Simbologia de Sistemas de Potencia

UNI VERSI DAD JOSÉCAR RL LOSM MA ARI ÁTEGUI I NG GE ENI ERI AME MECÁNI CA ELÉCTRI CA REPRESENTACION REPRESENTACION DE SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA

TRABAJO :

CURSO “ANALISIS DE SISTEMAS DE POTENCIA II”

Universidad José Carlos Mariátegui Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Mecánica Eléctrica

TEMA

SIMBOLOIA !E SISTEMAS ELECT"ICOS !E #OTE$CIA OBJETI%OS ES#EC&FICOS  

"e'resentaci(n de !iagra)as Eléctricos de #otencia* Si)+ología

Ela+orado 'or, -uler Antonio Eugenio Ma)ani

Gestión del Talento Humano DRA.YRMA RODRIGUEZ HERNANDEZ

UNI VERSI DAD JOSÉCARLOSMARI ÁTEGUI I NGENI ERI AMECÁNI CA ELÉCTRI CA

TRABAJO :

REPRESENTACION DE SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA CURSO “ANALISIS DE SISTEMAS DE POTENCIA II”

!E!ICATO"IA !edico este tra+a.o 'rinci'al)ente a !ios/ 'or 0a+er)e dado la vida 1 'er)itir)e el 0a+er llegado 0asta este )o)ento tan i)'ortante de )i 2or)aci(n 'ro2esional* A )i )adre/ 'or ser el 'ilar )ás i)'ortante 1 'or de)ostrar)e sie)'re su cari3o 1 a'o1o incondicional sin i)'ortar nuestras di2erencias de o'iniones* A )i 'adre/ a 'esar de nuestra distancia 2ísica/ siento 4ue estás con)igo sie)'re 1 aun4ue nos 2altaron )uc0as cosas 'or vivir .untos/ sé 4ue este )o)ento 0u+iera sido tan es'ecial 'ara ti co)o lo es 'ara )í*


TRABAJO :


I$!ICE I$!ICE---------------------------------------------------------------------------------------------------------0 I.

OBJETIVOS.---------------------------------------------------------------------------------------------1

II.

ESPECIFICACIONES.---------------------------------------------------------------------------------1

III. INTRODUCCIÓN.---------------------------------------------------------------------------------------2 IV. FUNDAMENTOS TEORICOS.------------------------------------------------------------------------2 4.1. Conductores !r! "#ne!s tr!ns$%s%&n.------------------------------------------------------2 4.'. Met!"es conductores.---------------------------------------------------------------------------2 4.(. E" !"u$%n%o.----------------------------------------------------------------------------------------3 4.4. T%os de conductores.--------------------------------------------------------------------------4 5*5*6*

Conductores )OMO*ENEOS de A+UMINIO.------------------------------------------4

5*5*7*

Conductores )OMO*ENEOS de A+EACION de A+UMINIO.-----------------------4

5*5*8*

Conductores MI,TOS de A+UMINIO ACERO.------------------------------------------5

4.-. C!r!cter#st%c!s Mecn%c!s.--------------------------------------------------------------------5 4./. Se"ecc%&n de" t%o de conductor.-------------------------------------------------------------5 4.0. Se"ecc%&n con cr%ter%o e"ctr%co.--------------------------------------------------------------6 4.2. Perd%d!s or E3ecto Coron!.------------------------------------------------------------------8 4.2.1.

PERDIDAS CORONA CON BUEN TIEMPO--------------------------------------------9

4.2.'.

PERDIDAS DE POTENCIA BAJO ++UVIA--------------------------------------------10

4.. PERDIDAS POR EFECTO JOU+E-----------------------------------------------------------11 V. ESPECIFICACIONES DE +OS CONDUCTORES PARA +IANAS DE TRANSMISIÓN.- -12 9*6* Las 'rinci'ales desventa.as del alu)inio son, -----------------------------------------------13 -.'. C!r!cter#st%c!s F#s%c!s 5 Mecn%c!s de "os Conductores-----------------------------18 VI. ANAI+ISIS ECONOMICO.---------------------------------------------------------------------------20 %II* CO$CLUCIO$ES*------------------------------------------------------------------------------------21 %III* CUESTIO$A"IO*--------------------------------------------------------------------------------------22 I:* BIBLIO"AFIA*---------------------------------------------------------------------------------------24


TRABAJO :



Trabajo N° 1 :

SIMBOLOGIA DE SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA CURSO “ANALISIS DE SISTEMAS DE POTENCIA II”

