os, elementos deberé estimarse wi precio con base en, los ~s ~ las l~it.acjon~ q cotQP@ recientes.·' .•
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F~,s.~s,egurosy gasto~ dt,- lmp9rtaelón ':rl•
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· • ~u•'.';;'\""'~~ val9 fin81 1dependerá del origen de los' equipos, de su costo, del volumen y peso de l1 ~}r elll~que·v Clél:sítio 4e la ::;ube::;t11ción. Debe- tenerse -en cuenta que es necesario considerar T
M°'9ntaje, pruebas y puesta en servicio ,.}. J ~ • • .-;,
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Para la ejecución. de estas obras en una subestación. puede elaborarse el presupuesto aplical)do un;..fa.ctOf al valor resultante de sumar el costo FOB ("Fi'ee On Bl:iaTa) de 'loS eq!Ú~S impQnados y ~~.~~to -~,,~rica ~e los nacionales. _Este factor se determina gcoera1tn-entecon base en datos históricos que posee cada compañía,
1.6.6
lngenieña, admlnlstrac~ón e Imprevistos
.' ~r_ 'i
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Las páftida.S asignar por estos conceptos pueden estíiharJe coúÍli jfbrcéhmjes d~ los totales presupuestados pru.:a: los renglones anteriores.ásir", · 1 ;,: ! • i•l , ., 1ru;1~,,-·: - Para íngeniería y administración: porc.enmjea definir sobre el total general . . •• . . . . . r\~:!..~t~ :< S·~~·r ,, c.t.t "~"~''- ~~)'d1.'1 ~~rttt.ii~~1t: • J "\ ~· -· [!_ara imprevistos: porcentajes a definir sobre la componente en moneda local y en · món~ exttanJe.ra,'áStgnada·~dólares. · ""'~· ""! '''"-i.' •''á -c • "- '!·' ...~ - '' ' '
1.7 1.7.1
Plano• y diagramas eléctricos'
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Algunos de los planos y diagramas eléctricos que se d~b~n déSaffOllar dÚfttnreucl'diseifo de un.a subcstació9 so.n los siguientes: '' r.: ·· · 1. 7 .1.1 · Planos generales Lista de pl!IIlOS Localización del proyecto Símbolos y convenciones . ' Gálibos, carreteras y ferrocarnles Espectro para díseñe-sísmíco.
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A
1. 7 .1.2
Planos de equipos de transformación y c:ompensaclón
1.7.1.3
Diagramas unifllares y nomenctatµra ·oper¡iitlva
~t?~~Ct\;~f:\!"'':'-i''·t:'": .-··
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~.,..., .."·~,.,_ .,, e.. ~.
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¡. 1. 7 .1.4 Planos de dlspoeición flslc;a ,,, - - ·Planta general Sección y planta salida autotransformadoro transformador •. ·• • ' Sección y planta salida de línea ,. · •,;;· ' •·L~ "'' Sección y planra campo de acople Lista de materiales y detalles de conexión -, ., 1;,
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,, ... 1. 7.1.5 Plands de it'strüeturas-met611Cas · ' , Disposición ñsica de pórticos y templas - planta general y localilaeiótl ··· lsométrico de pórticos y cargas de conexión de cables . . · ' ~ · ·. - ·y:~.::,,Vi·.-, ~-t-"ii( ·)~J to Estructuras soportes de equipos Placas de i!l~ntific~i,g~ ~';?}Jic,~ 1. 7.1~6
Y,;s~p~ft~;,. ~
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Dfagtamas de servlclCMI auxiliaras
Diagtarnas uniñlares 120/208 Vea
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-~~i01#,í>' cb:cui o ~L\Ji;~l..;.t.fW~~1r~r1~) de cieIT~ intmuDi;or ~,. ftq•&).:J' - Circuitos de apertura interruptor ";cr' .·.. ~~ . éircuitode apertura .;..cierre de . t<
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f:.tül~f~~f
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seccionadores .
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Dl•círinías de lo& sistemas de ·protec:ción
1.7:1.9
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- · ·Aeción.de protecciones - Campo o bahía de línea · Ai.?ció1Úié pr(iteccione.~_,,Campo o bahía de acople . - ~éci6:d (Je pro'tecciooes....:-Auto11:a11sfonnador/transfm1m~r,•. , , ve: .. , ,,, , XcCi6h éle protecciones - Campo Q bahía de batería de c,()Jl,(iensa4o~~ ~· ,, · J
CorlSJDEAACONl'S y AS>EC1'05 GEN!ltOL!S Da DISENo OE SUl!ESTACIONES.
Planos topográficos de la vía de acceso Adecuación general del predio
.
Detalles de.adecuación del predio
.~ .. ...;,.
Diseños estructurales y detalles de muros de contención.
1.7.2.2
..
.
',, ·•· •·'
'I'
,• ' ¡
Planos de planta general, vias, drenajes, cárc;amos y duetos
Disposición genera] de la subestación Detalles de señalización Planos de. vías y acabado de. patios Planos ~ara la vía de acceso Planos de drenajes Planos de cércamos y duetos Disposición de cimentaciones, cárcamos y duetos Detalles típicos de cajas· de tiro y duetos embembidos. 1. 7.2'.3
Planos de cimentaciones para pórticos y soporte de equipos
Cimentaciones para pórticos
Cimentaciones para soportes de equipos. 1. 7 .~.4
Planos de foso11, l'l'.IUros cor1afuegoy estructuras asociadas
Muros cortafuego Fosos y estructuras asociadas Carrileras exteriores para aur.ottansfonnadores o transformadores Tanque colector y separador de aceite. 1.7.2.5
Planos de alumbr'adoexte,.or
Detalles para alumbrado y tomas exteriores Alumbrado perirnetral de vías y patio subestación. 1. 7 .2.6
Planos de malla de puesta a tierra en patios
Planta general patio Malla de tierra edificio de control Detalles malla de tierra. 1. 7 .2. 7
Planos de adlftclode control y otras edificaciones
Arquitec.t6nicos Estructurales Alumbrado y circuitos eléctricos Abasto de aguas
. • i~ sé· dénornioa configuración al arreglo' de' los equipos .electromecénícos consiimtiv5; de' C(l('patio de conexicnes ó perrene'ci'eriteá!·a un mismo nivel de tensión de una sub'esl';lcióri'::~tet'al formá que !su ope'J-ación penruta dar a la s,iibes1'.a9ión diferentes grados de confiabilidad, seguridad o flexibilidad para et manejo, trarisfofmaéióo y dístribuc~óu de
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Rál¡1~erite existen dos 'tcndeociás. generales con respecto a los tipos 'de ccinfi~adón'es subc,staciortcs 'de,:;ata tensión ,(A T¡' y extt,a ~ta. tensión (EA'!'):'Es~~ t'eMénciiÍs sóii: llí' etirop'ea oJ dé ·'c~exión .. de.' batráS y la americana"o~ & coñc.ixióli1 de r , t• interruptores. Cada una de las tendencias tiene diversos tipos de conñguraciones,' siendd lllil principales las descritas en este Capítulo.' .Oi,:cbas-configuraciones son llplicables- taúli:i'para
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...
snbestecíones convencionalescome para subestaciones encapsuladas-en SF6• ·'La 'Ütil'í:i:~lón de una tendiincia 'ol?viaméhte es14 condicionada por la· tradición y uniform.icíiid de operiición y mantéil.ifuiento, 'mientras que la utilizaclón de una configuración
está lig~a á rtigu~rfuúentos de la éhJ,Presa Ciados piinclpSlinent~ ~-el sistema dé p(Íteií~ia. En.·~ste: C.W[~I~, ad1ici<_ínalme?te ~·la desb\!ipcióó'~ la~ c~g~,aciones, se explica una breve met!XIOlogia pata la seleccién de una configuracién. . 1
2.2
DEFINICIONES
r-
' . r¡:.
