Unidad 04

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Subestacion de Distribuciones

UNIDAD

IV

Subestación de distribución tipo compacta, bóveda y pedestal

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Índice 1. INTRODUCCIÓN .......... ..................... ....................... ....................... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... .............3 ..3 2. OBJETIVOS ........... ...................... ....................... ........................ ....................... ....................... ....................... ....................... ....................... .................3 ......3 3. CONTENIDO.......... CONTENIDO ...................... ........................ ....................... ....................... ....................... ....................... ........................ ....................... ................4 .....4 3.1. SELECCIÓN SELECCIÓN Y APLICACIÓ APLICACIÓN N DE LA SUBESTACI SUBESTACIÓN ÓN COMPACTA COMPACTA .... ........ ........ ........ ........ ........ ........ .....4 .4 3.2. ESQUEMA ESQUEMA ELÉCTRICO ELÉCTRICO DE LA SUBES SUBESTACIÓ TACIÓN N COMPACTA COMPACTA BÓVEDA BÓVEDA (SCB) (SCB) DE 50, 50, 100, 160 y 250 kVA, CON ALIMENTACIÓN SUBTERRÁNEA DESDE LATERAL.........................6 LATERAL.........................6 3.3. ESQUEMA ESQUEMA ELÉCTRICO ELÉCTRICO DEL TABLERO TABLERO DE DISTRI DISTRIBUCI BUCIÓN ÓN SECUNDA SECUNDARIA RIA (DS) (DS) Y ALUMBRADO PÚBLICO PÚBLICO (AP) CON MÓDULO MÓDULO DE AP HORIZONTAL, HORIZONTAL, PARA SCB DE 50, 100 y 160 kVA ............ ....................... ....................... ....................... ....................... ........................ ....................... ....................... ....................... .....................9 ..........9 3.4. ESQUEMA ESQUEMA ELÉCTRICO ELÉCTRICO DEL TABLERO TABLERO DE DISTRI DISTRIBUCI BUCIÓN ÓN SECUNDA SECUNDARIA RIA (DS) (DS) Y ALUMBRADO PÚBLICO PÚBLICO (AP) CON MÓDULO MÓDULO DE AP VERTICAL, PARA PARA SCB DE 250 kVA.. kVA ..12 12 3.5. ESQUEMA ESQUEMA ELÉCTRICO ELÉCTRICO DE LA SUBEST SUBESTACIÓ ACIÓN N COMPACTA COMPACTA PEDESTA PEDESTALL (SCP) DE 100, 100, 160, 250, 400 Y 630 kVA, CON ALIMENTACIÓN SUBTERRÁNEA DESDE LATERAL........14 3.6. ESQUEMA ESQUEMA ELÉCTRICO ELÉCTRICO DEL TABLERO TABLERO DE DISTRI DISTRIBUCI BUCIÓN ÓN SECUNDA SECUNDARIA RIA (DS) (DS) Y ALUMBRADO PÚBLICO PÚBLICO (AP) CON MÓDULO MÓDULO DE AP HORIZONTAL, HORIZONTAL, PARA SCP DE 100, 160, 250, 400 y 630 kVA............. kVA........................ ....................... ....................... ...................... ...................... ...................... ...................... ................ .....18 18 3.7. RESULTADO RESULTADOSS DE LA COORDINA COORDINACIÓN CIÓN DE LA PROTEC PROTECCIÓN CIÓN EN LAS LAS SUBESTACI SUBESTACIONES ONES COMPACTAS DE 10/0,22 kV........... kV ...................... ...................... ...................... ...................... ...................... ...................... ..................23 .......23 3.7.1. 3.7. 1. EJEMPLO EJEMPLO DE SELECCIÓN SELECCIÓN DE LA CORRIENT CORRIENTEE NOMINAL NOMINAL DE LOS FUSIBLE FUSIBLESS LIMITADORES DE CORRIENTE DE MEDIA TENSIÓN TIPO C-ANSI, PARA PROTECCIÓN CONTRA CORTOCIRCUITOS CORTOCIRCUITOS DE HASTA 30 KA EN EL TRANSFORMADOR TRANSFORMADOR COMPACTO TIPO PEDESTAL DE 10/0,23 KV Y DE 400 KVA...24 KVA... 24 4. RESUMEN.......................... RESUMEN...................................... ....................... ...................... ....................... ....................... ....................... ....................... ............... ....30 30 5. PREGUNTAS PREGUNTAS DE AUTOCOMP AUTOCOMPROBA ROBACIÓN CIÓN.... ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ .......32 ...32

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Índice 1. INTRODUCCIÓN .......... ..................... ....................... ....................... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... .............3 ..3 2. OBJETIVOS ........... ...................... ....................... ........................ ....................... ....................... ....................... ....................... ....................... .................3 ......3 3. CONTENIDO.......... CONTENIDO ...................... ........................ ....................... ....................... ....................... ....................... ........................ ....................... ................4 .....4 3.1. SELECCIÓN SELECCIÓN Y APLICACIÓ APLICACIÓN N DE LA SUBESTACI SUBESTACIÓN ÓN COMPACTA COMPACTA .... ........ ........ ........ ........ ........ ........ .....4 .4 3.2. ESQUEMA ESQUEMA ELÉCTRICO ELÉCTRICO DE LA SUBES SUBESTACIÓ TACIÓN N COMPACTA COMPACTA BÓVEDA BÓVEDA (SCB) (SCB) DE 50, 50, 100, 160 y 250 kVA, CON ALIMENTACIÓN SUBTERRÁNEA DESDE LATERAL.........................6 LATERAL.........................6 3.3. ESQUEMA ESQUEMA ELÉCTRICO ELÉCTRICO DEL TABLERO TABLERO DE DISTRI DISTRIBUCI BUCIÓN ÓN SECUNDA SECUNDARIA RIA (DS) (DS) Y ALUMBRADO PÚBLICO PÚBLICO (AP) CON MÓDULO MÓDULO DE AP HORIZONTAL, HORIZONTAL, PARA SCB DE 50, 100 y 160 kVA ............ ....................... ....................... ....................... ....................... ........................ ....................... ....................... ....................... .....................9 ..........9 3.4. ESQUEMA ESQUEMA ELÉCTRICO ELÉCTRICO DEL TABLERO TABLERO DE DISTRI DISTRIBUCI BUCIÓN ÓN SECUNDA SECUNDARIA RIA (DS) (DS) Y ALUMBRADO PÚBLICO PÚBLICO (AP) CON MÓDULO MÓDULO DE AP VERTICAL, PARA PARA SCB DE 250 kVA.. kVA ..12 12 3.5. ESQUEMA ESQUEMA ELÉCTRICO ELÉCTRICO DE LA SUBEST SUBESTACIÓ ACIÓN N COMPACTA COMPACTA PEDESTA PEDESTALL (SCP) DE 100, 100, 160, 250, 400 Y 630 kVA, CON ALIMENTACIÓN SUBTERRÁNEA DESDE LATERAL........14 3.6. ESQUEMA ESQUEMA ELÉCTRICO ELÉCTRICO DEL TABLERO TABLERO DE DISTRI DISTRIBUCI BUCIÓN ÓN SECUNDA SECUNDARIA RIA (DS) (DS) Y ALUMBRADO PÚBLICO PÚBLICO (AP) CON MÓDULO MÓDULO DE AP HORIZONTAL, HORIZONTAL, PARA SCP DE 100, 160, 250, 400 y 630 kVA............. kVA........................ ....................... ....................... ...................... ...................... ...................... ...................... ................ .....18 18 3.7. RESULTADO RESULTADOSS DE LA COORDINA COORDINACIÓN CIÓN DE LA PROTEC PROTECCIÓN CIÓN EN LAS LAS SUBESTACI SUBESTACIONES ONES COMPACTAS DE 10/0,22 kV........... kV ...................... ...................... ...................... ...................... ...................... ...................... ..................23 .......23 3.7.1. 3.7. 1. EJEMPLO EJEMPLO DE SELECCIÓN SELECCIÓN DE LA CORRIENT CORRIENTEE NOMINAL NOMINAL DE LOS FUSIBLE FUSIBLESS LIMITADORES DE CORRIENTE DE MEDIA TENSIÓN TIPO C-ANSI, PARA PROTECCIÓN CONTRA CORTOCIRCUITOS CORTOCIRCUITOS DE HASTA 30 KA EN EL TRANSFORMADOR TRANSFORMADOR COMPACTO TIPO PEDESTAL DE 10/0,23 KV Y DE 400 KVA...24 KVA... 24 4. RESUMEN.......................... RESUMEN...................................... ....................... ...................... ....................... ....................... ....................... ....................... ............... ....30 30 5. PREGUNTAS PREGUNTAS DE AUTOCOMP AUTOCOMPROBA ROBACIÓN CIÓN.... ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ .......32 ...32

