Unidad 01

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Subestaciones de Distribución

SUBESTACIONES DE DISTRIBUCIÓN INTR ODUCCIÓN Cada subestación de distribución del tipo interior o a la intemperie, incluye eventuales edificaciones para albergar el conjunto de instalaciones eléctricas para la transformación, medición, protección y/o seccionamiento de la energía eléctrica, que es recibida de una red de distribución primaria y es entregada a un subsistema de distribución secundaria, para los circuitos de alumbrado público, a otra red de distribución primaria o a usuarios alimentados a tensiones de distribución primaria o secundaria. De acuerdo a su instalación, las subestaciones de distribución puede ser del tipo convencional (de superficie en caseta o subterránea en edificios), tipo aérea (monoposte o biposte) y tipo compacta (bóveda o pedestal). El presente curso comprende: la selección y aplicación de cada tipo de subestaciones de distribución para zonas urbanas y urbano-marginales conforme a criterios técnicos y de normalización, descripción de su equipamiento, esquemas eléctricos y aspectos de mantenimiento. OBJETI V OS •

•

•

•

Reconocer la normatividad establecida en el Código Eléctrico Nacional, en las normas de la DGE/MEM y en las normas técnicas de equipos y materiales. Identificar los criterios de selección y aplicación de cada tipo de subestación de distribución para zonas urbanas y urbano-marginales. urbano-marginales. Interpretar los esquemas eléctricos y las disposiciones de los equipos para el montaje, de acuerdo a las normas. Reconocer los criterios para el mantenimiento de las subestaciones de distribución. distribución.

CONTENIDO Este curso está estructurado en 5 unidades: N° Unidades

Nombre de Unidades

1

Generalidades y terminologías Subestación de distribución tipo convencional, de superficie y subterránea. Subestación de distribución tipo aérea, monoposte y biposte. Subestación de distribución tipo compacta, bóveda y pedestal. Criterios de mantenimiento para las subestaciones de distribución.

2 3 4 5

UNIDAD

Generalidades y terminologías

I

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Generalidades y terminologías

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Indice

Indice Unidad I Unidad I: “Generalidades y Terminologías” Terminologías” 1. 2. 3.

INTRODUCCI INTRODUCCIÓN ÓN ..... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... .......1 ...1 OBJETIVOS.. OBJETIVOS....... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .........1 ....1 CONTENIDO CONTENIDO..... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ........ ........1 .....1

4. 5.

RESUMEN RESUMEN..... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ........ ........ ....... ..25 25 PREGUNTAS PREGUNTAS DE AUTOCOMPRO AUTOCOMPROBAC BACIÓN..... IÓN.......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ....... ..26 26

3.1. DEFINICIO DEFINICIONES NES DE TÉRMINOS TÉRMINOS (TERMINOLOGÍA (TERMINOLOGÍAS) S) .... ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ .....1 .1 3.1.1. SUBESTACIÓN DE DISTRIBUCIÓN.......... DISTRIBUCIÓN .................... ..................... ..................... ..................... .................2 ......2 3.1.2. TIPOS DE SUBESTACIÓN DE DISTRIBUCIÓN............. DISTRIBUCIÓN....................... .................... ....................2 ..........2 3.1.3. SUBESTACIÓN CONVENCIONAL CONVENCIONAL .......... ..................... ...................... ..................... ..................... ...................2 ........2 3.1.4. SUBESTACIÓN AÉREA.................. AÉREA............................ ..................... ...................... ...................... ...................... ...............3 ....3 3.1.5. SUBESTACIÓN COMPACTA..................... COMPACTA................................ ...................... ..................... ..................... ................4 .....4 3.1.6. CABLE SUBTERRÁNEO........... SUBTERRÁNEO ...................... ...................... ...................... ...................... ...................... ....................5 .........5 3.1.7. LINEA AÉREA............................... AÉREA........................................... ....................... ....................... ....................... ......................6 ...........6 3.1.8. CAPACIDAD CAPACIDAD DE CORRIENTE NOMINAL............... NOMINAL.......................... ...................... ...................... ...............6 ....6 3.1.9. 3.1. 9. CAPA CAPACIDA CIDAD D DE CORRIENTE CORRIENTE DE CORTOCIRC CORTOCIRCUITO UITO TÉRMICAM TÉRMICAMENTE ENTE ADMISIBLE ........... ....................... ....................... ....................... ....................... ...................... ....................... ....................... .....................6 ..........6 3.1.10.TABLERO 3.1.10. TABLERO DE DISTRIBUCIÓN ........... ..................... ..................... ...................... ..................... ..................... ............6 .6 3.1.11.TABLERO 3.1.11. TABLERO DE ALUMBRADO PÚBLICO.......... PÚBLICO .................... ..................... ...................... ...................... .............7 ..7 3.1.12.FUSIBLE 3.1.12. FUSIBLE LIMITADOR DE CORRIENTE............... CORRIENTE.......................... ...................... ...................... .................7 ......7 3.1.13.FUSIBLE 3.1.13. FUSIBLE DE EXPULSIÓN DE MEDIA TENSIÓN....................... TENSIÓN................................. ...................8 .........8 3.1.14.SECCIONADOR 3.1.14. SECCIONADOR ........... ...................... ..................... ..................... ...................... ...................... ..................... ....................9 ..........9 3.1.15.RELÉ 3.1.15. RELÉ DE SOBRECORRIENTE............... SOBRECORRIENTE........................... ....................... ...................... ...................... ................10 .....10 3.1.16.INTERRUPTOR 3.1.16. INTERRUPTOR AUTOMÁTICO.............. AUTOMÁTICO......................... ...................... ...................... ...................... ................11 .....11 3.1.17.TRANSFORMADO 3.1.17. TRANSFORMADOR R DE DISTRIBUCIÓN.......... DISTRIBUCIÓN ..................... ..................... .................... ...................12 .........12 3.2. SELECCIÓN SELECCIÓN DE DE LA SECCIÓN SECCIÓN DE DE LOS ALIMEN ALIMENTADO TADORES RES DE BAJA BAJA TENSIÓN..... TENSIÓN.........14 ....14 3.2.1. 3.2.1. SELECCIÓN SELECCIÓN POR POR EL CRITERIO CRITERIO DE CAPAC CAPACIDAD IDAD DE DE CORRIENTE CORRIENTE .... ........ ........ ......14 ..14 3.2.2. 3.2.2. SELECCIÓN SELECCIÓN POR POR EL CRITERIO DE CAÍDA CAÍDA DE TENSIÓN .... ........ ........ ........ ........ ........ ......21 ..21 3.3. SELECCIÓN SELECCIÓN DE LA POTENC POTENCIA IA NOMINAL NOMINAL DEL TRANSFO TRANSFORMAD RMADOR OR DE LA SUBESTACI SUBESTACIÓN ÓN DE DISTRIBUCIÓN ........... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ...................23 ........23