¡•;
Fle:dbWdad: propiedad de Ja instalación para acomodarse-a: las diferentes condícienes que s~ l)l}~an pre~n~ cs~ialJl\cnte pqr cambios operativos en el .si.~te]pas2 además, por contipgencias y/o mantenímicnió del mismo. , . · f ,., ~ .,, T ,j.• 4' • • ' '1 • . ' ¡ } '' Los cambios operativos que peeden-darse en un,,9i$lem!! se realizan buscando;
Control de .potencia activa, y reactiva paca optimizar Ja carga. de los generadores, Esto implica.alguna (orma de in~diz¡¡¡-o ~grupar c.ircuit~4eiearga y/o.generación. - I:.imitat .nivele& de cortocírcuíto. Cuálqúier arreglo o c8ílfiguracion que incorpore medios para dividir Ja subestación ea dos (o más) secciones independientes. pueae. reducir. -los ni vi:les• de 1..'0r:19Circui10,. LaJeducció.1Fde~nivel de conocircuito A,e debe ser ,::..,· un parárnéb:~ il).i<:ial -~ diseño de ll! mism11....más.. bien ~llPc ser 'Qtla,c~ndición o~ratiya .. -de la,,inSÚl}ac,iónpara pm!Qn,gai; l11;'(id,u,"6til de.Jos equipos y,mtjorar1Ja"estabilld.ad·!kl sistema, como se menciona a continuación. , _, . 1· , , · -e
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~/Uentar la: ~ta:bilidad en el sistema. La reducción de cortocircuito no solo trae como ~!. tener equipos de menor capacidad, sino que también incrementa la ~l:l1li(Wd.de1~1i.terna. ~
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o circuitos pertenecientes a s.ubsiSt.~~e~por~s caractert~Mas pueden afectar la seguridad, estabilidad, etc., del
sistema delpótencia. .. · Si e!sie más de una compañía de energía en la misma subestación se puede tener la facilidad de independi1.arla.~ para limitar la influencia de una obra sobre la otra, por ejemplo. durante períodos ele racionamiento, políticas operativas durante contingencias o mantenimiento, controJ de potencias activa y reactiva, etc. · Coof111billdall: se define como la probabilidad de que una subestación pueda suministrar energía durante un período de tiempo dado, bajo la cQndjpQn de que llJ..menos,un componente. de. la subestación esté fuera de servicio. Es decir, que cuando ocurra una fulla en im,~~mj)!lp..,,d.g,J~ S'él>e~\~C~~q,(jq~ptQiyb&i;rJlj~¡.~) 5,e,P.ll~ fOnt,in~ con el.summistro de .,~i~
~tt~' !,S· PP.;¿Sl6!11P(1?2·.~ffi!C!lfl'~~..S-~5fSff9.11 .~~,.r~~w,ctJP.8~ PWllR F.}flWl~~- ~}9·~~ !B~~il?1~~e;f~~!1cm~~~lWW~ <,,,.,, . ., '· ,··, :.'• 1~;.,
~n;:i{;
1
Dµereotes estudios y artículos técnicos incluyen cifras o gráficas que permiten -hacer er;¡m~i-0~~ ~e &p,.q,,1gener.iJ..• ~oni]~~~id~d ,1de •.\l!13 . u, ~ configuración de ~~J~·.e~geJll~.To-is,Bfef~~os,PPfi.FWbt¡&d,~e1c,h1ert,)' S~!fdC? J~979), que. se
ltlf.\o PJU'.D;pnªJ4i..Plica,gión dada,;es ;1;(11iNe1úente poder efectuar .un c.studi.o pattisúl3!'.Q\Jf.11C®. excepción de losc!)a.~os 'llláll.súnples¡·txig~;una.SQ]UCÁÓD"median.te.·ej,usode¡gO,!llp.uta4o.f,_EUQ Ynl?lic;11;tgmbién mablecer '~ tasas de ~ueocia y duración de fallas que deben ser usadas, mi l_lf1iar 1~?f~ct0s·de, Jos .c_omp.onentcsdel Si~~~\;8~º!áf.,qµ~ orf~~J~ff~~}\\\~~~~¡¡.~es,c~tp<)., l,a..c~p~ (lnt~i;r.atJ~m¡l f&~nc1~~lififlf~f.f~'~SJíff.fti}'l P,,en,~Jp~1l~1gn~s.~º;!;IR~~ ~e pum~)llS t!l.~:¡.s d~ fiecuen.CJa y de· Cíilraei~ de fall~s.; de 1 ~os.~e9w.ws .,con,s111~µvps de las sub~~mnes, o&teitidósdeencuestasinternacionales: ~.... .,,,, '·' J r' t, ' • •
W ·m;B~l~\ii~f Pc\~~Qg~~,,F~
-~~~~1"1h~f<\~~
Sin embai;go, definir el grado de confiabilidad que requiere una subestación para una apliíia~ióo particular puede resultar algo complejo, y en algunos lit experiencia de Jo~ ingenieros de diseño y operación será un factor determinante para establecer finalmentee1.iál eonfi~óri'de sul:lestabi:ón'.permi1e'logrlir'lacoofiabilid
·1.ntefi:optoregy t>artajcs; l!a scgUridadltinpJica:ct>tlfíhbilídad7 ~lJ • • .,. • • , · '.' -~, , rJ!t
requendij:eWiiila'ilübestal:'ión>'particulari.PQr•Jó ·gelfel'ál. 'la~llod 'e"stá determinada por la ~i"1-4u;s.~ ~.e.d~ty lq. (9].J,~,¡;u,i~tpJin1.,,es!fll1il'!4~:.; e~.el,wu1p~ento de.,.reJt.~ ~,...S~~~ -tº.1til't .••;.;' t_""',-11' rt ;_, ' ·,. • ,• .~ r ••• ' G.déi:ü)ñeüt~;'uwsisfehia 'séguro 'Y 't'ó"nfiálíle•'t:s·4qúd .en· donde todos sus elemenllts están ·dújilícli1füS'q\.fa::tpéidi'.da de'Yí:fifur.d~ ellos iil.0~ áf'e(jja')l'ningwb 'de 'los otros. 'Por-rrasones · écQóÓJÍÚ~ft~nin~temáo-stibesta"éión~·sei·1iaee·1~5'.égur~Y~"ªOb base en este-se'debe efectuarel diseiio. """ . J11< ·:. -, v· , · ~, ,. ',. · .. e•· •
'
1
2.3·
CONFIGURACIONES
DE CONEX'IÓN
EUROPEA
DE BARRAS · TENDENCIA
Por conflguracio~. de~·cone:xión~de barras se entienden aquéllas en las cual~s cada circuiio tiene un. .interruptor, con 'ta posibilidad de conectarse a una o más barras por medio de seccionadores. Las conñguracíones m4.~ utilizadas en esta tendencia para niveles de kr y E'ATson: '
2.3.1
Barra sencilla
Como su nombre Jo indica, es una configuración que cuenta con un solo barraje colector al cual se conectan los circuitos por medio de un interruptor (Figura 2.1). Es económica, simple, fácil de proteger, ocupa poco espacio y no presenta muchas posibilidades de operación incorrecta, Como desventaja principal puede citarse Ja falta de confiabíltd¡ld, seguridad y flexibilidad teniem!o,.así,4ue;,tieñe alguna ~ufifiatlilldád f'flex¡tn'lidáílpues si'hace posíble'separar en dos partes el
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Una aplicación práctica del seccionamiento del barraje ocurre cuando se tienen dos circuitos . provenientes de una misma eubestacién y alimentan dos .. traosfon:nadores para conformar las cóñfigµracioncs-·denominadas lfi ,;.t('.' ~guf~~2.l). $i los circuitos provi~en d,e sube~iones '.di$tintas •. el. seccio~amiepto no debe com¡jtoñtetet" la seguridad de dichas subestaciones por 4 .~ºt~~sJóN~SJtJm~~ó,n,;f.Olre ellas .