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UNIDAD IV “SUBESTACIÓN DE DISTRIBUCIÓN TIPO COMPACTA BÓVEDA Y PEDESTAL” PEDESTAL” 1. INTRODUCCIÓN La subestación de distribución tipo compacta se ubica en el recorrido de alimentadores laterales subterráneos de 10 kV y su equipamiento es del tipo exterior (a la intemperie). La subestación compacta puede ser de 2 tipos, dependiendo del lugar de su instalación: subestación compacta bóveda (SCB), si el transformador trifásico tipo compacto (con los dispositivos de protección y maniobra incorporados) está instalado en una bóveda de concreto subterránea bajo la vereda de la vía pública y subestación compacta pedestal (SCP), si el transformador trifásico tipo compacto (con los dispositivos de protección y maniobra incorporados) incorporados) está instalado sobre una base de concreto al ras de la superficie del piso, en un área libre de terreno de 3x3 m2 con acceso vehicular directo desde la vía pública. La subestación compacta normalizada por Edelnor y Luz del Sur es la de 10/0,22 kV, considerando transformador trifásico tipo compacto de la siguiente potencia nominal de acuerdo a normas Itintec 370.002 y CEI 76: 50; 100; 160 ó 250 kVA (para SCB) y 100; 160; 250; 400 ó 630 kVA (para SCP). 2. OBJETIVOS En esta unidad el participante debe lograr l ograr los siguientes objetivos: •

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Reconocer la normatividad establecida en el Código Nacional de Electricidad, en las normas de la DGE/MEM y en las normas técnicas de equipos y materiales, referente a las subestaciones compactas tipo bóveda y pedestal para zonas urbanas y urbanomarginales. Identificar los criterios de selección y aplicación de las subestaciones compactas tipo bóveda y pedestal para zonas urbanas y urbano-marginales. urbano-marginales. Reconocer los esquemas eléctricos, las especificaciones técnicas y las disposiciones de los equipos para el montaje de las subestaciones compactas compactas tipo bóveda y pedestal. Seleccionar la corriente nominal de los fusibles limitadores de corriente de media tensión tipo C-ANSI para protección de los transformadores de las subestaciones compactas contra cortocircuitos.

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3. CONTENIDO 3.1. SELECCIÓN Y APLICACIÓN DE LA SUBESTACIÓN COMPACTA •

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La subestación compacta bóveda y pedestal está destinada a ubicarse en el recorrido del alimentador lateral subterráneo de 10 kV que sale de la SE o SS, llamada también PDL (puesto de derivación de laterales). Es condición indispensable que al inicio del alimentador lateral (en la celda de la SE o SS) se instale como protección fusibles limitadores de corriente tipo interior, de media tensión (12 kV), de 100 ó 125 A y de alto poder de ruptura (31,5 kA eficaces simétricos), porque en caso contrario (de usarse relés o fusibles no limitadores de corriente) la aplicación de la subestación compacta bóveda y pedestal estaría limitada a ubicarse sólo en alimentadores laterales de 10 kV donde el nivel de cortocircuito trifásico franco proyectado a mediano plazo (dentro de 10 años más) sea de 123 MVA (7,1 kA en 10 kV) o menos, porque los conectores de codo (para los cables de 10 kV tipo N2XSY) de la subestación compacta no están diseñados normalmente para soportar más de 7,1 kA eficaces simétricos de cortocircuito (según normas ANSI). En sectores residenciales (de 1ra., 2da. y 3ra. categoría), residencialescomerciales y comerciales debe aplicarse la SCP o SCB, preferentemente la SCP de 100 ó 160 kVA, que son las potencias nominales recomendadas por los estudios sobre el dimensionamiento óptimo de subestaciones compactas en zonas residenciales. También es posible la aplicación de las SCPs de 250, 400 ó 630 kVA para cargas concentradas. En sectores industriales debe aplicarse la SCP como tercera opción después de la subestación convencional de superficie (SE) y la subestación aérea biposte (SAB), preferentemente de 100, 160, 250, 400 ó 630 kVA, de acuerdo a las necesidades particulares de la zona. En zonas de alta densidad de carga, como son las zonas de edificios de uso comercial-residencial, se deberá aplicar la SCB porque ahí las limitaciones de espacio son frecuentes. La SCB no se debe instalar en zonas residenciales de edificios multifamiliares ni en urbanizaciones de 3ra. categoría, tampoco en pueblos jóvenes ni en zonas industriales, por los problemas de mantenimiento que se presentan en dichas zonas. Los proyectos deben considerar SCPs de hasta 400 kVA (dejando 630 kVA como reserva para mantenimiento por crecimiento vegetativo o no proyectado de las cargas en el radio de acción de las SCPs). Los proyectos deben considerar SCBs de hasta 160 kVA (dejando 250 kVA como reserva para mantenimiento por crecimiento vegetativo o no proyectado de las cargas en el radio de acción de las SCBs). Un aspecto que debe tenerse en cuenta para la aplicación de las SCBs y SCPs es que se permita el acceso vehicular para su montaje y mantenimiento desde la vía pública. Los pozos de puesta a tierra de BT y MT deben instalarse a una distancia mínima de 1,50 m a partir de la pared externa de la base de concreto de la SCP y tendrán entre ellos una separación de 2,50 m como mínimo. Estos pozos podrán instalarse en la zona de retiro o en la vereda, de acuerdo a la disponibilidad del terreno, tal como se aprecia en la Fig. 3.1. Los pozos de puesta a tierra de BT y MT deben instalarse a una distancia mínima de 1,50 m a partir de la pared externa de la bóveda de concreto de la SCB y tendrán entre ellos una separación de 2,50 m como mínimo. Estos pozos podrán instalarse en la zona de retiro o en la vereda, de acuerdo a la disponibilidad del terreno, tal como se aprecia en la Fig. 3.2. Unidad IV

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Fig. 3.1 Esquema de instalación de la subestación compacta pedestal (SCP).

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Fig. 3.2 Esquema de instalación de la subestación compacta bóveda (SCB). 3.2. ESQUEMA ELÉCTRICO DE LA SUBESTACIÓN COMPACTA BÓVEDA (SCB) DE 50, 100, 160 Y 250 KVA, CON ALIMENTACIÓN SUBTERRÁNEA DESDE LATERAL El esquema eléctrico de la SCB de 50, 100, 160 y 250 kVA, con alimentación subterránea desde lateral, se indica en la Fig. 3.3. En el esquema eléctrico de la Fig. 3.3 se aprecia que las envolturas o carcazas metálicas no conductivas de los seis terminales de los cables subterráneos unipolares de 10 kV (llamados conectores de codo), de los 2 empalmes asimétricos de media tensión (que opcionalmente se emplean para conectar 1 cable tripolar tipo NKY de MT y de 3x35 mm2 con 3 cables unipolares tipo N2XSY de MT y de 35 mm2, cuando el alimentador lateral no es cable tipo N2XSY de MT y de 3-1x35 mm2) y el tanque o cuba del transformador trifásico compacto tipo bóveda de 10/0,23 kV, se conectan a un pozo de puesta a tierra de media tensión (10 kV). También se aprecia que la caja metálica del tablero de distribución secundaria (DS) y alumbrado público (AP) se conecta a un pozo de puesta a tierra de baja tensión (220 V) y este pozo de BT está separado del pozo de MT por 2,5 m como mínimo. Pag. 6