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UNIDAD I “GENERALIDADES Y TERMINOLOGÍAS” 1. INTRODUCCIÓN En esta unidad se describen los aspectos genéricos y las terminologías más usuales en lo referente al equipamiento de las subestaciones de distribución, considerando la normatividad establecida en el Código Eléctrico Nacional, en las normas de la Dirección General de Electricidad del Ministerio de Energía y Minas y en las normas técnicas de equipos y materiales para subestaciones de distribución en zonas urbanas y urbanomarginales. También se indican las fórmulas y el procedimiento para seleccionar, a nivel de proyecto, la sección normalizada de los alimentadores de baja tensión (para distribución secundaria, alumbrado público y electrobombas) que salen del tablero de distribución y de alumbrado público de la subestación. Además, se indican los criterios para seleccionar la potencia nominal del transformador de distribución respecto a la corriente simultánea de demanda máxima por todos los alimentadores de Baja Tensión (BT). 2. OBJETIVOS En esta unidad el participante debe lograr los siguientes objetivos: •

•

•

Identificar los conceptos y la terminología más usual en lo referente al equipamiento de las subestaciones de distribución en sus distintos tipos, de zonas urbanas y urbanomarginales. Seleccionar a nivel de proyecto, las secciones normalizadas de los alimentadores de baja tensión que salen del tablero de distribución y de alumbrado público, de acuerdo a los siguientes criterios: por capacidad de corriente y por caída de tensión. Seleccionar la potencia nominal del transformador de distribución respecto a la corriente de los alimentadores de BT para cargas de Distribución Secundaria (DS), Alumbrado Público ( AP) y Electrobombas (EB).

3. CONTENIDO 3.1. DEFINICIONES DE TÉRMINOS (TERMINOLOGÍAS) Es conveniente definir algunos términos que tienen relación con el tema de subestaciones de distribución y que los utilizaremos frecuentemente durante el desarrollo del presente curso:

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3.1.1.


SUBESTACIÓN DE DISTRIBUCIÓN Es el conjunto de instalaciones para la transformación, medición, protección y/o seccionamiento de la energía eléctrica, que es recibida de una red de distribución primaria (media tensión) y es entregada a un sub-sistema de distribución secundario, alumbrado público y/o electrobomba (baja tensión), a otra red de distribución primaria o a usuarios (clientes) alimentados en media o baja tensión desde la subestación de distribución. También incluye el sistema de puesta a tierra y las eventuales edificaciones para albergar el conjunto de instalaciones eléctricas tipo interior o a la intemperie (exterior).

Fig 3.1 Subestación de Distribución 3.1.2.

TIPOS DE SUBESTACIÓN DE DISTRIBUCIÓN De acuerdo a su equipamiento, la subestación de distribución puede ser de tipo convencional (de superficie en caseta o subterránea en edificio), tipo aérea (monoposte o biposte) y tipo compacta (bóveda o pedestal).

3.1.3.

SUBESTACIÓN CONVENCIONAL Es la subestación de distribución cuyo equipamiento es del tipo interior y está instalado en una caseta apropiada en la que se ha previsto pasadizos y espacios de trabajo. Por su ubicación la subestación convencional puede ser de 2 tipos: de superficie (en caseta a nivel del piso) y subterránea (en sótano de edificios).

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Fig 3.2 Subestación convencional de superficie 10/0,22 kV (desde 50 a 2x630kVA), dimensiones: 7,50 x 5,00 x 3,70 m, 6 Celdas de 10kV y 2 de transformadores. 3.1.4.

SUBESTACIÓN AÉREA Es la subestación de distribución cuyo equipamiento es del tipo exterior (a la intemperie) y está instalado sobre el nivel del piso en uno o dos soportes. Si la subestación aérea está soportada en un poste (generalmente de concreto armado pretensado) es tipo monoposte y si está soportada por 2 postes unidos entre sí por una plataforma en la que se asienta el transformador (generalmente de concreto armado pretensado) es tipo biposte. En la subestación aérea biposte se instala un transformador trifásico y en la subestación aérea monoposte se instalan 2 ó 3 transformadores monofásicos en conexión trifásica, aunque también podría instalarse un transformador trifásico de hasta 100 kVA como máximo si su peso así lo permite.

Fig 3.3

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Subestación Aérea Monoposte 10/0,22 kV (2x25 o 3x25 kVA).

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Fig 3.4 Subestación Aérea Biposte 10/0,22 kV (desde 50 a 630 kVA). 3.1.5.

SUBESTACIÓN COMPACTA Es la subestación de distribución cuyo equipamiento es del tipo exterior (a la intemperie) y tiene un transformador de distribución trifásico no convencional denominado transformador compacto, porque tiene los dispositivos de protección y maniobra incorporados dentro de la cuba o tanque de aceite dieléctrico. La subestación compacta es del tipo bóveda si el transformador está instalado en una bóveda de concreto subterránea bajo la vereda de la vía pública y es del tipo pedestal si el transformador está instalado sobre una base de concreto al ras de la superficie del piso en un área libre de terreno de 3x3 m2.

Fig 3.5 Subestación Compacta Bóveda 10/0,22 kV (desde 50 a 250 kVA).

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Fig 3.6 Subestación Compacta Pedestal 10/0,22 kV (desde 100 a 630 kVA). 3.1.6.

CABLE SUBTERRÁNEO Es el conjunto de conductores, generalmente de cobre, unipolares, bipolares o tripolares, aislados entre sí y con una o más cubiertas, que puede ir directamente enterrado.

Fig 3.7 Cable subterráneo y su terminal de 10 kV.

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3.1.7.


LINEA AÉREA Es el conjunto de conductores, generalmente de cobre o aleación de aluminio, con o sin aislamiento, unipolares o multipolares, que forman líneas aéreas bifásicas o trifásicas sin el cable de guarda cuando se trata de líneas de distribución primaria (en media tensión) y secundaria (en baja tensión).

Fig 3.8 Línea aérea. 3.1.8.

CAPACIDAD DE CORRIENTE NOMINAL Es la capacidad de conducir corriente de un equipo o material eléctrico bajo condiciones térmicas establecidas de instalación y operación en régimen normal.

3.1.9.

CAPACIDAD DE CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO TÉRMICAMENTE ADMISIBLE Es la capacidad de conducir corriente de un equipo o material eléctrico durante un tiempo determinado que generalmente es de 1 segundo, bajo condiciones térmicas establecidas en situaciones críticas de cortocircuito.