REPRESENTACIÓN DE SISTEMAS DE POTENCIA I. OBJETIVOS. Con el 'ro'(sito de 4ue los diversos agentes del )ercado eléctrico interesados en la regulaci(n tari2aria se encuentren in2or)ados/ la erencia Ad.unta de "egulaci(n Tari2aria ;A"T< del Organis)o Su'ervisor de la Inversi(n en Energía 1 Minería ;OSI$E"MI$< 'resenta el docu)ento técnico deno)inado =!iagra)as Uni2ilares de las Instalaciones de Trans)isi(n Secundaria 1 Trans)isi(n Co)'le)entaria de los Siste)as Eléctricos de !istri+uci(n= en su versi(n actuali>ada

II. ESPECIFIACIOENS TECNICAS. En el docu)ento se re2le.an las actuali>aciones de los diagra)as uni2ilares 'or ra>ones de o'eraci(n e inclusi(n de nuevos siste)as eléctricos rurales* Asi)is)o/ se 'one en evidencia las acciones de las e)'resas de distri+uci(n eléctrica relacionadas con el au)ento de la ca'acidad instalada de centros de trans2or)aci(n e?istentes/ 1 la incor'oraci(n de nuevas líneas de trans)isi(n 1 nuevos centros de trans2or)aci(n*

III. INTRODUCCION. El estudio de los grandes siste)as de 'otencia/ desde el 'unto de vista cuantitativo/ o+liga a una re'resentaci(n 2iel de las características 1 ele)entos 4ue con2or)an al siste)a de 'otencia* #udiéndose distinguir dos )u1 di2erentes )odos de re'resentaci(n/ la individual de cada co)'onentes/ destinado al análisis de o'eraci(n en 2or)a aislada/ 1 la )ás co)'le.a a@n/ la integraci(n de todos lo ele)entos 'ara reali>ar la si)ulaci(n del co)'orta)iento del siste)a en 2or)a glo+al/ lo 4ue 'er)itirá estudiar en condiciones nor)ales o anor)ales al siste)a de 'otencia*

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Trabajo N° 1 :


IV. REPRESENTACIÓN DE UN SISTEMA DE POTENCIA. Uno de los as'ectos )ás i)'ortantes a considerar el estudio de los siste)as eléctricos de 'otencia/ es su re'resentaci(n/ la cual sin duda es el 'unto de 'artida de los análisis 1 estudios 'osteriores* La re'resentaci(n de un siste)a de 'otencia/ en 2or)a )ás sencilla va consistir de un diagra)a/ en el cual se 0an de colocar toda la in2or)aci(n de los ele)entos 1 estructuras 4ue constitu1en el siste)a de 'otencia* La 2or)a 1 co)'osici(n de la re'resentaci(n del siste)a de 'otencia va a de'ender en 2or)a directa del análisis 4ue se 'retenda llevar a ca+o de a0í/ 4ue sean 'osi+les ela+orar dos ti'os de diagra)as/ uno en el cual se realice una re'resentaci(n general del siste)a 'ero in2or)ativa ;!iagra)a uni2ilaraci(n de un diagra)a del siste)a de 'otencia/ en donde el diagra)a co)'leto del siste)a tri2ásico se reali>ado/ es 'ocas veces @til 1 )uc0o )enos necesario 'ara llevar la )ás uni2or)e 1 detallada in2or)aci(n del siste)a/ 1a 4ue en )uc0as ocasiones en ve> de )ostrar la in2or)aci(n la esconde*

V. DIA*RAMAS UNIFI+ARES. #ara re'resentar un siste)a eléctrico de 'otencia se utili>an sí)+olos estándar 1 a'rovec0ando 4ue es +alanceado/ es decir 2or)ado 'or tres 2ases eléctrica)ente iguales/ 'ara re'resentarlo/ es su2iciente )ostrar solo una 2ase o)itiendo las otras dos 2ases 1 el neutro* El 'ro'(sito de un diagra)a uni2ilar es el de su)inistrar en 2or)a concisa in2or)aci(n signi2icativa acerca del siste)a* !e'endiendo del 'ro'(sito 'ara el 4ue se reali>a el diagra)a uni2ilar se 0ace én2asis en las di2erentes 'ie>as 4ue lo co)'onen 1 la cantidad de in2or)aci(n 4ue se inclu1e* #or e.e)'lo en los diagra)as de 2lu.os no a'arecen 'rotecciones/ interru'tores/ T#s/ TCs/ solo se )uestran +uses/ líneas 1 trans2or)adores así co)o los v 1 MD 1 Mvar 4ue 2lu1en a través de dic0os ele)entos*