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Asimismo, en el esquema eléctrico de la Fig. 3.3 se aprecia que dentro de la cuba o tanque del transformador compacto tipo bóveda están los dispositivos de protección y maniobra en MT, constituidos por un seccionador de potencia tripolar de MT y de 200 A sumergido en aceite, 3 portafusbles herméticos de MT y de 200 A sumergidos en aceite y 3 fusibles limitadores de corriente de MT, tipo interior, 15 kV, 30 kA de capacidad de interrupción, clase C-ANSI (para protección del transformador compacto contra cortocircuitos). También se observa que hay indicador de falla en cada una de las 3 fases (verde-blanco-rojo o r-s-t o u-v-w) del alimentador lateral de salida de la SCB. En el esquema eléctrico de la Fig. 3.3 se observa que el tablero de distribución secundaria (DS) y alumbrado público (AP) es uno solo y está formado por 2 módulos independientes (uno de DS y otro de AP). El módulo de DS tiene hasta 4 salidas de alimentadores en 220 V y el módulo de AP tiene una salida de alimentador en 220 V. En el interior de la caja metálica que alberga los 2 módulos se instala un transformador de medida de BT sin barra pasante tipo toroidal de 10 VA, clase 1, para totalizar la corriente en 220 V que llega desde los bornes del transformador trifásico compacto tipo bóveda hasta el tablero de DS y AP mediante cables unipolares de comunicación de BT tipo NYY. En la Tabla 3.1 se indican las secciones normalizadas del cable de comunicación (cable unipolar de BT tipo NYY en terna trifásica), asimismo, la relacíón de transformación del transformador de corriente (TC) para medida de BT (clase 1, 10 VA, tipo toroidal sin barra pasante), seleccionadas por Edelnor y Luz del Sur en función a la potencia nominal del transformador trifásico compacto tipo bóveda de 10/0,23 kV. Potencia nominal del Sección del cable de Relación de transformador comunicación de BT transformación del TC compacto bóveda tipo NYY para medida de BT 2 3 – 1x70 mm 200 / 5 A 50 kVA 2 3 – 1x120 mm 300 / 5 A 100 kVA 2 160 kVA 2(3 – 1x120) mm 500 / 5 A 2 250 kVA 2(3 – 1x185) mm 750 / 5 A Tabla 3.1 Sección del cable de comunicación de BT y relación de transformación del TC para medida de BT, en función a la potencia nominal del transformador trifásico compacto tipo bóveda de 10/0,23 Kv. El módulo de DS tiene hasta 4 salidas de DS en 220 V que pueden ser: salidas horizontales de 100 ó 250 A (para SCB de 50, 100 y 160 kVA) y salidas verticales de 400 ó 630 A (para SCB de 250 kVA). Las salidas horizontales o verticales del módulo de DS son protegidas contra cortocircuitos por fusibles limitadores de corriente de BT tipo NH, curva gL (protección de campo total para líneas y cables) alojados en fusible seccionador de potencia tripolar tipo horizontal (de 100 ó 250 A) o vertical (de 400 ó 630 A). En la tabla 3.2 se indica el número de salidas de DS con fusible seccionador de potencia tripolar tipo horizontal (de 100 ó 250 A) o vertical (de 400 ó 630 A), de cada módulo de DS para SCB de 50, 100, 160 y 250 kVA.

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Potencia de salidas del nominal de la Número módulo de DS SCB 2 (1 de 100 A y 1 de 250 A) 2 (de 100 A) 3 (1 de 100 A y 2 de 250 50, 100 y 160 kVA A) 3 (2 de 100 A y 1 de 250 A) 3 (de 100 A) 3 (de 250 A) 4 (de 100 A) 250 kVA

2 (de 630 A) 3 (de 400 A) 4 (de 400 A)

Máxima sección del cable tipo NYY por salida de DS

3-1x70 mm2 por salida de 100 A 3-1x120 mm2 por salida de 250 A

2(3-1x120 mm2) por salida de 400 A 2(3-1x185 mm2) por salida de 630 A

Tabla 3.2 Número de salidas horizontales (de 100 ó 250 A) o verticales (de 400 ó 630 A) del módulo de DS para SCB de 50, 100, 160 y 250 kVA.

Fig. 3.3 Esquema eléctrico de la subestación compacta bóveda (SCB) de 50, 100, 160 y 250 kVA, con alimentación subterránea desde lateral. Pag. 8

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En el esquema eléctrico de la Fig. 3.3 se aprecia que el tablero de DS y AP consta de un módulo de DS con 4 salidas verticales (de 400 A) y un módulo de AP vertical de 50 ó 63 A nominales, para SCB de 250 kVA. El módulo de AP vertical de 50 ó 63 A nominales de la Fig. 3.3, para SCB de 250 kVA, consta: de un fusible seccionador de potencia tripolar tipo horizontal de 100 A con fusibles limitadores de corriente de BT tipo NH tamaño 00 de hasta 80 A (para protección contra cortocircuitos del alimentador de salida de AP y del contactor de BT), de un contactor de BT (de 50 ó 63 A nominales para maniobras del alimentador de salida de AP por control fotoeléctrico) y de un medidor trifásico de energía eléctrica activa de 220 V, 15 (120 A), 60 Hz, clase 2 (para medición directa de la energía consumida por el alimentador de salida de AP). Ese módulo de AP vertical es de 50 ó 63 A nominales pero también se utiliza en la SCB de 250 kVA el módulo de AP vertical de 80 A nominales para medición indirecta de la energía consumida por el alimentador de salida de AP, tal como se indica detalladamente en el siguiente acápite 3.4. 3.3. ESQUEMA ELÉCTRICO DEL TABLERO DE DISTRIBUCIÓN SECUNDARIA (DS) Y ALUMBRADO PÚBLICO (AP) CON MÓDULO DE AP HORIZONTAL, PARA SCB DE 50, 100 Y 160 KVA En la Fig. 3.4 (esquema eléctrico del tablero de DS y AP con módulo de AP horizontal, para SCB de 50, 100 y 160 kVA) se aprecia que el módulo de AP es horizontal y de 50, 63 u 80 A nominales (de acuerdo a la corriente nominal del contactor de BT para maniobras del alimentador de salida de AP por control fotoeléctrico, pudiendo admitirse una sobrecarga de hasta 20% sobre la corriente nominal del contactor de BT). Además, la única salida de AP tiene un fusible seccionador de potencia tripolar de BT tipo horizontal de 100 A con fusibles limitadores de corriente de BT tipo NH tamaño 00 de hasta 100 A (para protección contra cortocircuitos del alimentador de salida de AP y del contactor de BT). En el esquema eléctrico del módulo de AP horizontal de 80 A nominales (Fig. 3.4) se aprecia que la medición de la energía consumida por el alimentador de salida de AP es indirecta, es decir, a través de 2 transformadores de corriente para medida de BT (de 100/5 A; clase 1; 10 VA; tipo toroidal sin barra pasante) que alimentan un medidor trifásico indirecto de energía eléctrica activa de 220 V; 2,5 (10) A; 60 Hz, clase 1. Esta forma de medición indirecta se utiliza siempre y cuando la corriente nominal del módulo de AP horizontal (o del contactor de BT) sea 80 A, en cambio, la medición es directa si la corriente nominal del módulo de AP horizontal (o del contactor de BT) es 50 ó 63 A, tal como se aprecia en la Tabla 3.3. La corriente simultánea de demanda máxima para cargas de AP (calculada de acuerdo a las bases de cálculo del acápite 3.2.1.2. de la unidad I no debe superar la corriente máxima admisible por la sección del alimentador de salida de AP (obtenida de la Tabla 3.1 de la unidad I para un factor de carga = 0,8) ni la corriente nominal del fusible de BT tipo NH seleccionado en la Tabla 3.3. Asimismo, la corriente simultánea de demanda máxima del único alimentador de salida de AP no debe exceder la corriente máxima del módulo de AP (o del contactor de BT) que se indica en la Tabla 3.3.