3.1.10. TABLERO DE DISTRIBUCIÓN Es un conjunto de barras y conexiones de cobre que conectan dispositivos de protección y maniobra de baja tensión tipo interior, para conexión y desconexión de alimentadores bajo carga hacia: • • • •

Cargas de distribución secundaria. Clientes de cargas importantes. Electrobombas y Tablero de alumbrado público.

Generalmente en las subestaciones compactas y aéreas, el tablero de distribución y el de alumbrado público van instalados dentro de una misma caja metálica. El tablero de distribución a su vez es alimentado desde los bornes de baja tensión del transformador de la subestación de distribución.

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Fig 3.9 Tablero de distribución 3.1.11. TABLERO DE ALUMBRADO PÚBLICO Es un conjunto de barras y conexiones de cobre que conectan dispositivos de protección, maniobra, control y medición (directa o indirecta a través de transformadores de medida) de baja tensión tipo interior, del cual salen los alimentadores en baja tensión para el alumbrado público en el radio de acción de la subestación de distribución. El tablero de alumbrado público es alimentado desde una de las salidas en baja tensión del tablero de distribución. 3.1.12. FUSIBLE LIMITADOR DE CORRIENTE Es un dispositivo de protección contra cortocircuitos de líneas, cables, transformadores, motores de electrobombas, circuitos de alumbrado público, etc. Su función como limitador de corriente le permite reducir la amplitud y el tiempo de la corriente de cortocircuito a valores ínfimos para no dañar térmicamente al equipo o material eléctrico protegido. Dependiendo de la instalación para la que estén diseñados, los fusibles limitadores de corriente pueden ser del tipo interior y tipo exterior (a la intemperie). Los fusibles limitadores de corriente de baja tensión tipo NH con curva de funcionamiento gL (para protección de campo total de cables y líneas según normas VDE e IEC) son los de uso normalizado en todos los tableros de distribución y de alumbrado público de las subestaciones de distribución para zonas urbanas y urbano-marginales. Los fusibles limitadores de corriente de media tensión de acuerdo a normas VDE e IEC pueden ser del tipo propósitos generales (para protección de campo total) y tipo respaldo (para protección de campo parcial). Generalmente en la operación de su apertura los fusibles limitadores de corriente de media tensión generan sobretensiones internas de origen no atmosférico que se debe considerar en la selección de los mismos. Los fusibles limitadores de corriente de media tensión tienen un percutor que permite accionar la desconexión simultánea de las 3 fases de un seccionador de potencia tripolar (que va asociado a 3 de estos fusibles en un circuito tripolar). Unidad I

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Fig 3.10 Fusible limitador de corriente de baja tensión tipo NH.

Fig 3.11 Fusible limitador de corriente de media tensión 10 kV tipo interior. 3.1.13. FUSIBLE DE EXPULSIÓN DE MEDIA TENSIÓN Es un dispositivo de protección contra cortocircuitos de líneas aéreas laterales y de transformadores de las subestaciones aéreas tipo monoposte y biposte. Se aloja en el portafusible de un fusible-seccionador unipolar de media tensión tipo aéreo (cut-out) y como no tiene características limitadoras de corriente los efectos térmicos del cortocircuito pueden dañar al equipo o material eléctrico protegido si no es correctamente seleccionado. El fusible de expulsión de media tensión es de tecnología norteamericana y de acuerdo a las normas ANSI su capacidad de interrupción es 7,1 kA simétricos eficaces (10 kA asimétricos eficaces), por lo que no es apropiado para instalarse en la derivación de los alimentadores troncales aéreos en zonas urbanas y urbano-marginales donde la corriente de cortocircuito puede llegar inclusive a ser del orden de 30 kA simétricos eficaces. El fusible de expulsión de media tensión es del tipo exterior (a la intemperie) y porque su principio de funcionamiento es por expulsión de gases (en su apertura) debe evitarse su instalación en el interior de las subestaciones de distribución.

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De acuerdo a las normas ANSI, los fusibles de expulsión de media tensión pueden ser del tipo N (normal), tipo K (rápidos) o tipo T (lentos) dependiendo de la forma de sus curvas características tiempo vs. corriente, también, de acuerdo a las mismas normas, su diseño constructivo puede ser con cabeza tipo fija o cabeza tipo removible.

Fig 3.12 Fusible de expulsión de media tensión tipo K o T ANSI.

Fig 3.13 Fusible-seccionador unipolar de media tensión tipo aéreo (CutOut). 3.1.14. SECCIONADOR Es un interruptor mecánico de maniobra para conexión y desconexión de circuitos con carga y sin carga en forma unipolar, bipolar o tripolar. Si la maniobra es con carga se denomina seccionador de potencia y si la maniobra es sin carga se denomina seccionador simple. Dependiendo del tipo de instalación para la que esté diseñado, el seccionador puede ser del tipo interior y tipo exterior (a la intemperie o aéreo) y en este caso el tipo exterior puede ser usado también como tipo interior. Dependiendo del nivel de tensión para el que esté diseñado, se denomina de baja, media o alta tensión y si el seccionador va asociado a fusible(s), formando un equipo mixto de protección y maniobra, se denomina fusible-seccionador (si la protección es más importante que la maniobra) o seccionador-fusible (si la maniobra es más importante que la protección). Unidad I

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Fig 3.14 Seccionador unipolar de media tensión 10 kV tipo interior. 3.1.15. RELÉ DE SOBRECORRIENTE Es un dispositivo de protección contra sobrecorrientes debido a sobrecargas o cortocircuitos, con nivel de aislamiento de baja tensión e instalación tipo interior, que va asociado a un interruptor automático de baja o media tensión para la conexión y desconexión bajo carga (en condiciones normales y de cortocircuito o sobrecarga) de cables, líneas y transformadores de distribución. Si el relé de sobrecorriente conduce directamente la sobrecorriente del circuito a proteger, se considera del tipo primario o directo y si la detecta a través de transformadores reductores de corriente para protección, es de tipo secundario o indirecto. Los disparadores térmico y magnético que van incorporados dentro de un interruptor automático de baja tensión se denominan interruptores termomagnéticos de baja tensión, los cuales pueden ser de accionamiento unipolar, bipolar y tripolar. El interruptor termomagnético tripolar de baja tensión es un dispositivo mixto de protección y maniobra que está normalizado para la protección contra sobrecargas del transformador de la subestación de distribución tipo convencional. De acuerdo a su principio de funcionamiento el relé de sobrecorriente puede ser tipo electromecánico y tipo electrónico y este tipo a su vez se subdivide en analógico (con transistores) y digital (con microprocesador).