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Con esta configuración cada circuito se puede conectar por medio del interruptor de transferencia a la barra de igual nombre, conservando en esta forma el servicio del circuito respectivo durante el mantenimiento del interrupeor,o fallas del mismo, siempre y cuando no e'xistaQ fallas en el circuito, Jo que demuestra -~ buena confiabilidad que· la configuración presenta bajo estas circunstancias. Si la . barra principal se di vide por medio de un seccionador, cada parte de ella, y el inteITUJ)!OT de transferencia se coloca entre los dos seccionadores, se tiene la posibilidad de hacer mantenimiento de 'barras,dejando sin servício únicamente la mitad de 'Ja subestación, y aén se puede mantener en si:f'Yjefo por ~d.¡q dé'f, interruptor de transferencia y la barra de transferencia uno di: los circuieos correspendíenles a la 'barra que se quiere aislar, lográndose en esta forma alguna flexibilidad (con las limitaciones descritas para la barra sencilla). Además, con el secciona:m:iento se logra alguna
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confiabilidad por fallas en él barcaje.
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Esta configuración es económica: en co.sto initihl yfinal a pesar de. exigir interruptor de transferencia. Es posible también eo casos especiales usar la barra de transferencia como puente ~ paso de una J,inea que entra a la •SIJ~S~ÓI}, y V)lclve a ~
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-· · >r ,: , • ., · • " , .• ~ s: ;, , , 1. · 'Para el 'diseño se debe tener en cuenta la ublcacióíi detlos trárlstbnnaclOres,de corriente en tal 'fenfüí"que ñó''tlxistan problemas ·élé< prt>teccióri eon los circuitos-a los cuales se les está efectuMdo .la traasfereucia (su ü'bü::-ación dtl>e (er en el Iaáo de la lfnoa):''El cámpo de transferencia no requiere transfermador •de'corriente si. éstos aHos circuitos son ubicados
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•ts·1.1., 'f}•-i}'l
Para aumentarle la flexibilidad a Ia barra .sencílla se puede adicionar una segunda barra principal y un interruptor para el acoplamiento de las dos banas conformándose así una configuración, llamada de-doble-barro.{F\igura 2.5).·· - ... -·- - ~-· '•'' 'Esta configuración es flexible- pues permite separar circuitos en cada una de las barras, pudiéndose así dividir sistemas; además, tiene confiabilidad pero no seguridad por falla en
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barras y e11 interruptores; es posible también hacer mantenimiento en barras sin suspender el servicie y por ello se usa en áreas de !llta, contaminación ambiental. Se adapta muy bien a
sistemas mus enmallados en cfooae es riecestjh disponer de flexibilidad; debido a esta flexi):)iU(lad se puede usar el acople como seccioeador de barras, permitiendo así conectar a una y otr.a..-b..an,a.c·itcuito.s provenientes de una.mfm:ia fuente sin n.ec~i:d.a.d;~ hí\Ce( C!\l«· de las-.líneas· JlJa entrada.de la subeseieíén. Tiene la ventaja adicional, sobre,el :secc~oñ;un.ie,nto ipngittidÍJ!!l] ~D l~.9onfigw:aeioocs anteriores, de que la conexión de un circuito a una, barra u otra ,p,u~ ~11\!i,efc,g~da en cualquier momento dependiendo de circunstancias o consignas opc~ativas del~is1hi;iá, -- ·- ·· -•- - - -----~ · .. · ,,
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equivitlente a Ja máxima transferencia posible entre Jos dos barrajes en cuaJl!Jl.llSfQ.QU;idox;esde c9r¡:ient!lP!lCde11§~t¡L[ ~i\;lf?;w!,os¡;iaitY_g!ll~.,.n ,¡kJs ; llile~ptQ,l'Cj,. J>.C~ .de •. ,a,qoplamic1:uo, .rcquiere
Para el manteoimlento- de· intcrruptore¡· os necesarto suspender -el servicio de la respectiva salida. Sin.embargo, ..cuaudo-_e.J.-..sistcma..es.muy enmallado y diseñado para operación·continua durante la salida de un circuito, la desconexión de un: circuito no tiene mucho efecto en su comportamiento. En algunos sistemas, las líneas son de doble circuito y cada uno puede soportar la capacidad totál de la línea; por lo tanto, no es esencial tener forma. de dar mantenimiento a interruptores conservando eJ circuito energizado. Alguñas disposiciones físicas de 'esta configuracíén permiten efectuar try-pass o paso -directo temporal o permanente por medio de cambios en las conexiones de los equipos y barrajes, para permitir una' continuidad en él servicio durante prolongados períodos de mánteniíniento O· reparación del ínteeruptor; esta disposición física es la denominada "puenteable". La configuración de' doble barra es objeto de especial preferencia en Europa para subestaciones a 220 kV y aún para niveles más elevados de tensión, lo mismo que para subestaciones encapsuladas con aislamiento' en SF, y tensiones hasta 400k-V inclusive. Cuando se requiere una gran flexibilidad se coloca una tercera barra. pero esto· es en cesos demasiado especiales.
un
2.3.4
Doble barra más seccionador de by-passo paso directo
Reúne, pero no simultáneamente. las · característícas de· la barra principal •y de transferencia y ala• doble« barra. -Esto. se,..foi!.ra• a -partlr·'
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El material adicional necesario para la doble barra con seccionador by-pass o paso directo. equivale aproximadamente al que se requerida pata agregar id doble bárraje una barra de transferencia. configuración que desde-el punto de vista de servicio tiene mejor utilidad.