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Corriente nominal módulo AP (o contactor BT)

80 A

63 A

50 A


del de del de

Corriente Relación de Fusible de BT Sección máxima transformaci tipo NH (corriente del seleccionado máxima ón del TC módulo para protección admisible) del para de AP (o medición del contactor de alimentador de del BT y del AP, trifásico, indirecta del contactor AP alimentador de subterráneo, de BT)** AP NYY 3-1x6mm2 (41 A) 40 A (tamaño 00) 3-1x10mm2 (55 A) 50 A (tamaño 00) 3-1x16mm2 (70 A) 96 A 100 / 5 A 63 A (tamaño 00) 3-1x35mm2 (108 100 A (tamaño 00) A) 100 A (tamaño 00) 3-1x70mm2 (156 A) 3-1x6mm2 (41 A) 40 A (tamaño 00) 3-1x10mm2 (55 A) 50 A (tamaño 00) 3-1x16mm2 (70 A) 76 A ---63 A (tamaño 00) 3-1x35mm2 (108 80 A (tamaño 00) A) 80 A (tamaño 00) 3-1x70mm2 (156 A) 3-1x6mm2 (41 A) 40 A (tamaño 00) 3-1x10mm2 (55 A) 50 A (tamaño 00) 3-1x16mm2 (70 A) 60 A ---63 A (tamaño 00) 3-1x35mm2 (108 63 A (tamaño 00) A) 63 A (tamaño 00) 3-1x70mm2 (156 A)

Tabla 3.3 Componentes del módulo de AP horizontal (para SCB de 50, 100 y 160 kVA) o vertical (para SCB de 250 kVA) en función a la corriente máxima del módulo de AP (o del contactor de BT). ** La corriente máxima es 120% de la corriente nominal. En el esquema eléctrico del módulo de AP horizontal (Fig. 3.4) se aprecia que del contactor de BT se deriva un circuito monofásico de 220 V destinado a energizar la célula fotoeléctrica de control del AP.

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Fig. 3.4 Esquema eléctrico del tablero de DS y AP con módulo de AP horizontal, para SCB de 50, 100 y 160 kVA. En la Tabla 3.4 se indica la corriente nominal y tamaño del fusible de BT tipo NH seleccionado por Edelnor y Luz del Sur para proteger desde la salida horizontal (de 100 ó 250 A) del módulo de DS para SCB de 50, 100 y 160 kVA, al alimentador trifásico subterráneo de baja tensión tipo NYY destinado a cargas de distribución secundaria (DS) o electrobomba (EB). La selección del fusible de BT tipo NH está en función a la sección y a la corriente máxima admisible por el alimentador (la de más alta magnitud, es decir, la que considera un factor de carga = 0,6 según la Tabla 3.1 de la unidad I, debiendo verificarse que la corriente simultánea de demanda máxima no exceda la corriente nominal del fusible de BT tipo NH seleccionado ni la corriente máxima admisible del alimentador tipo NYY de DS o EB.

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SECCIÓN (CORRIENTE MÁXIMA ADMISIBLE) DEL ALIMENTADOR TIPO NYY DE DS O EB

CORRIENTE NOMINAL (TAMAÑO) DEL FUSIBLE DE BT TIPO NH SELECCIONADO

3 – 1x6 mm 2 (55 A) 3 – 1x10 mm 2 (73 A) 3 – 1x16 mm 2 (94 A) 3 – 1x35 mm 2 (144 A) 3 – 1x70 mm 2 (208 A)

50 A (tamaño 00) 63 A (tamaño 00) 80 A (tamaño 00) 100 A (tamaño 00) 100 A (tamaño 00) 80 A (tamaño 1) 125 A (tamaño 1) 160 A (tamaño 1) 250 A (tamaño 1)***

3 – 1x16 mm 2 (94 A) 3 – 1x35 mm 2 (144 A) 3 – 1x70 mm 2 (208 A) 3 – 1x120 mm 2 (283 A)

CORRIENTE NOMINAL DE LA SALIDA HORIZONTAL DEL MÓDULO DE DS 100 A

250 A

Tabla 3.4 Corriente nominal (tamaño) del fusible de BT tipo NH seleccionado para protección contra cortocircuitos del alimentador trifásico subterráneo de BT tipo NYY de DS o EB, desde salida horizontal del módulo de DS para SCB de 50, 100 y 160 kVA *** De acuerdo al acápite 3.7, por razones de coordinación de la protección, en la SCB de 50 kVA debe ser 160 A (tamaño 1) 3.4. ESQUEMA ELÉCTRICO DEL TABLERO DE DISTRIBUCIÓN SECUNDARIA (DS) Y ALUMBRADO PÚBLICO (AP) CON MÓDULO DE AP VERTICAL, PARA SCB DE 250 KVA En la Fig. 3.5 (esquema eléctrico del tablero de DS y AP con módulo de AP vertical, para SCB de 250 kVA) se aprecia que el módulo de AP es vertical y de 50, 63 u 80 A nominales (de acuerdo a la corriente nominal del contactor de BT para maniobras del alimentador de salida de AP por control fotoeléctrico, pudiendo admitirse una sobrecarga de hasta 20% sobre la corriente nominal del contactor de BT). Además, la única salida de AP tiene un fusible seccionador de potencia tripolar de BT tipo horizontal de 100 A con fusibles limitadores de corriente de BT tipo NH tamaño 00 de hasta 100 A (para protección contra cortocircuitos del alimentador de salida de AP y del contactor de BT). En el esquema eléctrico del módulo de AP vertical de 80 A nominales (Fig. 3.5) se aprecia que la medición de la energía consumida por el alimentador de salida de AP es indirecta, es decir, a través de 2 transformadores de corriente para medida de BT (de 100/5 A; clase 1; 10 VA; tipo toroidal sin barra pasante) que alimentan un medidor trifásico indirecto de energía eléctrica activa de 220 V; 2,5 (10) A; 60 Hz; clase 1. Esta forma de medición indirecta se utiliza siempre y cuando la corriente nominal del módulo de AP vertical (o del contactor de BT) sea 80 A, en cambio, la medición es directa si la corriente nominal del módulo de AP vertical (o del contactor de BT) es 50 ó 63 A, tal como se aprecia en la Tabla 3.3. La corriente simultánea de demanda máxima para cargas de AP (calculada de acuerdo a las bases de cálculo del acápite 3.2.1.2. de la unidad I no debe superar la corriente máxima admisible por la sección del alimentador de salida de AP (obtenida de la Tabla 3.1 de la unidad I para un factor de carga = 0,8) ni la corriente nominal del fusible de BT tipo NH seleccionado en la Tabla 3.3.

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Asimismo, la corriente simultánea de demanda máxima del único alimentador de salida de AP no debe exceder la corriente máxima del módulo de AP (o del contactor de BT) que se indica en la Tabla 3.3. En el esquema eléctrico del módulo de AP vertical (Fig. 3.5) se aprecia que del contactor de BT se deriva un circuito monofásico de 220 V destinado a energizar la célula fotoeléctrica de control del AP.

Fig. 3.5 Esquema eléctrico del tablero de DS y AP con módulo de AP vertical, para SCB de 250 kVA.

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En la Tabla 3.5 se indica la corriente nominal y tamaño del fusible de BT tipo NH seleccionado por Edelnor y Luz del Sur para proteger desde la salida vertical (de 400 ó 630 A) del módulo de DS para SCB de 250 kVA, al alimentador trifásico subterráneo de baja tensión tipo NYY destinado a cargas de distribución secundaria (DS) o electrobomba (EB). La selección del fusible de BT tipo NH está en función a la sección y a la corriente máxima admisible por el alimentador (la de más alta magnitud, es decir, la que considera un factor de carga = 0,6 según la Tabla 3.1 de la unidad I, debiendo verificarse que la corriente simultánea de demanda máxima no exceda la corriente nominal del fusible de BT tipo NH seleccionado ni la corriente máxima admisible del alimentador tipo NYY de DS o EB. SECCIÓN (CORRIENTE MÁXIMA ADMISIBLE) DEL ALIMENTADOR TIPO NYY DE DS O EB 3 – 1x70 mm 2 (208 A) 3 – 1x120 mm 2 (283 A) 3 – 1x185 mm 2 (360 A) 3 – 1x300 mm 2 (475 A) 2(3 – 1x120) mm 2 (481 A) 3 – 1x185 mm 2 (360 A) 3 – 1x300 mm 2 (475 A) 2(3 – 1x120) mm 2 (481 A) 2(3 – 1x185) mm 2 (578 A)