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Fig 3.15 Relé de sobrecorriente primario unipolar de tiempo definido tipo HB.

Fig 3.16 Interruptor termomagnético tripolar de baja tensión. 3.1.16. INTERRUPTOR AUTOMÁTICO Es un dispositivo de maniobra para conexión y desconexión de circuitos generalmente tripolares y trifásicos en forma simultánea y bajo carga (en condiciones normales y de sobrecorriente por cortocircuitos o sobrecargas). Dependiendo de su nivel de aislamiento es de baja, media y alta tensión y dependiendo de la instalación para la que está diseñado es tipo interior y tipo exterior (a la intemperie o aéreo). Los reconectadores o reclosers también pueden ser considerados como interruptores automáticos diseñados para recierre múltiple. Generalmente el interruptor automático de media tensión va asociado a un relé de sobrecorriente primario o secundario, que al sentir la corriente de sobrecarga o cortocircuito, acciona su mecanismo de desconexión en un tiempo de desconexión total que debe sumar el tiempo de reacción del relé al tiempo de apertura total de los polos del interruptor. Unidad I

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Dependiendo del medio de extinción del arco eléctrico de la corriente interrumpida en la maniobra, el interruptor automático de media tensión puede ser del tipo mínimo volumen de aceite, que tiende al desuso, tipo vacío y tipo hexafluoruro de azufre (SF6).

Fig 3.17 Interruptor automático tripolar de media tensión 10 kV, tipo interior y tipo mínimo volume de aceite. 3.1.17. TRANSFORMADOR DE DISTRIBUCIÓN Es un equipo eléctrico estático que transforma electromagnéticamente la energía recibida de un circuito alimentador de media tensión, para entregarla en sus bornes de baja tensión al tablero de distribución de la subestación, del cual se alimenta el tablero de alumbrado público y alimentadores de baja tensión para distribución secundaria, electrobombas y clientes de cargas importantes. El transformador de distribución puede ser trifásico o monofásico (para conexión trifásica con 2 ó 3 unidades monofásicas en subestación aérea monoposte, aunque también podría instalarse un transformador trifásico de hasta 100 kVA como máximo si su peso así lo permite). El transformador de distribución trifásico a su vez puede ser tipo convencional (cuando no lleva incorporado dentro del tanque o cuba de aceite dispositivo alguno de protección o maniobra de media o baja tensión) y tipo compacto (cuando lleva incorporado dentro del tanque o cuba de aceite algún dispositivo de protección o maniobra de media o baja tensión). Dependiendo de la instalación para la que está diseñado, el transformador de distribución puede ser tipo exterior (aéreo o a la intemperie) y tipo interior, siendo de uso exterior e interior el tipo exterior. El transformador trifásico convencional se usa en la subestación convencional y en la subestación aérea biposte de modo normalizado y el transformador trifásico compacto se denomina tipo bóveda si se usa en la subestación compacta bóveda y tipo pedestal si se usa en la subestación compacta pedestal.

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Fig 3.18 Transformador de distribución monofásico.

Fig 3.19 Transformador de distribución trifásico tipo convencional.

Fig 3.20 Transformador de distribución trifásico tipo compacto bóveda.

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Fig 3.21 Transformador de distribución trifásico tipo compacto pedestal. 3.2. SELECCIÓN DE LA SECCIÓN DE LOS ALIMENTADORES DE BAJA TENSIÓN 3.2.1.

SELECCIÓN POR EL CRITERIO DE CAPACIDAD DE CORRIENTE Este es el primer criterio que debe considerarse para seleccionar la sección de los alimentadores de baja tensión que salen del tablero de distribución y de alumbrado público de la subestación de distribución. De acuerdo a este criterio la corriente simultánea de demanda máxima que fluye por el alimentador de BT (desde el tablero hasta el punto donde esté ubicada la carga) no debe exceder la capacidad de corriente máxima admisible por la sección del alimentador de BT aéreo o subterráneo. La capacidad de corriente máxima admisible por la sección de los alimentadores trifásicos subterráneos de BT tipo NYY se indican en la Tabla 3.1 como función del factor de carga (FC) definido como el cociente entre la capacidad de corriente nominal y la capacidad de corriente máxima admisible.

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Sección de Capacida Capacidad Capacidad Capacidad alimentador de d de de corriente de corriente de corriente BT tipo NYY corriente máxima máxima máxima nominal admisible admisible admisible (FC=1,0) (FC=0,8) (FC=0,6) 2 3 - 1x6 mm 33 A 33 A 41 A 55 A 2 3 - 1x10 mm 44 A 44 A 55 A 73 A 2 3 - 1x16 mm 56 A 56 A 70 A 94 A 2 3 - 1x35 mm 86 A 86 A 108 A 144 A 2 3 - 1x70 mm 125 A 125 A 156 A 208 A 2 3 - 1x120mm 170 A 170 A 212 A 283 A 2 3 - 1x185mm 216 A 216 A 270 A 360 A 2 3 - 1x300mm 285 A 285 A 356 A 475 A 2 2(3 - 1x120mm ) 289 A 289 A 361 A 481 A 2 2(3 - 1x185mm ) 347 A 347 A 433 A 578 A Tabla 3.1 Capacidad de corriente máxima admisible por los alimentadores trifásicos subterráneos de BT tipo NYY. En la Tabla 3.2 se indican los factores de carga típicos como función del tipo de carga de baja tensión que fluye por el alimentador de BT aéreo o subterráneo. Si en la Tabla 3.2 no aparece el factor de carga típico para un tipo de carga mixta que fluye por el alimentador de BT, como por ejemplo una carga residencial-hospitalaria, entonces debemos estimar el factor de carga mixta como el promedio ponderado de los factores de carga conocidos, dando mayor peso específico a la carga cuya corriente simultánea de demanda máxima sea mayor. El factor de carga distinto a los indicados en la Tabla 3.1 permitirá calcular la capacidad de corriente máxima admisible por la sección del alimentador de baja tensión. Tipo de carga de baja tensión Residencial de 1ra.; 2da. o 3ra. categoría

Factor de carga típico 0,6

Pueblo joven o centro poblado

0,6

Residencial-comercial

0,6

Comercial Industria liviana

0,8 0,8

Industria pesada

1,0

Alumbrado público

0,8

Electrobomba

1,0

Tabla 3.2 Factores de carga típicos para obtener la capacidad de corriente máxima admisible por el alimentador de BT.