La configuración de doble barra con seccionador de by-pass permite además algunas variantes entre las cuales. se. pueden mencionar. ta parti~i9n de. una de las banas mediante interruptor, o scCQiO~~ri. la 11tilizat.jón de interruptores de acople en una o en ambas mitades de la 'barra seccionada, etc .. pero esto hace la subestación más costosa y más compleja e!l suoperación.
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En el diseño se debe tener en cuenta lo cstipula,(l.o ~teriorm!=ll(e para la barra principal y
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Es una combinación de la barra principal y de transferencia y la doble barra, ya que se tienen dos barra& principales más una de transfereni..ria, dando como resultado ~¡:reglo que brinda simultáneamente confiabilidad y flexibilidad (Figura 2.8). '''' -, • N.orltlilm~nte se usan dos jtit'errUptorestpara1as ftrncionesde acople•y transferencia, teS!)e!:tlV~CDte, ·pUdiéOO!):ie'·.a'81 efect\l'ar-<'en>' fórtna -SimUll~ . amba8 .operacionesi E.n alg\l,Ífós·~s;se ufili7;ll-uo·sól~iritetruptor'(éon1el'debíddarreglo;..d'eseécioiladores) para las doscoperacíoii'eii,' pe'rdiindose asi'<~a fü~ión fuh.dmnenta1'de las tres barras con' lo cual se asin:fila esta 1c0n:tig\lraCi6n·ª' las• dos ánteiidres¡' slír embai'gbi'cuandb se prefiere dejar·uo:e de los·fiatmje8'céíiiló'i'e8erva'(por-ejempto·enzona cie'atta el>nl'aííl'i:nacióo en doode"éstos exigen limpie-in periódica) se puede disponer de un s61o interruptor que cumpla ambas funciones con lo cual ia 'solución pasa a ser i.111uy económica (la alternativa se muestra también en la Fígura 2. 8). · · '•,• En el diseño se debe tener en cuenta lo estipulado anteriormente para Ja barra priucipaÍy de transferencia y la doble barra, •
~· P.or coli.f1g.uraeiphQl!•de conexiÓJ} de i!1t~ptQr\ls·~ entiepcleu aquella~ enlas CU4les 10!' 1J ~ui~:iJle ,4ope¡;tao .a. las .b,aml.s· o e)'11;re .elJ:¡¡s ¡por.:ine.cil.Q de .iptemipt~ •.• Esta.' configuraciones íDcluyen la barra sene.iJJ~1\qll!'.cYª f~ descrita anterió@ente), el aníllc, r.l
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i.ntemiptor y me4\d,-él.anillo cruzado, y;:{it;UóbleiliaiTa'.oondOble'.intmuptOr, ló'nlismo que otras versiones.que-son poco práctiftias )' por ello no ..Sl!rán descritas, ,; :n,.p:a:·.r~t;WiiCJ
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:"~"·Fif uña C()l):tigu.rncióneconómica y segura; además
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Por consideracionesprácticasconviene limitar el uso de ~ta,i;~gyrAAi.ÓJ;l-.1\,l!n ~im() de seis salidas; En caso de ser necesario agregar más, es preferible cambiar la configuración a 'iOÍllmlpto.r y.· medio. P-0r lo anterior, el diseno inicial de. l1t subestación debe. prever este
~11ItOllode.wtj)!u~!l~in~p19:ry.meQi:ohr) x 1,,·r.,. so '"J~-':'<1'.,;,'.l-f•.•:.I' ''1D~ ' l>.s;. . La #plieadóo de la disposición en anille exige es{Íecw cíu'iiá'd6,e'nllcl-rerer'e'a1ea ciertos
aspectos .
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operación de dos inrermptores con falla en una salida, el recierre
ilut~. to ~·q11e.Ja'1)rothcctótí'y•>lli~médlchf.El daflc deun interruptor dura.Ílte la
.;,::rf:tllistcma en apillo .0B1muy· utííizado en los
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i;l~v·.. ,. 1• ~ Esta conñguracíén debe su nombre al heclio de exigir tres interruptores por cada dos Sllli~:(F\i~·2-;lll)>,Un grupo de lre~ interrupwres, llamado iliámello,(b,áhía:enJo.s E8.tados JJ.nide:a·.r:kl?An.iérjcai)J'iise -conectar enlteri JQ!i) dos f1 barc-ájes,;pciiléipále.s.~ Se1.puej:le,riJ1acCJ ·
s'iStema1d.e';pf!}tetciónle~J::ñl~,-,.Wla;.:f~·~~!11!c barra je ~oi;)ic4arrn..,·Nonnalmentc;se.opera .con! embas b,m:r.s ~eJ:~"f... tQOQ.s k¡s. in~mllfü)res .cenª4os¡_:y, poi;;ta.l motivo· (i~l!Ll-qut 'en-el .caso~J Jlllillo.).;.~o.,M~b~; a®IJ:iás.- el t.enel'.!d~_.,-as,,no+significa,-.gue; ;Jps c.ir.wi.to.sa~l!ÍI~ conectados independientemente a cualquiero.lle.eJh¡s inan,teniendo•la configw:aciáil,.oom'o.~~ el caso de la doble barra. B1
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Figura 2.10- lnte""ptor y medio
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Como en el caso del anillo, la. d~o.ne.tj§n; ar¡d«i,_j!l¡,pli~.- :P~Pn"á d~ ~ ínreeuptores. La protección y el recierre automático se dificultan por el hecho de que el interruptor intermedio (q~~ !J~s ,;~~~~~f{l'!J.!nQ u otro de. los circuitos asociados. Por otra parte, la falla de un unerruptoe en el peor 'lit; los casos sólo saca de servicio un circuito adicional.
~ver la arslniiügfóri de -~'r:.;!~.i "Ull.l;_rep~esenta un s~cosw. ~:!\. ~-\.11~. . JOO. usan · e¡, ~~~r 1.Jl~~e. o ~- posime \<. 'il.l~.,-!'"" '6(. 1.11;,y,. ,,_. c.·~.lli'-n ,l:':c ''-'e]l . p~ dir. ectamente a trav és d e ia sueestacion un círcutto que normaime te entre a a y que salga por eJ mismo campo. ·t
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"Esr.a·-contjguración:admite
Cb:';wi:. :}~hr~ fI\ .'.t ~ .ciertas modificaciones para ahorrar alguna cantidad de
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seccioiuuloua'módo'.1de.. tratisférené'ia,cooeétand> L
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"pllr.ilelo':;(signíficando-estó que estas configuraciones utilizan redundancia de int.crruplore.s para asegii~¿a ~ración baio condici~ne~.de c_~ntin~encia). · ;
La dis.poní.bilidad de c¡iida círcuiro pu~ .~ obviamente incrementada. usando tres en . "p~elo~~en lugar de dos'. Esto ~ ser e~ut~o de m~c~. fOl'~a$, si~? Ja~ facti~e de lograr desde el punto de vista p.¡jctici;>, b1 coi;tl!gu~acióden ~JI.o c~zado• ,.( agwa 2.12)._ 11 • . ... , • ~, ... ~· La captidad requerida de interruptores es (n + n/2), en donde n es el número de nodos
intefi:ufl'oj'es
(suponiendo un nümero paa:), siendo esta cantidad la misma requerida por la configuración de interruptor y medio. Cuando se tiene un número impar de nodos, se puede intfnducir un nodo "fic~cio" tal como se hace para el interruptor y medio. La· operación normal de Ja subestad.1n es oo~_todos los interruptores cerrados. • '.