CORRIENTE NOMINAL (TAMAÑO) DEL FUSIBLE DE BT TIPO NH SELECCIONADO 160 A (tamaño 2) 250 A (tamaño 2) 315 A (tamaño 2) 400 A (tamaño 2) 400 A (tamaño 2) 400 A (tamaño 3) 500 A (tamaño 3)*** 500 A (tamaño 3)*** 630 A (tamaño 3)***

CORRIENTE NOMINAL DE LA SALIDA VERTICAL DEL MÓDULO DE DS 400 A

30 A

Tabla 3.5 Corriente nominal (tamaño) del fusible de BT tipo NH seleccionado para protección contra cortocircuitos del alimentador trifásico subterráneo de BT tipo NYY de DS o EB, desde salida vertical del módulo de DS para SCB de 250 kVA *** De acuerdo al acápite 3.7, por razones de coordinación de la protección, en la SCB de 250 kVA debe ser 400 A (tamaño 3) 3.5. ESQUEMA ELÉCTRICO DE LA SUBESTACIÓN COMPACTA PEDESTAL (SCP) DE 100, 160, 250, 400 Y 630 KVA, CON ALIMENTACIÓN SUBTERRÁNEA DESDE LATERAL El esquema eléctrico de la SCP de 100, 160, 250, 400 y 630 kVA, con alimentación subterránea desde lateral, se indica en la Fig. 3.6. En el esquema eléctrico de la Fig. 3.6 se aprecia que las envolturas o carcazas metálicas no conductivas de los 6 terminales de los cables subterráneos unipolares de 10 kV (llamados conectores de codo) y el tanque o cuba del transformador trifásico compacto tipo pedestal de 10/0,23 kV, se conectan a un pozo de puesta a tierra de media tensión (10 kV). También se aprecia que las pantallas metálicas (de plomo) de los cables tripolares de BT tipo NKY que salen del módulo de distribución secundaria (DS) se conectan a un pozo de puesta a tierra de baja tensión (220 V) y este pozo de BT está separado del pozo de MT por 2,5 m como mínimo. Asimismo, en el esquema eléctrico de la Fig. 3.6 se aprecia que dentro de la cuba o tanque del transformador compacto tipo pedestal están los dispositivos de protección y maniobra en MT, constituidos por un seccionador de potencia tripolar de MT y de 200 A sumergido en aceite, 3 portafusbles herméticos de MT y de 200 A sumergidos en aceite y 3 fusibles limitadores de corriente de MT, tipo interior, 15 kV, 30 kA de capacidad de interrupción, clase C-ANSI (para protección del transformador compacto Pag. 14

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contra cortocircuitos). También se observa que hay indicador de falla en cada una de las 3 fases (verde-blanco-rojo o r-s-t o u-v-w) del alimentador lateral de salida de la SCP. En el esquema eléctrico de la Fig. 3.6 se observa que el tablero de distribución secundaria (DS) y alumbrado público (AP) está formado por 2 módulos independientes (uno de DS y otro de AP). El módulo de DS tiene hasta 4 salidas de alimentadores en 220 V y el módulo de AP tiene 1 salida de alimentador en 220 V. En uno de los bornes de BT del transformador trifásico compacto tipo pedestal se instala un transformador de medida de BT sin barra pasante tipo toroidal de 10 VA, clase 1, para totalizar la corriente en 220 V que sale del transformador trifásico compacto tipo pedestal para alimentar los 2 módulos (de DS y AP). En la Tabla 3.6 se indica la relacíón de transformación del transformador de corriente (TC) para medida de BT (clase 1, 10 VA, tipo toroidal sin barra pasante), seleccionada por Edelnor y Luz del Sur en función a la potencia nominal del transformador trifásico compacto tipo pedestal de 10/0,23 kV. Potencia nominal del Relación de transformación del TC transformador compacto pedestal para medida de BT 300 / 5 A 100 kVA 500 / 5 A 160 kVA 250 kVA 750 / 5 A 400 kVA 1 000 / 5 A 630 kVA 2 000 / 5 A Tabla 3.6 Relación de transformación del TC para medida de BT, en función a la potencia nominal del transformador trifásico compacto tipo pedestal de 10/0,23 kV. El módulo de DS tiene hasta 4 salidas de DS en 220 V que pueden ser: salidas horizontales de 100 ó 250 A (para SCP de 100 y 160 kVA) y salidas verticales de 400 ó 630 A (para SCP de 250, 400 y 630 kVA). Las salidas horizontales o verticales del módulo de DS son protegidas contra cortocircuitos por fusibles limitadores de corriente de BT tipo NH, curva gL (protección de campo total para líneas y cables) alojados en fusible seccionador de potencia tripolar tipo horizontal (de 100 ó 250 A) o vertical (de 400 ó 630 A). En la tabla 3.7 se indica el número de salidas de DS con fusible seccionador de potencia tripolar tipo horizontal (de 100 ó 250 A) o vertical (de 400 ó 630 A), de cada módulo de DS para SCP de 100, 160, 250, 400 y 630 kVA.

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Potencia nominal Número de salidas del Máxima sección del cable de la SCP módulo de DS tipo NYY por salida de DS 2 (1 de 100 A y 1 de 250 A) 2 (de 100 A) 2 3-1x70 mm por salida de 100 3 (1 de 100 A y 2 de 250 A) A 100 y 160 kVA 3 (2 de 100 A y 1 de 250 A) 3-1x120 mm2 por salida de 250 3 (de 100 A) A 3 (de 250 A) 4 (de 100 A) 1 (de 400 A) 1 (de 630 A) 2 (de 400 A) 2(3-1x120 mm2) por salida de 2 (de 630 A) 400 A 250, 400 y 630 kVA 3 (de 400 A) 2 2(3-1x185 mm ) por salida de 3 (de 630 A) 630 A 4 (de 400 A) 4 (de 630 A) 4 (2 de 400 A y 2 de 630 A) Tabla 3.7 Número de salidas horizontales (de 100 ó 250 A) o verticales (de 400 ó 630 A) del módulo de DS para SCP de 100, 160, 250, 400 y 630 kVA.

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Fig. 3.6 Esquema eléctrico de la subestación compacta pedestal (SCP) de 100, 160, 250, 400 y 630 kVA, con alimentación subterránea desde lateral. En el esquema eléctrico de la Fig. 3.6 se aprecia un módulo de DS con 4 salidas y un módulo de AP horizontal de 50 ó 63 A nominales. El módulo de AP horizontal de 50 ó 63 A nominales de la Fig. 3.6 consta: de un fusible seccionador de potencia tripolar tipo horizontal de 100 A con fusibles limitadores de corriente de BT tipo NH tamaño 00 de hasta 80 A (para protección contra cortocircuitos del alimentador de salida de Pag. 17