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Ejemplo de cálculo de factor de carga mixta Verificar si el alimentador trifásico subterráneo de BT tipo NYY de sección 3– 1x35 mm2 puede transportar una corriente simultánea de demanda máxima de 120 A cuyo factor de carga se desconoce, sabiendo que el 25% de dicha corriente (30 A) es carga tipo industria liviana y el 75% (90 A) es carga tipo residencial. Solución De acuerdo a la Tabla 3.2 el factor de carga residencial típico es 0,6 y el factor de carga industria liviana típico es 0,8, entonces el factor de carga mixta será: FC = (30 A x 0,8 + 90 A x 0,6) / 120 A = 0,65. De acuerdo a la Tabla 3.1 la capacidad de corriente nominal de la sección 3–1x35 mm2 es 86 A y si el factor de carga mixta es 0,65 entonces la capacidad de corriente máxima admisible de dicho alimentador de BT será: Capacidad de corriente máxima admisible = 86 A / 0,65 = 132 A Como la corriente simultánea de demanda máxima de 120 A no excede a la capacidad de corriente máxima admisible de 132 A, llegamos a la conclusión que la sección de 3–1x35 mm2 si puede transportar la carga mixta considerada. 3.2.1.1. BASES DE CÁLCULO DE LA CORRIENTE SIMULTÁNEA DE DEMANDA MÁXIMA PARA CARGAS DE DISTRIBUCIÓN SECUNDARIA (SERVICIO PARTICULAR) Primero se debe conocer la demanda máxima por lote en vatios o vatios por metro cuadrado, de acuerdo al tipo de carga de baja tensión. Se considerará que la demanda máxima por lote es trifásica aunque el suministro por lote sea monofásico, de acuerdo a la Tabla 3.3 que ha sido obtenida de las normas de la DGE del MEM para elaboración de proyectos de redes de distribución secundaria en zonas urbanas y urbano-marginales. La Tabla 3.3 indica las cargas de demanda máxima por lote para la selección de los alimentadores de distribución secundaria o servicio particular en zonas urbanas y urbanomarginales. La asignación de la carga contratada para el suministro por lote no depende de la Tabla 3.3, sino depende de la demanda máxima en vatios o kilovatios resultante del proyecto de instalaciones eléctricas interiores.

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Tipo de carga de distribución secundaria

Demanda máxima por lote (trifásica)

Tipo de suministro por lote

Residencial de 1ra. Categoría

2 000 W + 8 W / m2

Residencial de 2da. Categoría

6 W / m2 (mín. 900 W)

Residencial de 3ra. Categoría,

800 W

Trifásico Trifásico o monofásico Monofásico Unidad I

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centro poblado y pueblo joven Residencial multifamiliar (edificios) Especiales: Industrial, semirústico y vivienda-taller Especiales: Comercial, educacional, hospitalario religioso, general y no definido

30 W / m2

Trifásico

2 000 W

Trifásico o monofásico

6 W / m2 (mín. 900 W)

Trifásico o monofásico

Tabla 3.3 Demanda máxima por lote (trifásica) para selección de la sección de los alimentadores de distribución secundaria. El Factor de Simultaneidad (FS) que debe aplicarse a la sumatoria de demandas máximas por lote para considerar que las demandas máximas por lote no son simultáneas al fluir todas ellas por el alimentador de distribución secundaria (o servicio particular) de BT, depende del tipo de carga y del número de lotes (en el caso de pueblo joven), tal como se indica en la Tabla 3.4 de acuerdo a las normas de la DGE del MEM. Tipo de carga de distribución secundaria (Servicio particular) Especiales: industrial, comercial, viviendataller, etc. Residencial de 1ra.; 2da. y 3ra. categoría, centro poblado y residencial multifamiliar (edificio)

Pueblo joven

Factor de Simultaneidad (FS) 1,0 0,5 0,8 (de 2 a 10 lotes) 0,6 (de 11 a 50 lotes) 0,5 (de 51 a 100 lotes) 0,45 (de 101 a 200 lotes) 0,39 (de 201 a 400 lotes) 0,32 (de 401 a 800 lotes) 0,27 (para más de 800 lotes)

Tabla 3.4 Factor de simultaneidad para selección de la sección de los alimentadores de distribución secundaria. El Factor de Potencia (cosϕ) de las cargas de distribución secundaria (servicio particular) es 1,0 de acuerdo a normas de la DGE del MEM. La corriente simultánea de demanda máxima que fluye por cada fase del alimentador trifásico de BT analizado, se puede calcular mediante la siguiente fórmula: Unidad I

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Is = (D.M. x FS) / ( 1,73 x cos ϕ x V ) Donde: Is D.M. FS Cosϕ V

: Corriente simultánea de demanda máxima de todas las cargas del mismo tipo, que fluye por cada fase del alimentador trifásico de BT analizado, en amperios. : Sumatoria de las demandas máximas por lote (trifásicas) de todas las cargas del mismo tipo que fluyen por el alimentador de BT analizado, en kilovatios (ver Tabla 3.3 ). : Factor de simultaneidad de todas las cargas del mismo tipo que fluyen por el alimentador de BT analizado (ver Tabla 3.4). : Factor de potencia de todas las cargas del mismo tipo que fluyen por el alimentador de BT analizado (1,0 para cargas de todo tipo de distribución secundaria). : Tensión nominal entre fases del alimentador trifásico de BT analizado, en kilovoltios. La fórmula anterior indicada se aplica a los datos de las Tablas 3.3 y 3.4 para obtener la Tabla 3.5, en la cual se indican las fórmulas simplificadas para calcular la corriente simultánea de demanda máxima que fluye por cada fase del alimentador trifásico de BT analizado (Is), de acuerdo al tipo de carga de distribución secundaria (servicio particular).

Corriente simultánea de Tipo de carga de distribución demanda máxima por fase del alimentador trifásico de baja secundaria (Servicio particular) tensión (Is) 2,62 x D.M. Especiales: Industrial, comercial, etc. Residencial de 1ra. y 2da. categoría Residencial multifamiliar (edificio) Residencial de 3ra. categoría y centro Poblado Pueblo joven

1,31 x D.M. 1,31 x D.M. 1,05 x N° de lotes 2,10 x N° de lotes x FS

Tabla 3.5 Fórmulas simplificadas para calcular la corriente simultánea de demanda máxima por fase del alimentador trifásico de BT (Is), para cargas de distribución secundaria (servicio particular).