. F.stli 9c)nfiguiáción fue ideada por Lsd. de
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ingenieros de la firma BBC (Brown Boven and Co. a principie de la década de 1986. • -
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2.5
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OTRAS CONFIGU,RACIONES Otras. configuraciones no tan convencionales como las descritas anteriormente que se
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encuentran en algullll$ de la,~ refereneíase.de la literatura sobre .~ . . ,, ~ ~ . ssubestaeioaes. ..., . ' soa las siguientes:
2.5.1
Interruptor, y tr•a cuartos
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•
Esta configuración es una variante del interruptor· y medio, la cual se ha utilizado para rcducciéndCiequipós.(Figura 2.13). ~.W.M-f>t < t."~\l'~•
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M!ll/~ . , . · ¡;;.,ta configuraciónes de origen inglés (en donde se le conocé también por el nombre de anillo) y ~i!ite básicamente en una barra sencilla Ul\Ída ; por los dos extremos e
introduciendo un seccionador de barras entre. cada circuito (Fjgi¡ta 2.l4), Presenta por falla en barras, siendo las demás caracterfsticas similares a la de la . configurad6n de barra sencilla.
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Anállsls detallado de los- aspectos que inwrvienen en la selección de I• ,conflgura'cl6n· ~~~
A · conlfnliñhtórt' se efectúa un análisis detallado de los diferentes aspectos o requerimientQs descritos en el, numeral ante¡;ivr ¡¡ire'5e deben tener en cuenta para efectuar la oo.JillC!;a selección de la configuración para subestaciones de alta o extra alta tensión. Los .P1,lllW§'o requerimientos que se analizarán pueden estar en conflicto unos con otros y de aquí la~c~yresponsabilidaddel ingeniero de subestaciones de evaluarlosy determinar lo mis éonv~~.!51~S!<:.~--·--..,...,-. _ _ .. ft~··t "-~·~~:¡ i. •,. . 2.$'{2.t-:: ~jo ,q~_..Jlesempefta.11"-*ut;>estaclónen,eulsteRM1.<19rpo~ncla · · -~i,.:GuaÍ!cki se quiere seleccíonar la configuración de una subestacíén C$ necesario analizarla no'éon;iq.iun•ípurÍto independienre·o aislado, sino 001110 una parte lntegl'!lfde todo el siste.mli, ·de 'tiil fóf'mil;que-porfallas li
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2,6.:Í.2.1 Subestaciones de generación '" ,. '~' '' º • h · ... " · ,, 1/ ~ • •~ t<:Se- c\onsideta &ulléStaéión de :geníltacfó.na.q)lélla' qutLsirve-~o·j:,unt.o t~··oQnexión, al sist.enui 1 de: ·w'a :ccinlrlll ' gener-ddofá.i La' 'becesidád 1)ti.lDoídial de·' 'lina ~ subCstlición de gene?ación!~$la ~'b.filibill<Íjj();'la segutida
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En general, si la central generadora es de una capacidad e importancia tal que su salida del i>istema produsca suspensiones, inestabilidades .y problemas de racionamiento en el mismo, la s11bestación de dicha. central requiere un ~to grado-de s,eg.uri(l.ad. Determinar qué capacidad de Lil;planta. es i~TtaDt~ ~n lo referente a la seguridad, es algo que depende de cada siblapón ~culary d~berá ser cOOrdi~do con el personal ~ planeación y operación del sistema.' '" · · · · ""-- .;
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l¡l roi;ir dé carga de una ceÓtcal ({>otencia promedic/pote!lcia pico) puede también implicar ~xígencins especiales desde el punm.,de vista de. confiabilidad y seguridad, aunque no é$ posible estableeer un.a reÍaéfón miJy definida EQ principio) para una central con un factor dé.&irga bajó seria pc.mfüle §dmmr,una e<1níiglltaei0n di! Qll!!Jor confiabilidad que otra ante 4l·pql!ibilldad de efectuar man~imi~nJ9_·ffreY~$i'9q-cQn:t;r~ncia, coincidiendo con per:í«!<>Se-de baj'a generación; porte] ctintrarlo;:si ·e-1 'factor de' planta es elevado será más importante la continuidad del suministro dé ·~n~i-a.'Cñuno y otro caso. Sin embargo, el ~ól1?Zfacl9[, d~ c11ga ~o, ~,stiru¡i; ~1 cri,tmq'?de1$naotc.®d.®,zyllfuil!~c;t;O! tal~,S&Qll;)gJa w.~ntj¡ide la CCl).tr¡µ con reladóo. a la carga del sistema, el régimen de operación de la central, etc. 'Si 'la sÜbesim:iólÍ de fa . central g~nerador'.f ti~ne UD gran núm:eto de círcuiíos de inleiéónexi'6ri''·~ adenias • ellos pertenecen -a diferentes sistemas o Compañías, o tienen fon'g11.i1Ues láñ dit~ntes que se ieqw)re eontro'tetedtivo de las potencias activa y reactiva ¡i.a'r:r optimiz,at li' r.;á'ifa los g~netaaores:'o'se'~ik'1lnulM los niveles de cortocircuito • .dicl'i;i sllbei~ón· requiere Oexib'ilidati-~ademáS de la confiabilidad propia exigida por la ,:t--~"t ~ Jl. - - .