Se de+e es'erar 4ue la in2or)aci(n 4ue se encuentra en un diagra)a uni2ilar varíe de acuerdo con el o+.etivo 'articular de la 'ersona o la co)'a3ía 4ue lo reali>a* Se 'uede 0acer un diagra)a uni2ilar 4ue re'resente un área e?tensa de un gran siste)a de 'otencia o de un área 'e4ue3a/ de una sola de sus instalaciones o de un si)'le ta+lero )etalclad* Si nos concentra)os en diagra)as uni2ilares de su+estaciones/ lo )ás usual en CFE/ son los diagra)as de no)enclatura 1 de 'rotecciones 4ue se tratan )as adelante/ ta)+ién e?iste la guía CFE 77 donde vienen e.e)'los de di2erentes es4ue)as de diagra)as uni2ilares actual)ente 2


Trabajo N° 1 :


en uso e)'leando la si)+ología o2icial $M:J68G* !ic0a guía sirve 'ara 2ines de dise3o 1 'ara ela+orar diagra)as uni2ilares correcta)ente* Se 'uede consultar en el Material de A'o1o* Los o+.etivos de un diagra)a uni2ilar son, •

#er)itir una re'resentaci(n del siste)a en 2or)a )ás si)'le* Mostrar concisa)ente los datos )ás i)'ortantes o características del siste)a

La cantidad de in2or)aci(n 1 los ele)entos 4ue son re'resentados en el diagra)a uni2ilar de'enden del ti'o de estudio 4ue se reali>a* #or e.e)'lo/ 'ara el Estudio de Flu.o de Cargas/ no es relevante 4ue se re'resente la u+icaci(n de los interru'tores/ caso contrario 'ara el Estudio de Coordinaci(n de 'rotecciones/ donde es transcendental la u+icaci(n 1 características de los interru'tores/ relés/ 1 trans2or)adores de )edida* En los estudios de Esta+ilidad en "égi)en Transitorio/ se 0ace necesaria la constante de inercia de las )á4uinas 1 las constantes de tie)'o de los reguladores/ in2or)aci(n 4ue no es necesaria en los estudios de Cortocircuito* Los sí)+olos de los ele)entos eléctricos e)'leados en los diagra)as uni2ilares/ se encuentran nor)ali>ados/ de )anera 4ue se 'er)ita una inter'retaci(n 2iel en cual4uier )o)ento* La #er)itir una re'resentaci(n del siste)a en 2or)a )ás si)'le* estandari>aci(n o nor)ali>aci(n 'ara los ele)entos del siste)a de 'otencia/ trae co)o consecuencia 4ue 'ueda e?istir re'resentaciones distintas 'ara los )is)os ele)entos/ de'endiendo del 'aís o de la e)'resa en 4ue se realice el estudio

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Trabajo N° 1 :


Fig* !iagra)a Uni2icar de un siste)a de 'otencia tí'ico/ ;a< $or)a IEC ;+< $or)a A$SI 4


Trabajo N° 1 :


Co)o e.e)'lo 7 tene)os el diagra)a uni2ilar de 'rotecci(n de una su+estaci(n en anillo con tres líneas,

Las siguientes e?'licaciones aclaran lo 4ue se trata de )ostrar en este diagra)a* En este diagra)a se 0a alterado el sí)+olo de los interru'tores 'ara )ostrar la orientaci(n del ga+inete de control 1a 4ue eso es lo 4ue deter)ina la 'olaridad de los TCRs 1 si no se tiene cuidado 'ueden 4uedar invertidos al conectarlos en 'aralelo* #ara encontrar la corriente de la línea 6/ se su)an las corrientes de los TCRs a través de conectarlos en 'aralelo 1 dic0a su)a de corrientes se a'lican a los relevadores de 'rotecci(n de dic0a línea/ esto se a'recia en detalle en el diagra)a tri2ilar de corrientes de la secci(n 7*8* Cada línea esta e4ui'ada con tres trans2or)adores de 'otencial 4ue se utili>an 'ara a'licar el volta.e de la línea a sus corres'ondientes relevadores de 'rotecci(n* Ta)+ién se utili>an dic0os volta.es 'ara e2ectuar recierre veri2icando sincronis)o a través de la 2unci(n 79 contenida en el relevador G$* La regla es 4ue al relevador 79 asociado a un interru'tor/ se a'li4uen 'otenciales de a)+os lados de dic0o interru'tor* #ara )ás e.e)'los de diagra)as uni2ilares de 'rotecciones/ se 'ueden consultar en la 'ágina De+ del área de control noroeste 0tt',DDD*'75+*c2e)e?*co) "es'ecto a la si)+ología/ 0a1 nor)as A$SI/ IEEE/ la $OM )e?icana 4ue la esta+lecen/ ade)ás de las euro'eas/ 'ero no sie)'re se res'etan estos sí)+olos de )anera constante 'or eso es conveniente esta+lecer una si)+ología/ al e)'e>ar a tratar con diagra)as/ a continuaci(n 1 a )anera de e.e)'lo/ se 'resenta la si)+ología e)'leada en los diagra)as del Cenace* 7


Trabajo N° 1 :

VIII.