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AP y del contactor de BT), de un contactor de BT (de 50 ó 63 A nominales para maniobras del alimentador de salida de AP por control fotoeléctrico) y de un medidor trifásico de energía eléctrica activa de 220 V, 15 (120 A), 60 Hz, clase 2 (para medición directa de la energía consumida por el alimentador de salida de AP). Ese módulo de AP horizontal es de 50 ó 63 A nominales pero también se utiliza en la SCP el módulo de AP horizontal de 80 A nominales para medición indirecta de la energía consumida por el alimentador de salida de AP, tal como se indica detalladamente en el siguiente acápite 3.6. 3.6. ESQUEMA ELÉCTRICO DEL TABLERO DE DISTRIBUCIÓN SECUNDARIA (DS) Y ALUMBRADO PÚBLICO (AP) CON MÓDULO DE AP HORIZONTAL, PARA SCP DE 100, 160, 250, 400 Y 630 KVA En la Fig. 3.7 se muestra el esquema eléctrico del tablero de DS y AP con módulo de AP horizontal de 50 o 63 A nominales, para SCP de 100, 160, 250, 400 y 630 kVA. En la Fig. 3.8 se muestra el esquema eléctrico del tablero de DS y AP con módulo de AP horizontal de 80 A nominales, para SCP de 100, 160, 250, 400 y 630 kVA. En la Fig. 3.7 (esquema eléctrico del tablero de DS y AP con módulo de AP horizontal de 50 ó 63 A nominales) y Fig. 3.8 (esquema eléctrico del tablero de DS y AP con módulo de AP horizontal de 80 A nominales) se aprecia que el módulo de AP es horizontal y de 50, 63 u 80 A nominales (de acuerdo a la corriente nominal del contactor de BT para maniobras del alimentador de salida de AP por control fotoeléctrico, pudiendo admitirse una sobrecarga de hasta 20% sobre la corriente nominal del contactor de BT). Además, la única salida de AP tiene un fusible seccionador de potencia tripolar de BT tipo horizontal de 100 A con fusibles limitadores de corriente de BT tipo NH tamaño 00 de hasta 100 A (para protección contra cortocircuitos del alimentador de salida de AP y del contactor de BT). En el esquema eléctrico del módulo de AP horizontal de 80 A nominales (Fig. 3.8) se aprecia que la medición de la energía consumida por el alimentador de salida de AP es indirecta, es decir, a través de 2 transformadores de corriente para medida de BT (de 100/5 A, clase 1, 10 VA, tipo toroidal sin barra pasante) que alimentan un medidor trifásico indirecto de energía eléctrica activa de 220 V; 2,5 (10) A; 60 Hz; clase 1. Esta forma de medición indirecta se utiliza siempre y cuando la corriente nominal del módulo de AP horizontal (o del contactor de BT) es 80 A, en cambio, la medición es directa si la corriente nominal del módulo de AP horizontal (o del contactor de BT) es 50 ó 63 A, tal como se aprecia en la Fig. 3.7. La corriente simultánea de demanda máxima para cargas de AP (calculada de acuerdo a las bases de cálculo del acápite 3.2.1.2. de la unidad I no debe superar la corriente máxima admisible por la sección del alimentador de salida de AP (obtenida de la Tabla 3.1 de la unidad I para un factor de carga = 0,8) ni la corriente nominal del fusible de BT tipo NH seleccionado en la Tabla 3.8. Asimismo, la corriente simultánea de demanda máxima del único alimentador de salida de AP no debe exceder la corriente máxima del módulo de AP (o del contactor de BT) que se indica en la Tabla 3.8.

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Corriente nominal del módulo de AP (o del contactor de BT)

80 A

63 A

50 A


Corriente Relación de Fusible de BT tipo Sección(corrient máxima transformaci NH seleccionado e máxima del módulo ón del TC para protección admisible) del de AP (o para del contactor de alimentador de del medición BT y del AP, trifásico, contactor indirecta del alimentador de subterráneo, de BT)** AP AP NYY 3-1x6mm2 (41 A) 40 A (tamaño 00) 3-1x10mm 2 (55 A) 50 A (tamaño 00) 3-1x16mm 2 (70 A) 96 A 100 / 5 A 63 A (tamaño 00) 3-1x35mm 2 (108 100 A (tamaño 00) A) 100 A (tamaño 00) 3-1x70mm 2 (156 A) 3-1x6mm2 (41 A) 40 A (tamaño 00) 3-1x10mm 2 (55 A) 50 A (tamaño 00) 3-1x16mm 2 (70 A) 76 A ---63 A (tamaño 00) 3-1x35mm 2 (108 80 A (tamaño 00) A) 80 A (tamaño 00) 3-1x70mm 2 (156 A) 3-1x6mm2 (41 A) 40 A (tamaño 00) 3-1x10mm 2 (55 A) 50 A (tamaño 00) 3-1x16mm 2 (70 A) 60 A ---63 A (tamaño 00) 3-1x35mm 2 (108 63 A (tamaño 00) A) 63 A (tamaño 00) 3-1x70mm 2 (156 A)

Tabla 3.8 Componentes del módulo de AP horizontal (para SCP de 100, 160, 250, 400 y 630 kVA) en función a la corriente máxima del módulo de AP (o del contactor de BT). ** La corriente máxima es 120% de la corriente nominal En el esquema eléctrico del módulo de AP horizontal (Fig. 3.7 y 3.8) se aprecia que del contactor de BT se deriva un circuito monofásico de 220 V destinado a energizar la célula fotoeléctrica de control del AP.

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Fig. 3.7 Esquema eléctrico del tablero de DS y AP con módulo de AP horizontal de 50 ó 63 A nominales, para SCP de 100, 160, 250, 400 y 630 kVA.

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Fig. 3.8 Esquema eléctrico del tablero de DS y AP con módulo de AP horizontal de 80 A nominales, para SCP de 100, 160, 250, 400 y 630 kVA. En la Tabla 3.9 se indica la corriente nominal y tamaño del fusible de BT tipo NH seleccionado por Edelnor y Luz del Sur para proteger desde la salida horizontal (de 100 ó 250 A) del módulo de DS para SCP de 100 y 160 kVA, al alimentador trifásico subterráneo de baja tensión tipo NYY destinado a cargas de distribución secundaria (DS) o electrobomba (EB). Pag. 21

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La selección del fusible de BT tipo NH está en función a la sección y a la corriente máxima admisible por el alimentador (la de más alta magnitud, es decir, la que considera un factor de carga = 0,6 según la Tabla 3.1 de la unidad I, debiendo verificarse que la corriente simultánea de demanda máxima no exceda la corriente nominal del fusible de BT tipo NH seleccionado ni la corriente máxima admisible del alimentador tipo NYY de DS o EB. SECCIÓN (CORRIENTE MÁXIMA ADMISIBLE) DEL ALIMENTADOR TIPO NYY DE DS O EB 3 – 1x6 mm 2 (55 A) 3 – 1x10 mm 2 (73 A) 3 – 1x16 mm 2 (94 A) 3 – 1x35 mm 2 (144 A) 3 – 1x70 mm 2 (208 A) 3 – 1x16 mm 2 (94 A) 3 – 1x35 mm 2 (144 A) 3 – 1x70 mm 2 (208 A) 3 – 1x120 mm 2 (283 A)

CORRIENTE NOMINAL (TAMAÑO) DEL FUSIBLE DE BT TIPO NH SELECCIONADO 50 A (tamaño 00) 63 A (tamaño 00) 80 A (tamaño 00) 100 A (tamaño 00) 100 A (tamaño 00) 80 A (tamaño 1) 125 A (tamaño 1) 160 A (tamaño 1) 250 A (tamaño 1)

CORRIENTE NOMINAL DE LA SALIDA HORIZONTAL DEL MÓDULO DE DS 100 A

250 A

Tabla 3.9 Corriente nominal (tamaño) del fusible de BT tipo NH seleccionado para protección contra cortocircuitos del alimentador trifásico subterráneo de BT tipo NYY de DS o EB, desde salida horizontal del módulo de DS para SCP de 100 y 160 kVA. En la Tabla 3.10 se indica la corriente nominal y tamaño del fusible de BT tipo NH seleccionado por Edelnor y Luz del Sur para proteger desde la salida vertical (de 400 ó 630 A) del módulo de DS para SCP de 250, 400 y 630 kVA, al alimentador trifásico subterráneo de baja tensión tipo NYY destinado a cargas de distribución secundaria (DS) o electrobomba (EB). La selección del fusible de BT tipo NH está en función a la sección y a la corriente máxima admisible por el alimentador (la de más alta magnitud, es decir, la que considera un factor de carga = 0,6 según la Tabla 3.1 de la unidad I, debiendo verificarse que la corriente simultánea de demanda máxima no exceda la corriente nominal del fusible de BT tipo NH seleccionado ni la corriente máxima admisible del alimentador tipo NYY de DS o EB. SECCIÓN (CORRIENTE MÁXIMA ADMISIBLE) DEL ALIMENTADOR TIPO NYY DE DS O EB 3 – 1x70 mm 2 (208 A) 3 – 1x120 mm 2 (283 A) 3 – 1x185 mm 2 (360 A) 3 – 1x300 mm 2 (475 A) 2(3 – 1x120) mm 2 (481 A) 3 – 1x185 mm 2 (360 A) 3 – 1x300 mm 2 (475 A) 2(3 – 1x120) mm 2 (481 A) 2(3 – 1x185) mm 2 (578 A)

CORRIENTE NOMINAL (TAMAÑO) DEL FUSIBLE DE BT TIPO NH SELECCIONADO 160 A (tamaño 2) 250 A (tamaño 2) 315 A (tamaño 2) 400 A (tamaño 2) 400 A (tamaño 2) 400 A (tamaño 3) 500 A (tamaño 3)*** 500 A (tamaño 3)*** 630 A (tamaño 3)***