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Subestacioaes-de maniobra
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siluaclones, lo que~=2,6!18'-'iº,~}&Jss51;qg..,e~n.]t~.~~!!f2í~ t\6.0x~e .ibjfül~·
En términos generales, una subestación de maniobra requiere confiabilidad y/o seguridad por falla en barras ya que, como su definición lo dice, es el punto de unión entre sistemas,o entre generación y carga. La confiabilidad y/o ~guriaadLP9E.íl!ll;a:eu interruptQrt:!l .de.omiderá de cada circuíto.en particular. . _ . . ·~r:5f"it'.~~ ·~.,..-vtt •1 ~-~ (r· .• ~ ·":~·1l -~rr; d.-· 1·~r.·.· 1t1! •• •,11 ~--!~')' .. :L1)',"f ,·
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r: La> necesidad. de la.. subestación de transformacién reductora es primordial.mente de oortfiahilidad, aunque puede llegar a ser importante ·tainbién.J.a,segutidad dependiendo de Ias necesidades del sistema secundario y de la disponibilidad de transformación. Estn es, si el sistemu secundario tiene más de una alimentación y/o.·106 .. transformadores. .eslán1 cargados muy¡,P.Or debajo del 100%, la necesidad prin5ipal sería la confiabilidad; pero si el sistema no tléne sl.nó una aliirlentáciÓÍ>. los transfó.miadÜr·es< éstári carg~os del
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. , .+ils ~p.te.$, CQn('1g~iol)es q't~ P,':'-e~i¡i.'1'~~ I~ ~~statjones, fueron
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lo.s.t!°~'?~~t:$.~.~' f·~ y 2.5,_(le.lv.s. coa)e~ ~x\JUc!M lo~i,gui~nt~!. .. . • .. -•'"li.as scbestaeíones con· baria .,dedransferencia brindan confiabilidad por falla o , 'mantenimlento
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baria'. en don'd~ uha d~ ellas tállibién sirva como barra de
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..,., ,El aniJIQ5n11:~ es una.configucación,UJ:l·~o·másoonfmb~eque el interruptor ymedio ;,¡ ~b más (Xlm'pfieada !!JI su..cooU:Ol;y. o:~aci~n. · ,, ·,t, ·," '1-• _¡,, ; , • 1 • l~ ,J.'$..4µ _ d :1,;.Ú ":{!'1'"'l·1~ aj 1f ,¡:l>.,f' ·~ f'r t • J » , ' .• )~ . 2.&jV Facnict.d¡:• extens,ltiny modl!laelón1 ·.,, <.1, " ,. 0
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~:r ~:el ;av~lfrd., las -¿~hfi'~a'd~e~·a'ñtes'tkscritas son de fácil extensión, en el ~ot!d~ 'a'i
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lo
. '.!.!)~·. Efu~~'(.f~°"d~ ¡fustJouftniíiltu1~ ~ )>t' dos tij>O~ -bá,sioos 'd'e
c~xiÓ.n
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subcstacfones .(~neXión''de bartáf)''coneidóD' de i11tcm1pí9res) de Uil manera'qúe ¡icfulltá carnoio& 11.~configufacióna .¡Jledidá que,el ~sat:rollo del sistema lo requiera, sin mayores alteraciones en la -subestacién misma, eliminándose así los,.inconvenientes de< Ja expansión ~~ ~~~~~ ~~~l'I
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es- éi'dé,cone~ió'ítiile~i'ntemlptCites.. y consiste en una subes(aqiórt que ··~inicia oomo-Qn anillo y concluye como interrupter Y. 1hedio!·Este desarrollo o· cambio de · -~iigpiciól'~"'1i1'~ no ~&,~:;Proceso qu~ ~epej!~e,.de la ;voluntad P,el ~~s.~ p del propi-etaíio de la subestaeión, como en el·~~ g~ cp~ógJ~ barras, JÍJ\Q·de\Ci'9Ciimi~n.tode la insta1Mi:Qn. es decir, el cambio se hace necesario con el paso desde seis círcuítos hasta · .Ji~Af'-f n Lf';fÍil:ltb- '2) 8 ~Il\i~stt~...,.P~spíl( creci.riri~nto;(y de'"c·a!T16io.,.élO una .<{ 1)l~i'1rttt;i~~Ilo
~"'~~sarroUo.fuod\11"" de conexión"" barrassólo se debe efectuar si en las necesidades . :k~~da'l $1 ·~ule~· ~leg~ ~sta' uita Ji,irltg\if~ónde '&bia tf~~c'fu.'~, iJObl~ l)ana.'rols 'seeciól{;;:l'nr,;I,. en { ~J";o-ti'f..,..'t' ...,.. ~Sleréncfa; • • fi caso de. que no se llegue a tal necesidad, se puede prever un desarrollo desde la harr.i. • ib®iDa':'y'Kf:~1iast.WlaJlah'a pri1téipál y de ltasjerbicid·O-la doble barra, o' puetle' dat:se el 'ilas&"dewnsWwt':una1suSlfsfa'ci&it deSde uh pf,1ncii;iiaen si:¡ fümuútefinitiva coft :cuiJqufera de il~'~:Mio?ies iíhel'i2ilrna~~. cabé ·anQ'fut qu~. ~on.es pr.ídtícas, er eón ~¿iliente . . . . · uc~ ."" ~\ , <'-.. -~ ~ 1' " •1.-r~ ~ 1,.detetn:un.ar ®$de un lDICIO cµál será· el estado final de la coi:Ifigw:acwn, es declt la Cloble . -bariaJíiá&barf.~o,.transferenclaO'la dóbJe IÍatra máS sec.cionador de trlinsfere'ncfa.' ·
l?í:ever- el ~a necesaria para todo el desarrollq.; ' ., , ;.Di8eiiar' las· esttucmras eii· una forma modular, de tal' manera. que.las ampliacíone'S'')I ' ' , ciunbfo~4e~_'Coñfigut11ció'O 'se efectúen en 'fo'mia .. sfmÍ¡ie:"sin' gravés perri.lrbaéiones·al •,,·'.'! SeFvilfio y én Un mJilÍR.llllil! !:Íempo.. ' ' ·'· • ., ·,• •· ·• •·
Diseñar las barras para la capacidad definitiva de la subestación.