DIA*RAMAS TRIFI+ARES. Son una re'resentaci(n co)'leta de los ele)entos conectados a las tres 2ases del siste)a/ en donde se detalla la si)+ología adecuada conteniendo la in2or)aci(n de cada ele)ento* En la construcci(n de instalaciones eléctricas de 'otencia/ su+estaciones/ entre otras* Se suelen entregar los diagra)as tri2ilares con los uni2ilares los cuales re'resentan los 'rinci'ales detalles de cone?i(n de cada ele)ento* En ocasiones el estudio/ o el análisis 4ue se reali>a a los siste)as de 'otencia re4uieren de una in2or)aci(n co)'leta/ de cada uno de los ele)entos 4ue están conectados en las 2ases del siste)a de 'otencia* Los diagra)as tri2ilares/ son una re'resentaci(n co)'leta de los ele)entos conectados a las tres 2ases del siste)a de 'otencia/ en donde se detalla con una si)+ología adecuada/ conteniendo la in2or)aci(n de cada ele)ento* La re'resentaci(n tri2ilar/ inclu1e la cone?i(n de todos los ele)entos 'or 2ase 1 en es'ecial a4uellos ele)entos conectados al neutro del siste)a/ esto resulta @til/ 1a 4ue aclara detalles es'ecí2icos de cone?i(n en los ele)entos* En la construcci(n de instalaciones eléctricas de 'otencia, centrales de generaci(n/ su+estaciones/ etc*/ se suelen entregar el diagra)a uni2ilar es4ue)ático de la 2or)a de cone?i(n eléctrica de los e4ui'os/ aco)'a3ado de un diagra)a tri2ilar/ donde se 'resentan los 'rinci'ales detalles de cone?i(n de los ele)entos* En a4uellos casos en 4ue se re4uiere un conoci)iento e?acto de los )odos de cone?i(n de los ele)entos del siste)a de 'otencia/ se 0ace uso del diagra)a tri2ilar su 'rinci'al desventa.a es 4ue aglutina de)asiada in2or)aci(n 1 'or lo general/ estos 'lanos son de di2icultosa lectura*

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Trabajo N° 1 :


I,. SIMBO+O*IA 6 +E6ENDA PARA DI*ARAMAS UNIFI+ARES EN E+ PERU.

,. DIA*RANA UNIFI+AR DE MO7UE*UA 8 MO7UE*UA RURA+.

,I.CONC+UCIONES. 9


Trabajo N° 1 :


Los diagra)as uni2ilares re'resentan todas las 'artes 4ue co)'onen a un siste)a de 'otencia de )odo grá2ico/ co)'leto/ to)ando en cuenta las cone?iones 4ue 0a1 entre ellos/ 'ara lograr así la 2or)a una visuali>aci(n co)'leta del siste)a de la 2or)a )ás sencilla* -a 4ue un siste)a tri2ásico +alanceado sie)'re se resuelve co)o un circuito e4uivalente )ono2ásico/ o 'or 2ase/ co)'uesto de una de las tres líneas 1 un neutro de retorno/ es rara ve> necesario )ostrar )ás de una 2ase 1 el neutro de retorno cuando se di+u.a un diagra)a del circuito* Muc0as veces el diagra)a se si)'li2ica a@n )ás al o)itir el neutro del circuito e indicar las 'artes 4ue lo co)'onen )ediante sí)+olos estándar en lugar de sus circuitos e4uivalentes* $o se )uestran los 'ará)etros del circuito/ 1 las líneas de tras)isi(n se re'resentan 'or una sola línea entre dos ter)inales* A este diagra)a si)'li2icado de un siste)a eléctrico se te lla)a diagra)a uni2ilar o de una línea* ste indica/ 'or una sola línea 1 'or sí)+olos estándar/ c()o se conectan las líneas de trans)isi(n con los a'aratos asociados de un siste)a eléctrico*

,II.

BIB+IO*RAFIA. PA*INAS EN INTERNET 9tt:;;s%ste$!sdeotenc%!une3!<sot.co$;'?1(;?/;un%d!d@'@reresent!c%on@de@ s%[email protected]$" 9tt:;;'.os%ner>.>o=.e;Pu="%c!c%ones;d3;D%!>Un%3%"%!r;DIA*UNI'???.d3 9tt:;;.cte.or>.e;u="%c!c%ones;u="%c!c%ones.9t$"

+IBROS. +#ne!s de tr!ns$%s%&n @ In>. Ru=n *!"es Ar!n! CNE@ Nor$!s de Su$%n%stro 5 Nor$!s de Ut%"%
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Simbologia de Sistemas de Potencia

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