CORRIENTE NOMINAL DE LA SALIDA VERTICAL DEL MÓDULO DE DS 400 A

630 A

Tabla 3.10 Corriente nominal (tamaño) del fusible de BT tipo NH seleccionado para protección contra cortocircuitos del alimentador trifásico subterráneo de BT tipo NYY de DS o EB, desde salida vertical del módulo de DS para SCP de 250, 400 y 630 kVA. *** De acuerdo al acápite 3.7, por razones de coordinación de la protección, en la SCP de 250 kVA debe ser 400 A (tamaño 3)

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3.7. RESULTADOS DE LA COORDINACIÓN DE LA PROTECCIÓN EN LAS SUBESTACIONES COMPACTAS DE 10/0,22 KV Para protección contra cortocircuitos del transformador trifásico compacto tipo bóveda y pedestal de 10/0,23 kV se emplean los fusibles limitadores de corriente de media tensión (15 kV), 30 kA, tipo interior, clase C-ANSI. En la Tabla 3.11 se indican las corrientes nominales de los señalados dispositivos de protección y del máximo fusible tipo NH de protección de cada salida del tablero de distribución secundaria, seleccionadas por Edelnor y Luz del Sur en función a la potencia nominal del transformador de distribución compacto tipo bóveda y pedestal. Potencia nominal del transformador tipo pedestal 630 kVA 400 kVA 250 kVA 160 kVA 100 kVA --

Potencia nominal del transformador tipo bóveda --250 kVA 160 kVA 100 kVA 50 kVA

Fusible limtador de Máximo fusible de corriente de MT, 30 BT tipo NH de kA (A) salida de DS (A) 40 C 630 40 C 500 20 C 400 20 C 250 12 C 250 8C 160

Tabla 3.11 Corriente nominal del fusible de MT para protección del transformador trifásico compacto tipo bóveda y pedestal de 10/0,23 kV y del máximo fusible de BT tipo NH de salida de DS que coordina.

Los resultados de la coordinación de la protección en las subestaciones compactas de 10/0,22 kV (indicados en la Tabla 3.11) deben tener en cuenta las siguientes premisas de cálculo: •

•

•

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La curva característica tiempo total de apertura versus corriente (del fusible limitador de corriente de MT tipo C-ANSI) debe quedar a la izquierda del punto que indica el tiempo y la máxima corriente de cortocircuito admisible por el transformador (de acuerdo a las normas Itintec 370.002 y CEI 76 el transformador de 2 arrollamientos de hasta 630 kVA soporta como corriente de cortocircuito 25 veces su corriente nominal durante 2 segundos si su impedancia es del 4%). Eso significa que si la corriente del fusible tipo C-ANSI es 25 veces la corriente nominal primaria (en MT) del transformador, su tiempo total de apertura debe ser menor a 2 segundos. La curva característica tiempo inicial de fusión versus corriente (del fusible limitador de corriente de MT tipo C-ANSI) debe quedar a la derecha del punto que indica el tiempo y la máxima corriente de inserción del transformador (considerada como 12 veces la corriente nominal primaria (en MT) del transformador durante 0,1 segundos si su impedancia es del 4%). Eso significa que si la corriente del fusible tipo C-ANSI es 12 veces la corriente nominal primaria (en MT) del transformador, su tiempo inicial de fusión debe ser mayor a 0,1 segundos. De todas las corrientes nominales de fusibles tipo C-ANSI cuyas curvas características cumplan con lo especificado en a y b, se debe seleccionar para protección contra cortocircuitos del transformador, aquella corriente nominal que sea la mayor de todas las que exceden la corriente nominal primaria (en MT) del transformador. De esta manera se coordina mejor la protección con la curva característica de los fusibles de BT tipo NH que protegen las salidas del tablero de DS. Unidad IV

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La curva característica de los fusibles limitadores de corriente de BT tipo NH (que protegen a los alimentadores de baja tensión desde las salidas del tablero de DS) debe quedar a la izquierda de la curva característica tiempo inicial de fusión versus corriente del fusible limitador de corriente de MT tipo C-ANSI seleccionado para protección contra cortocircuitos del transformador de la subestación compacta.

3.7.1.

EJEMPLO DE SELECCIÓN DE LA CORRIENTE NOMINAL DE LOS FUSIBLES LIMITADORES DE CORRIENTE DE MEDIA TENSIÓN TIPO C-ANSI, PARA PROTECCIÓN CONTRA CORTOCIRCUITOS DE HASTA 30 KA EN EL TRANSFORMADOR COMPACTO TIPO PEDESTAL DE 10/0,23 KV Y DE 400 KVA En la Fig. 3.9 se aprecia las curvas características tiempo inicial de fusión versus corriente, de los fusibles limitadores de corriente de MT tipo C-ANSI de las siguientes corrientes nominales: 10C, 15C, 25C y 40C. En la Fig. 3.10 se aprecia las curvas características tiempo total de apertura versus corriente, de los fusibles limitadores de corriente de MT tipo C-ANSI de las siguientes corrientes nominales: 10C, 15C, 25C y 40C.

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Fig. 3.9 Curvas características tiempo inicial de fusión versus corriente, de los fusibles limitadores de corriente de MT tipo C-ANSI de las siguientes corrientes nominales: 10C, 15C, 25C y 40C.

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Fig. 3.10 Curvas características tiempo total de apertura versus corriente, de los fusibles limitadores de corriente de MT tipo C-ANSI de las siguientes corrientes nominales: 10C, 15C, 25C y 40C.

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La corriente nominal primaria (en 10 kV) del transformador trifásico compacto tipo pedestal de 10/0,23 kV y 400 kVA es Inp = (400 kVA) / (1,73 x 10 kV) = 23 A. De acuerdo a las premisas de cálculo del inciso a del acápite 3.7., la máxima corriente de cortocircuito admisible por el transformador es 25 x Inp = 25 x 23 = 575 A durante 2 segundos. En la Tabla 3.12 se indica el tiempo total de apertura de los fusibles de MT tipo C-ANSI cuando la corriente es 575 A (25 x Inp). El tiempo total de apertura se ha obtenido de las curvas características mostradas en la Fig. 3.10. Como en la Tabla 3.12 se observa que el tiempo total de apertura de los fusibles de 40C, 25C, 15C y 10C es menos de 2 segundos cuando la corriente es 575 A, entonces son técnicamente aceptables estas corrientes nominales para protección contra cortocircuitos del transformador. total de apertura del fusible Corriente nominal (A) del Tiempo tipo C-ANSI cuando la corriente es 575 fusible de MT tipo C-ANSI A 40C 25C 15C 10C

0,18 segundos 0,055 segundos 0,016 segundos menos de 0,013 segundos

Tabla 3.12 Tiempo total de apertura de los fusibles de MT tipo C-ANSI cuando la corriente es 575 A (25 veces la corriente nominal primaria del transformador trifásico compacto pedestal de 10/0,23 kV y 400 kVA). De acuerdo a las premisas de cálculo del inciso b del acápite 3.7., la máxima corriente de inserción del transformador es 12 x Inp = 12 x 23 = 276 A durante 0,1 segundos. En la Tabla 3.13 se indica el tiempo inicial de fusión de los fusibles de 40C, 25C, 15C y 10C (considerados como técnicamente aceptables para protección contra cortocircuitos por lo señalado en la Tabla 3.12) cuando la corriente es 276 A (12 x Inp). El tiempo inicial de fusión se ha obtenido de las curvas características mostradas en la Fig. 3.9. Corriente nominal (A) del Tiempo inicial de fusión del fusible tipo Cfusible de MT tipo C-ANSI ANSI cuando la corriente es 276 A 40C 0,45 segundos 25C 0,10 segundos 15C 0,018 segundos 10C menos de 0,010 segundos Tabla 3.13 Tiempo inicial de fusión de los fusibles de MT tipo C-ANSI cuando la corriente es 276 A (12 veces la corriente nominal primaria del transformador trifásico compacto pedestal de 10/0,23 kV y 400 kVA). Como en la Tabla 3.13 se observa que el tiempo inicial de fusión de los fusibles de 25C, 15C y 10C no es más de 0,1 segundos cuando la corriente es 276 A, entonces son descartadas estas corrientes nominales porque los fusibles se funden cuando transportan la máxima corriente de inserción del transformador. Pag. 27