Diseñar el control y Ia.protcccién ¡j.c tal manera que . se ~11pren f~Umente (l. cualquíer tipo de configuración del desarrollo. Especial' cuidado se debe dar al mi mero de núcleos • I) sec'Un0ári0s de. los traÍlsfbrinadotés de comente. piuli ¡Íerinitir el paso de una 1 • '1 corifi~~ión en anillo a 11itérÍup,wr >-: médío. r · • · · · "
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particularmente cierto cuando existe recierre ª.Jl~i:nático. . . La configuraciéo que brinda 1U1a mayor simplicidad en los esquemas de control y protección obviamente es la barra sencilla; e$t~, se <;W,JlPliG~ Q'.lás a -medida flUC Ja configuración va teniendo más equipos y barrajes, hasta "llegar á las coeñguraciones en dohllé':,los:'interriiptbrci hacen pllrte de dos zonas.' diferentes de "(?l'Otección de lineas ec6nfigurá9follCS. de' ooncxién de 'lnterraptóres)'O 'Cn dorlde se 'tienen énclávamientos muy co!fipll:caa<>s pata ta· operación de ·árg0ífos'eqcl~s (dos barras' o mas en coilfigilracfón'de
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. Con. las tecnologías actuales .. d~ control numérico de s.ubcs,t~ió,n,· ¡;~ ,coi¡~e¡µ.'?,,.~~ s~pli~\~¡aj ~n. el sis¡~nta d~, control de ·IM\ª S)Jbestaci\S,n !}~ relativo, ya que Ios ~¡¡_tema~ d~ enclavamientos y las lógicas de operación se logran por medio de software, no de lógicos cableados como es el caso de controles convencionales. De cierta forma se puede decir, en términos generales, que et si~~'l\3 de control para una subesración con configuración de interruptor y medio es más simple que el control de las subesiíu;foné.'1· éon confi gurdcíón de 'aeccíónadorés; porque par:f fa no se requiere lrÍte:rc'á'mbiarinformación entre diñmetros c'bahías; 'comó-sí se ré'qui~re1páritlas segundas, Lo coíítfurió ocurré'en 'et éáSo ifé'l :li:lten1a Ue. pfutecciódes porque mieiÍtras pára 'Jll 'primera sé iilariiobranl ao5 iuterruptores, para las 'segundas 'tino· solo; " ' .. r )t · .:2 -:.. . · ., • 11 ;,l .. _ .. 1 ie:ii¡ _ Facilid;l(les de mani.nhnlen~ · · .. ' · t ·•• • , 1..r. -·: l...... • . · · Hay ciertos [lérfodos en 1a operación de una subestac1on en los 1.:uales se llene que llevar atalí
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48 a CilPfrvLo 2
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experiencia, de la confiabilidad del equipo. En· la 'fabla 2.1 se ilustran las facilidades de i:na,n~~~ep.52 Y: !fs. ventaj_¡¡,;s 'f d~~Vl\'ltaj~s q\lF brindan las difer~ntes co.nfig1:1!,acione~ en el a,~~ ~!l}~~er,ito,. El ,c\es,e~p~ , ~ las. subestaciones .d11ra1w: .el q;an,~epimiento también dependé del esquema de protección y del riesgo .que la e~sa, de en9rgía esté dispuesta a correr. •
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El mantenimiento de interruptores se efcctóa más fácilmente en las configuraciones de conexión de' interruptores y en ~-q~ ,tiepeq, batT~ de tr~feren¡;:ia, aunque se puede, dejar d,c _pas~ .~.ire':'o .~ by-p~~ al_ ~t~rruptor, y~ ~ permanente ? ten;iporal, por
~e~m · c~1).~~ en. la'~neXJó_il d' los 0eqw~s o ~e lo~ ~~1.po_sa los b,ll!Tl\J~, par~ el caso de I!f ~enc1Ilaro;la doble barra. La. facibClad de manteñinüento en barras depende del número de alternativas de conexión di'spbcible~. ., ' ' 'i .,,,. .. ' .¡...
•.• •,p • 2:6.~:6 . "" a Facil,idádes pata el mantenimiento ~. . ~·wr':s..·· . . ~, , ,. -;: : .. ,.. . . · "·~'U~ d~las I~~e~de las con,figu~cio!iesde conexión de interruptores es Ja necesidad ~ m~t,e.J}M ce}.~µ}t9 pn servic~'?rilÚJI durante .m,anteni,miento, Sin embargo. p~epe re,suJt.a.r UIJ~~ .~onpmía {educir. el 1.19mero_ tot~c;le)ntei'r);lptore~, .si~ll)Pfe. y c~anQ() c;l!os p.uedan ser mantenidos o reparados rápidamente. nst:o puede lograrse, ya sea ten1en,d~e! eql!lp<,l. de
manejo
(gnias·. etc.) rápidamente
disponible, o efectuando un diseño que permita una rápida
(tfn.<:tenet~e~~!_rcfe~'!1~ .ai ma~te~lll!~n~o- ~é ·subes~ac10~1?s) ~plica tener petso~al, eq'ifip&s"'-üeme.iwbles en los sities ele ías-subestaciooes, lo é'~ ~~~~'1í::h~~~()lft~bl,e'éír. nu~fu.ó medio"por t~'nes económicas ·y por lo alejado, en
ajgqn ~'.c;isi>S:.~las ~
subésta-c1011és con réspecto alos centrosurbanos. l'IDJ. ..,l;J ~1) ·,i}¡::rd1 ~· , • ! • • L.Os sistemas modernos de supervisión y diagnóstico de los equipos de subestación están
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~uciendo el cambio de orientacién del mantenimiento en las compañías de servicio a e~ecffiárto i\'ó ~ forma~eriO'dica sino solamentebasndo en la condicíén'del equipo,' lo cual ·se"g~™tlifi:\ié't'Ó la' ru:t,ipcign 'de b<.inJi:gurncione's más 1siinplcs y, por' ct>nsigu\ente:·fuás
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en
como se.ilustra en el Capitulo 6, Disposición Física-:de Subestaciones. Se pueden comparar en.ptim~r,,lugar; los .e$pacios requeridos-por los di~J'lle$·~glos físicos de ·un.a·misma eonfigurac,i;~n¡y-ren ·s.egu.t\do lugar. la's áte11.a.ncccSllrias para las díferentés>·.cOnfiguraciones
utilizando uqa derermínada dísposíeíén física.
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aHematlv•• para seis· CMJPOS
A manera.de ejemelo. las Figuras 2.19 y 2.20 ilustran los Indices de área paca diferentes configuraciones, con alternativas p~a ~ubeAA3~i~nes con seis Y.~~ C~PQS de c~ne1'.ión. En cada una de estas figuras SC· conslderan tipos d.e disposición ñsica, La primera es la clásica con dos......6.1.as dC,.ipten:uptores 1!f. \1.11& ,$ali~ PQ,r-~O·'J)arad1~(c.o!)figuracionesde conexión de barras; para las configuraciones de"conexión de interruptores tambi6q se utiliza
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El costo de un¡¡, subestación está cqnstituidQ IJ(>r el costo original (i:ostQ de equipos, del
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se
Qlalql:}l~ decisión :pára adop~ . U!}! <Üsei!O partíeutfu:: de: configuración en una subcsl,ac,ión ~ ;er to,It\ádq~cori)as~·ci¡_ los, ieg_\ler~entos.técnicos; previendo que; en lo e00,n6'miqi, s.ea aceptable. Cualquier ahorro efectuado por el -solo hecho de ahorrar en el coaw ~i¡1J se encuentra. usualmente que es é'Ollb:aproducenle en ün tiempo o eÍJ otro,
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! . l::lf-ióétodo_ sim~~ficado ~ar.a com~ar el costo de distintas configur!1"ion~ consi~te en wgna,r '!11,j'alot de'l,O a Iosimerruptotes y de 0,2, 0,25 y 0,3 a los sccclonadores, As1, por eje~pj.o.;f~~ se_qlli •. c;ómpítr~.P~·rn¡ia-sí{~s~iónde ocho c~tos ~ nivel 550 kV las configurac!ones.l!j dob.le J>!aa e interruptor medio, se procede de 'la siguteme forma:
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ochoieírcuítos a 550 kV -es aproximadamente· 2.9;6% más ~opo'sa que la· configuración de del>le.barra.r·;., ! -!.. ,.,,_,·.i;· , ••• ·--t ,,, ·! • ··' •
forma
Se debe tener en cuenta que para obtener alguna de las configuraciones éli ~tica es necesario utilizar .seccionadores del tipo ymtógrafo,.los cuales, para tos niveles ~~~::icv~.~' i 2{ sO'n:geí)~nilrñ'e~-urí_'.~5 ~ .~~1Óso.~·que ·1~s ·s~¿i~~ádort>·~:Otros ti!)OS como ·e] tte apetturn'céni:rhic;I rolación centrar!· · ' · ' -· · ·· ' .