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3.2.1.2. BASES DE CÁLCULO DE LA CORRIENTE SIMULTÁNEA DE DEMANDA MÁXIMA PARA CARGAS DE ALUMBRADO PÚBLICO El factor de simultaneidad (FS) de las cargas de alumbrado público es 1,0. El factor de potencia (cosϕ) de las cargas de alumbrado público con lámparas de vapor de mercurio y vapor de sodio (alta presión) es 0,9. Si en la fórmula anterior mostrada en el acápite 3.2.1.1. consideramos FS= 1,0 cosϕ= 0,9 y 220 V como la tensión nominal del alimentador trifásico de BT, la corriente por unidad de alumbrado público resultante se indica en la Tabla 3.6 como función de la potencia por unidad de alumbrado público, que es la suma de la potencia de la lámpara más la potencia del reactor. Aunque la lámpara y el reactor son cargas monofásicas, para el cálculo de la corriente por unidad de alumbrado público se consideran como cargas trifásicas porque el alimentador de BT para AP es trifásico. Si el pastoral del poste de alumbrado público es doble, se consideran 2 unidades de AP y si el pastoral es triple se consideran 3 unidades de AP. Tipo de Potencia por unidad de lámpara alumbrado público Vapor de 80 W (lámpara) + 9 W (reactor) mercurio 125 W (lámpara) + 12 W (reactor) 175 W (lámpara) + 14 W (reactor) 250 W (lámpara) + 16 W (reactor) 400 W (lámpara) + 25 W (reactor) 700 W (lámpara) + 35 W (reactor) Vapor de 70 W (lámpara) + 13 W (reactor) sodio 150 W (lámpara) + 20 W (reactor) (alta 250 W (lámpara) + 25 W (reactor) presión) 400 W (lámpara) + 50 W (reactor)

Corriente por unidad de alumbrado público 0,26 A x fase de sist. trifásico 0,40 A x fase de sist. trifásico 0,55 A x fase de sist. trifásico 0,78 A x fase de sist. trifásico 1,24 A x fase de sist. trifásico 2,14 A x fase de sist. trifásico 0,24 A x fase de sist. trifásico 0,50 A x fase de sist. trifásico 0,80 A x fase de sist. trifásico 1,31 A x fase de sist. trifásico

Tabla 3.6 Corriente por unidad de AP (trifásica). La corriente simultánea de demanda máxima para cargas de AP se obtiene sumando todas las corrientes por unidad de AP (indicadas en la Tabla 3.6) que recorren el tramo de alimentador de AP analizado. La corriente simultánea de demanda máxima para cargas de AP así obtenida no debe exceder la capacidad de corriente máxima admisible de la sección escogida del alimentador trifásico de AP. De acuerdo a la Tabla 3.2 el factor de carga típico del alimentador de AP es 0,8 y de todas las secciones de los alimentadores trifásicos subterráneos de BT tipo NYY que se Unidad I

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indican en la Tabla 3.1 debemos seleccionar para alimentadores de AP aquellas que no excedan a 3–1x70 mm2 (por limitaciones técnicas del equipamiento normalizado del tablero de AP). Ejemplo de selección de la sección del alimentador de AP Seleccionar la sección del alimentador trifásico subterráneo de BT tipo NYY que sale de una subestación de distribución para alimentar las siguientes cargas de alumbrado público en su radio de acción: 40 unidades de vapor de mercurio de 250W y 60 unidades de vapor de sodio (alta presión) de 150W. Solución: La corriente simultánea de demanda máxima para cargas de AP (Is) se obtiene sumando todas las corrientes por unidad de AP (indicadas en la Tabla 3.6) que recorren el tramo de alimentador de AP analizado, es decir: Is = 40 x 0,78 A + 60 x 0,50 A = 31,20 A + 30,00 = 61,20 A. Como el factor de carga típico de AP es 0,8, en la Tabla 3.1 observamos que la capacidad de corriente máxima admisible de la sección 3–1x16 mm2 para este factor de carga es 70 A y como Is no excede este valor llegamos a la conclusión que ésta es la sección elegida del alimentador de AP a la salida de la subestación de distribución. No seleccionamos la sección inmediata inferior de 3–1x10 mm2 debido a que Is excede su capacidad de corriente máxima admisible (55 A para factor de carga = 0,8). 3.2.1.3. BASES DE CÁLCULO DE LA CORRIENTE SIMULTÁNEA DE DEMANDA MÁXIMA PARA ELECTROBOMBAS La electrobomba es una carga de importante magnitud que amerita la dedicación de un alimentador de BT exclusivo desde el tablero de distribución de la subestación más cercana. La potencia nominal del motor de la electrobomba es igual a su demanda máxima debido a que su factor de carga típico es 1,0, según la Tabla 3.2. El factor de simultaneidad es 1,0 debido a que es la carga exclusiva de un alimentador de BT. El factor de potencia (cos ϕ) de la electrobomba que se ha considerado es 0,85. Luego, para calcular la corriente simultánea de demanda máxima de la electrobomba (Ieb), considerando que fluye por un alimentador trifásico cuya tensión nominal entre fases (V) es de 0,22 kV, FS= 1,0, cosϕ= 0,85, se recurre a la siguiente fórmula:

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Ieb: Ieb: V ) Ieb: 0,22 ) Ieb: eficiencia

( KWe x FS ) / ( 1,73 x cosϕ x V ) ( ( 0,746 x HPs / eficiencia ) x FS ) / ( 1,73 x cosϕ x ( ( 0,746 x HPs / eficiencia ) x 1,0 ) / ( 1,73 x 0,85 x ( 0,746 x HPs / eficiencia ) / 0,32 = 2,31 x HPs /

Donde: Ieb: Corriente simultánea de demanda máxima (corriente de entrada) de la electrobomba, en amperios. kWe: Potencia de entrada al motor de la electrobomba, en kilovatios. HPs: Potencia de salida en el eje de la electrobomba, en HP. Eficiencia:Eficiencia de la electrobomba = Potencia de salida / Potencia de entrada. Ejemplo de selección de la sección del alimentador de EB Seleccionar la sección del alimentador trifásico subterráneo de BT tipo NYY que sale de una subestación de distribución para alimentar exclusivamente una electrobomba de 60 HP y eficiencia = 0,9. Solución: La corriente simultánea de demanda máxima (corriente de entrada) de la EB se obtiene aplicando la fórmula anterior, resultando: Ieb = 2,31 x 60 / 0,9 = 154 A Según la Tabla 3.2 el factor de carga típico de EB es 1,0 y en la Tabla 3.1 observamos que la capacidad de corriente máxima admisible de la sección 3–1x120 mm2 para este factor de carga es 170 A y como Ieb no excede este valor llegamos a la conclusión que ésta es la sección elegida del alimentador de EB a la salida de la subestación de distribución. No seleccionamos la sección inmediata inferior de 3–1x70 mm2 debido a que Ieb excede su capacidad de corriente máxima admisible (125 A para factor de carga = 1,0). 3.2.2.