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La anterior metodología tiene fines -comparativos solamente. Para poder efectuar un presupuesto detallado es necesario cooccer, por un lado, el valor FOB puerto de embarque del equipo, más los costos de transporte, seguros e instalación y, por el otro, los costos del terreno•. su adecuación y las obras civiles necesarias, A manera de ejemplo se presenta la l!igt1ra 2.22, .donde se compara. el costo FOB del equipo· de algunas configuraciones .en funeión del número de campos, calculado en forma muy deraüada.
.,lrlVlQotu'l:ii'rárriM.0~1~3· .. J !tV1r•,'11e'~~'tnidlo ,,_:.. ~1.i 11 • 111\n f)l~po.l mtl• tr¡onofaMnd.._ ,.-, V ,.>;{loillo ~·rra ~~-~- ·VII • Doble tarra más b;rpe••mé.1 lfXil)le 111- DoC>te cárra VI .• Anlflo ~ IX • DobktIHterruplol'
l ..~ --9'ráii-onolla ·
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Rgura :t.:t:t - Gráffco de compat'ación de co.tos
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; ;Cu~g\)_~ calcula el costo de una.subestanión.ehcapsulada en SF6 se tiene.que-tener en w~~ta si Ja,.~ftal~ónes del tj~ iqtezyRt1~fr·?,>·!!~ior.~P.~flL~!J?ri~~~ cas~. se ti~ne ~ue el
~mpo mee Wlct eñtre 5%
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10% pot'enl'.Ji'Ila del equipe para·~c1one.s jntenores. · .ata'iidO $Cllé.ne" ~n 'iií~riofé's-St'"~año tener en cuenta el 'toSf~·'.cfef~dificio así '.' ?§l;ii:od~ e~~~· Uil 'puerité~g~-fü(!¡.-s~µ1¡3b1epara el montaje y. m~t~n¡!irl~~tii'fdelos
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2.6.2.8.1 . Influencia.ambiental · La. cbntamíDaéióti; ya sea s¡¡lin11 o in_dÓstrial, es et aspe<;!& ainb~ental que Ínás puede iJúlue11ciai' la' seleocién -de una éoo!iglirác.ión, ya que cuando es·. , _~vern trae como cqn~ecue,~1a.t,a:.n~ccs'ida¡fde .utilifar una configuración que permita efectwu:·mantepimie.nto en ban:as sin'intem{pción delsumlnistro de energía, aunque dicha configuracidn oo sea Ja scleecionadá después de analizar los requerimientos del sistema.
en
r- ~ 2.6.2;8,Z Historia y .u:adiciórí Aúli despiu& de'1a8 evaluaciones sobre los re.queritilientos del sistema v los estudios estadlslí&s · sobre corifiabilidad, es difí.t;il concluir cual es la configuración. ideel en una su'tibstac'lón·e·n párticulatl. · Bn ·llf mayoría de los casos la décisi6n. firral sobre la conñguración que debe utilizar estará también condicionada por Ja historia y tradición de la compañía ducña;.r ~ ~~jp,~nieros de diseño r. oper~óg o, ioclus:\y~, P,OT )a influencia que puedan tcnq. o h¡¡yan:i:t~do firmas de ingeniería de consulta en dicha • .:ompaflía, 'Introducir .nuevas tendCí\cias y filosofías sobre la selección de una configuración es tarea difícil y a veces • ~1.l.l ¡ -.
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Desde hace varios años se presenta a nivel internacional Ja tendencia de la liberación o desregúlac.ióii'de los sistemas eléctricos. creándose así la competencia en la prestación de los s~mcios,·de .gefteraéión, transmisión y distribucién de energía eléctrica. Esto hace que los agt!D~ que pafticipan en los diferentes negoctos, de prestación de IO!i diferentes servicios · déb:µl 'o'i'gariii~ gasws, ya sea en .l~.inve.isj,ón: inicial o durante la operación y mantenimiento de tas i.nsl'a:lacíooes. -~ ·~
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Esta ~en~b.c.11 'J;e r.eflej1trá. en .. eonflguracioncs ~- S~SfaCÍQDeS mas simples y «onómi~s#y"-en, fa utilización cada vei.mtts-'dc sistemas expertos de supervisión y díagnéstico paia un mantenímíenjo tmssclo -selamcnte en la condición de Jos equipos, elím1nand0 esto ,111timo la neeesidad, - en ciertas subestaciones, de contar con los seccioóad!>r;J' cjé; paso'll~cto o b)..pms. '
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2.8.3 • M.wctplogla de selec~lón
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La tnetodQlogfa JI segui~'para 'determi~ar configuración de una subestación se puede estabíecercomo sigue.;;""_ ,.. ~_ _ ;- -i" .. ·-
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D_eterminar el número. de médutes-c-carapos-de. conexíén, definir si los circuitos son de ~ ttlll'!~~!.IJ\,g~ei:ación o trausfonnaclÓ'n y e~Íabkcer su procedencia. Cabe anotar que clrcní.Jl)s,_ ~ ,,ioYJ*iQ_n,,pro:v~_ecntcs .de tr~i¡foi:ma{IO[e~-09 tem¡ÍÓILSYReÜ?l'.1· se pueden "''llt;in~i(lciai- como .circuitos de generación.-asimtsroo cireuitos hacia una subestación de éal'pse~ .
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De 8CQéfdo con ei numero de campos del ltanlilll!Ston, generación o transformación y con s,a..ip¡portancia, identificar el -tipo o- función. principal de la subestación. Debe tenerse en cuenta que cada subestación por lo general tiene una-función securidnria; a=sf, · •l t.:P<.!rt~.iem11I~ u,nlJ.r!\U~~J'PCj.9_n:P.u$~ ...s'e .g~~aci6n corno tipo, Pri%ipal, y J~er. una fum."Jón.secundarui . de traDSfo!'DIJIClón. . ....., ..
CoxF!GUAACJCiNES •
57
De acuerdo con el tipo principal de la subestación, establecer sus necesidades de flexibilidad, confiabilidad y seguridad. Además, déterm).nar .l~necesidades deri:iadas de función secundaria. ·
su
Detcnninar las conñguraciones qu~·• Ue,neo Jos ~uisiJ.OS antqioJes. '"'" • • . '~ • !: . Evaluar costo, área requerida y confiabilidad de fas configuraciones que llenen los requisitos exigidos. Evaluar otros factores (mantenimiento, tradición de la compañía, contamínaciéa, nuevas tendencias, etc.) y la influencia que puedan tener sobre las configuraciones que Uenan
los requisitos exigidos. Con base en lo anotado en los numerales anteriores. determinar la configuración, el tipo y el estado del desarrollo; asimismo, los cambios que puede tener dicho desarrollo con
ampliaciones'futuras.
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JEC 00001 • t · Tétini.nós'; defmici<1nes, . . .princi1;1iosi . . y.re-gh1s a, JEG 60071·2 Guíade aplicación,