SELECCIÓN POR EL CRITERIO DE CAÍDA DE TENSIÓN Según este segundo criterio para seleccionar la sección del alimentador trifásico de BT aéreo o subterráneo, la caída de tensión máxima entre la salida del tablero de distribución o de alumbrado público de la subestación y el extremo más alejado de todo alimentador de BT, no debe exceder 5% de la tensión nominal si se trata de zonas urbanas y urbano-marginales (en zonas rurales el Código Nacional de Electricidad acepta hasta 7,5% como caída de tensión máxima admisible).

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Si el alimentador trifásico es de 220 V la caída de tensión máxima admisible es de 11 V (5% x 220 V) y si es de 380/220 V la caída de tensión máxima admisible en el alimentador trifásico es de 19 V (5% x 380 V). Para calcular la caída de tensión total en el alimentador de BT para cargas de distribución secundaria (servicio particular) o alumbrado público, tiene que calcularse la caída de tensión tramo por tramo identificando los siguientes puntos importantes en el alimentador: •

•

•

•

Punto de carga concentrada : Para lotes de DS del sector residencial (incluyendo pueblos jóvenes y centros poblados) es el punto medio del tramo analizado, donde se concentrará la corriente simultánea de demanda máxima del tramo analizado, en amperios. Para cargas de AP o EB es el punto donde esté ubicada la unidad de AP o la EB. Puntos de empalme con otros ramales : En estos puntos se concentrarán las corrientes simultáneas de demanda máxima de cada ramal secundario, en amperios. Puntos de carga especiales : En estos puntos se concentrarán las cargas especiales de DS (industriales, comerciales, educacionales, hospitalarias, etc.), en amperios simultáneos de demanda máxima. Puntos de cambio de sección : serán puntos de referencia.

Para cada longitud medida en el plano (añadiendo 5m de alimentador dentro de la subestación de distribución si ésta es aérea o compacta y 10m si es convencional), cada sección y cada corriente simultánea de demanda máxima (calculada en el acápite 3.2.1: Selección por el criterio de capacidad de corriente), aplicamos la fórmula que a continuación se especifica para calcular la caída de tensión en cada tramo hasta completar el total de tramos del alimentador (entre la salida del tablero de distribución o de alumbrado público de la subestación y el punto importante más alejado de cada ramal del alimentador). DV = 1,73 x Is x L x (R cosϕ+ X senϕ) Donde: DV: Caída de tensión en el tramo trifásico analizado, en voltios. Is: Corriente simultánea de demanda máxima por fase del tramo trifásico analizado ( calculada según el acápite 3.2.1.), en amperios. L: Longitud por fase del tramo trifásico analizado, en kilómetros. R: Resistencia de la sección del conductor en el tramo trifásico analizado, a la temperatura promedio de operación, en ohmios / km / fase. X: Reactancia de la sección del conductor en el tramo trifásico analizado, a la frecuencia de 60 Hz, en ohmios / km / fase. cosϕ: Factor de potencia de las cargas alimentadas por el tramo trifásico analizado. senϕ: Factor dependiente del cosϕ = (1 – (cosϕ)2)1/2 En la Tabla 3.7 se indican los valores de R, X y ( R cos ϕ + X sen ϕ) de los alimentadores trifásicos subterráneos de BT tipo NYY en las secciones normalmente utilizadas para DS (hasta 2 (3–1x185) mm2), para EB (hasta 3– 1x300 mm2) y para AP (hasta 3–1x70 mm2).

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Ejemplo de selección de la sección del alimentador de EB Seleccionar la sección del alimentador trifásico subterráneo de BT tipo NYY que sale de una subestación de distribución para alimentar exclusivamente una electrobomba trifásica de 220 V, cosϕ=0,85, 60 HP y eficiencia = 0,9, considerando que la longitud del alimentador es de 100 m y la caída de tensión máxima admisible es de 5% x 220 V = 11 V. Solución: La corriente simultánea de demanda máxima (corriente de entrada) de la EB que se obtiene con la fórmula indicada en el acápite 3.2.1.3. es: Ieb = 2,31 x 60 / 0,9 = 154 A. Si en la fórmula, para calcular la caída de tensión consideramos que DV=11 V, L= 0,1 km, Is = Ieb = 154 A, obtenemos el valor máximo de R cosϕ + X senϕ = DV / (1,73 x Is x L) = 11/(1,73x154x0,1)=0,41 ohmios/km/fase. En la Tabla 3.7 observamos que para cosϕ = 0,85 y la sección de 3–1x35 mm 2 se obtiene el valor de 0,54 ohmios/km/fase que no es técnicamente aceptable (por exceder el valor máximo de 0,41 ohmios/km/fase), en cambio la sección inmediata superior de 3–1x70 mm2 si es técnicamente aceptable porque el valor obtenido para cosϕ= 0,85 (de 0,31 ohmios/km/fase) no excede el valor máximo de 0,41 ohmios/km/fase. Sección del alimentador de BT Tipo NYY 2

3 – 1x6 mm 3 – 1x10 mm2 3 – 1x16 mm2 3 – 1x35 mm2 3 – 1x70 mm2 3 – 1x120 mm2 3 – 1x185 mm2 3 – 1x300 mm2 2 (3 – 1x120 mm2) 2 (3 – 1x185 mm2)

Resistencia a Reactancia 35°C en a 60 Hz en ohmios/km/ ohmios/km fase / fase 3,261 6 1,937 9 1,217 8 0,554 9 0,283 8 0,162 0 0,104 9 0,063 6 0,081 0 0,052 5

0,164 0,152 0,143 0,132 0,124 0,119 0,118 0,116 0,060 0,059

R cosϕ + X cosϕ en ohmios/km/fase, en función al cosϕ 1,0 3,2616 1,9379 1,2178 0,5549 0,2838 0,1620 0,1049 0,0636 0,0810 0,0525

0,9 3,01 1,81 1,16 0,56 0,31 0,20 0,14 0,11 0,10 0,08

0,85 2,86 1,73 1,12 0,54 0,31 0,20 0,15 0,11 0,10 0,07

Tabla 3.7 Parámetros R, X y ( R cosϕ + X senϕ) de alimentadores trifásicos subterráneos de BT tipo NYY. 3.3. SELECCIÓN DE LA POTENCIA NOMINAL DEL TRANSFORMADOR DE LA SUBESTACIÓN DE DISTRIBUCIÓN Primero calcularemos la corriente simultánea de demanda máxima del transformador (It) como la suma fasorial de todas las corrientes simultáneas de demanda máxima que fluyen por los alimentadores de BT: para cargas de distribución secundaria (DS) considerando cosϕ = 1, para cargas de alumbrado público (AP) considerando cosϕ = 0,9 y para electrobombas (EB) considerando cosϕ = 0,85. Esta corriente simultánea de demanda máxima del transformador (It) no deberá exceder a la corriente de sobrecarga admisible del transformador (estimada como el 120% de su corriente nominal en BT). En caso contrario se debe escoger un transformador de mayor corriente nominal en BT. Unidad I

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Mediante este procedimiento se selecciona la corriente nominal en BT y la potencia nominal del transformador de la subestación de distribución. En la Tabla 3.8 se indica la corriente de sobrecarga admisible por los transformadores trifásicos de distribución tipo convencional de 10/0,22 kV y de las siguientes potencias nominales: 50, 100, 160, 250, 400 y 630 kVA. nominal en Corriente de sobrecarga Potencia nominal del Corriente 220 V del transformador admisible igual a 120% transformador trifásico trifásico convencional convencional de 10 / de la corriente nominal de 10/0,22 kV en 220 V (*) 0,22 kV 50 kVA 131 A 157 A 100 kVA 262 A 315 A 160 kVA 420 A 504 A 250 kVA 656 A 787 A 400 kVA 1 050 A 1 260 A 630 kVA 1 653 A 1 984 A Tabla 3.8 Corriente de sobrecarga admisible, corriente nominal en 220 V y potencia nominal del transformador trifásico convencional de 10/0,22 kV (*) Recomendación: Si no se tiene protección con sensor de temperatura no se debe sobrecargar al transformador. Ejemplo de selección de la potencia nominal del transformador de la subestación de distribución Seleccionar la potencia nominal del transformador trifásico convencional de 10/0,22 kV que tiene 3 alimentadores de 220 V por los que se alimenta a las siguientes corrientes simultáneas de demanda máxima: • • •

I(DS) = 120 A a cosϕ = 1,0 I(AP) = 60 A a cosϕ = 0,9 I(EB) = 154 A a cosϕ = 0,85

Solución: Para calcular la corriente simultánea de demanda máxima del transformador (It) debemos sumar fasorialmente I(DS) + I(AP) + I(EB). Itx = 120 x 1,0 + 60 x 0,9 + 154 x 0,85 = 305 A Ity = 120 x 0 + 60 x (1 – (0,9)2 )1/2 + 154 x (1 – (0,85)2 )1/2 = 108 A It = (( Itx)2 + (Ity )2)1/2

= (( 305)2 + (108)2)1/2 = 324 A

Como en la Tabla 3.8 observamos que It=324A excede a la corriente de sobrecarga admisible del transformador de 100kVA (315A), entonces seleccionamos el transformador de potencia nominal inmediata superior (160kVA) porque su corriente de sobrecarga admisible (504A) no es excedida por It = 324A y tampoco es excedida su corriente nominal en 220V (420 A).

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4. RESUMEN •

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La utilización de las subestaciones de distribución en zonas urbanas y urbanomarginales requiere el conocimiento previo de las definiciones de términos (terminologías) más usuales en el sector eléctrico. El equipamiento de las subestaciones de distribución de 10/0,22 kV se ha normalizado (estandarizado) en las empresas de servicio público de distribución eléctrica para zonas urbanas y urbano-marginales, en cambio, las subestaciones de distribución de 22,9/0,22 kV todavía no se han normalizado porque son de reciente utilización en zonas urbanas y urbano-marginales. Para seleccionar la potencia nominal del transformador de la subestación de distribución, que constituye el corazón de la misma, previamente debemos efectuar el cálculo de redes de baja tensión para conocer la sección de los alimentadores aéreos o subterráneos que alimentan cargas de todo tipo en BT. Los parámetros y bases de cálculo de los alimentadores de baja tensión por los dos criterios desarrollados (por capacidad de corriente y por caída de tensión), son los que se utilizan en los proyectos de ampliación de redes de distribución secundaria y alumbrado público para zonas urbanas y urbano-marginales. Los tipos de alimentadores de baja tensión que se calculan son: los de distribución secundaria (DS), los de alumbrado público (AP) y los de electrobombas (EB). Los alimentadores de AP tienen un factor de carga típico y conocido de 0,8, los alimentadores de EB también tienen un factor de carga típico y conocido de 1,0. En cambio, los alimentadores de DS generalmente tienen un factor de carga mixta debido a que alimentan cargas de todo tipo (residenciales, comerciales, hospitalarias, educacionales, etc.). La corriente simultánea de demanda máxima que fluye por el transformador de distribución es la suma fasorial de las corrientes simultáneas de demanda máxima que fluyen por todos los alimentadores de baja tensión. Para seleccionar la potencia nominal del transformador de distribución se debe verificar que la corriente simultánea de demanda máxima que fluye por el mismo no exceda su corriente de sobrecarga admisible (estimada para todos los tipos de carga como el 120% de la corriente nominal en baja tensión del transformador).

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5. PREGUNTAS DE AUTOCOMPROBACIÓN 1.

Calcule la corriente máxima admisible por el alimentador de baja tensión tipo NYY de sección 3–1x70 mm2 si el factor de carga mixta de distribución secundaria (DS) es 0,7. 2. Calcule la corriente simultánea de demanda máxima de un alimentador de DS que alimenta 100 lotes de un pueblo joven y un centro educacional de 1 000 m2 de área construida. 3. Calcule el factor de carga mixta de la corriente calculada en P2 si el factor de carga del centro educacional es 0,75. 4. De acuerdo al criterio de selección por capacidad de corriente, determine la sección de alimentador de 220 V tipo NYY recomendada para la corriente calculada en P2. 5. Explique por qué no debe calcularse la corriente simultánea de demanda máxima del transformador como la suma escalar de las corrientes simultáneas de demanda máxima de los alimentadores de DS + AP + EB. 6. Explique por qué un cortacircuito unipolar de media tensión (cut out) se denomina fusible-seccionador y no seccionador-fusible. 7. Explique por qué un seccionador unipolar simple tipo aéreo de media tensión puede instalarse también en ambientes tipo interior. 8. ¿Cuál es el componente o accesorio del transformador de distribución tipo convencional que es determinante para considerar todo el conjunto como tipo interior o exterior? 9. De acuerdo al criterio de selección por capacidad de corriente, determine si la sección de alimentador de 220 V tipo NYY de 3 – 1x70 mm2 es suficiente para una electrobomba de 220 V, 48 HP de potencia de salida y eficiencia = 0,9. 10. De acuerdo al criterio de selección por caída de tensión, determine la sección de alimentador de 220 V tipo NYY recomendada para la electrobomba de P9 si la longitud del alimentador es de 200 m.

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