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De acuerdo a los resultados indicados en las Tablas 3.12 y 3.13, 40C es la única corriente nominal de fusibles tipo C-ANSI cuyas curvas características cumplen con las premisas de cálculo especificadas en los incisos a y b del acápite 3.7. De acuerdo al inciso c del acápite 3.7. se debe seleccionar la corriente nominal de 40C porque además de cumplir con los incisos a y b del acápite 3.7., excede la corriente nominal primaria (en 10 kV) del transformador compacto pedestal (Inp = 23 A). En la Fig. 3.11 se aprecian las curvas de corte de los fusibles limitadores de corriente tipo C-ANSI. Viendo la Fig. 3.11, si la corriente eficaz simétrica de cortocircuito esperada en el transformador es de 30 kA (500 MVA en 10 kV) ésta es limitada por la curva de corte del fusible de 40C a un pico de 9 kA que equivale a 3 kA eficaces simétricos de cortocircuito. Esta corriente eficaz simétrica de cortocircuito limitada (3 kA) no debe exceder a la máxima corriente de cortocircuito admisible por el transformador durante medio ciclo (0,008 s, porque la frecuencia eléctrica en nuestro medio es de 60 ciclos por segundo). De esta manera el transformador estará adecuadamente protegido por fusibles limitadores de corriente de 40C contra corrientes de cortocircuito esperadas de hasta 30 kA eficaces simétricos. Como la máxima corriente de cortocircuito admisible por el transformador durante 2 segundos es 25 veces su corriente nominal primaria (porque su impedancia es 4%), entonces durante medio ciclo (0,008 s, porque la frecuencia eléctrica en nuestro medio es de 60 ciclos por segundo) el transformador soportará 395 veces su corriente nominal primaria. En este caso particular la máxima corriente de cortocircuito admisible por el transformador será 395 x Inp = 395 x 23 A = 9 kA durante medio ciclo, que al no ser excedida por la corriente eficaz simétrica de cortocircuito limitada (3 kA) permite llegar a la siguiente conclusión: el transformador trifásico compacto tipo pedestal de 10/0,23 kV y 400 kVA está adecuadamente protegido por fusibles limitadores de corriente de 40C contra corrientes de cortocircuito esperadas de hasta 30 kA eficaces simétricos.

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Fig. 3.11 Curvas de corte de los fusibles limitadores de corriente tipo C ANSI.

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4. RESUMEN •

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La subestación de distribución tipo compacta se ubica en el recorrido de alimentadores laterales subterráneos de 10 kV y su equipamiento es del tipo exterior (a la intemperie). La subestación compacta puede ser de 2 tipos, dependiendo del lugar de su instalación: subestación compacta bóveda (SCB), si el transformador trifásico tipo compacto está instalado en una bóveda de concreto subterránea bajo la vereda de la vía pública y subestación compacta pedestal (SCP), si el transformador trifásico tipo compacto está instalado sobre una base de concreto al ras de la superficie del piso, en un área libre de terreno de 3x3 m2 con acceso vehicular directo desde la vía pública. La subestación compacta normalizada por Edelnor y Luz del Sur es la de 10/0,22 kV, considerando transformador trifásico tipo compacto de la siguiente potencia nominal de acuerdo a normas Itintec 370.002 y CEI 76: 50, 100, 160 ó 250 kVA (para SCB) y 100, 160, 250, 400 ó 630 kVA (para SCP). Es condición indispensable que al inicio del alimentador lateral (en la celda de la SE o SS) se instale como protección fusibles limitadores de corriente tipo interior, de media tensión (12 kV), de 100 ó 125 A y de alto poder de ruptura (31,5 kA eficaces simétricos), porque en caso contrario (de usarse relés o fusibles no limitadores de corriente) la aplicación de la subestación compacta bóveda y pedestal estaría limitada por sus conectores de codo a ubicarse sólo en alimentadores laterales de 10 kV donde el nivel de cortocircuito trifásico franco proyectado a mediano plazo (dentro de 10 años más) sea de 123 MVA (7,1 kA en 10 kV) o menos. En sectores residenciales (de 1ra., 2da. y 3ra. categoría), residenciales-comerciales y comerciales debe aplicarse la SCP o SCB, preferentemente la SCP de 100 ó 160 kVA, que son las potencias nominales recomendadas por los estudios sobre el dimensionamiento óptimo de subestaciones compactas en zonas residenciales. También es posible la aplicación de las SCPs de 250, 400 ó 630 kVA para cargas concentradas. En sectores industriales debe aplicarse la SCP como tercera opción después de la subestación convencional de superficie (SE) y la subestación aérea biposte (SAB), preferentemente de 100, 160, 250, 400 ó 630 kVA, de acuerdo a las necesidades particulares de la zona. En zonas de alta densidad de carga, como son las zonas de edificios de uso comercialresidencial, se deberá aplicar la SCB porque ahí las limitaciones de espacio son frecuentes. La SCB no se debe instalar en zonas residenciales de edificios multifamiliares ni en urbanizaciones de 3ra. categoría, tampoco en pueblos jóvenes ni en zonas industriales, por los problemas de mantenimiento que se presentan en dichas zonas. En la SCB y SCP el módulo de DS tiene hasta 4 salidas de DS en 220 V que pueden ser: salidas horizontales de 100 ó 250 A (para SCB de 50, 100 y 160 kVA y SCP de 100 y 160 kVA) y salidas verticales de 400 ó 630 A (para SCB de 250 kVA y SCP de 250, 400 y 630 kVA). Las salidas horizontales o verticales del módulo de DS son protegidas contra cortocircuitos por fusibles limitadores de corriente de BT tipo NH, curva gL (protección de campo total para líneas y cables) alojados en fusible seccionador de potencia tripolar tipo horizontal (de 100 ó 250 A) o vertical (de 400 ó 630 A). En la SCB de 50, 100 y 160 kVA y en la SCP de 100, 160, 250, 400 y 630 kVA, el módulo de AP es horizontal y de 50, 63 u 80 A nominales (de acuerdo a la corriente nominal del contactor de BT, para control mediante célula fotoeléctrica del alimentador de salida de AP en 220 V). En la SCB de 250 kVA el módulo de AP es vertical y de 50, 63 u 80 A nominales (de acuerdo a la corriente nominal del contactor de BT, para control mediante célula fotoeléctrica del alimentador de salida de AP en 220 V). Dentro de la cuba o tanque del transformador compacto tipo bóveda y pedestal están los dispositivos de protección y maniobra en MT, constituidos por un seccionador de potencia tripolar de MT y de 200 A sumergido en aceite, 3 portafusibles herméticos de

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MT y de 200 A sumergidos en aceite y 3 fusibles limitadores de corriente de MT, tipo interior, 15 kV, 30 kA de capacidad de interrupción, clase C-ANSI (para protección del transformador compacto contra cortocircuitos). En cada una de las 3 fases (verde-blanco-rojo o r-s-t o u-v-w) del alimentador lateral subterráneo de salida de la SCB y SCP, se instala el indicador de falla para facilitar la ubicación del tramo fallado por cortocircuito. La curva característica tiempo total de apertura versus corriente (del fusible limitador de corriente de MT tipo C-ANSI) debe quedar a la izquierda del punto que indica el tiempo y la máxima corriente de cortocircuito admisible por el transformador (de acuerdo a las normas Itintec 370.002 y CEI 76 el transformador de 2 arrollamientos de hasta 630 kVA soporta como corriente de cortocircuito 25 veces su corriente nominal durante 2 segundos si su impedancia es del 4%). Eso significa que si la corriente del fusible tipo C-ANSI es 25 veces la corriente nominal primaria (en MT) del transformador, su tiempo total de apertura debe ser menor a 2 segundos. La curva característica tiempo inicial de fusión versus corriente (del fusible limitador de corriente de MT tipo C-ANSI) debe quedar a la derecha del punto que indica el tiempo y la máxima corriente de inserción del transformador (considerada como 12 veces la corriente nominal primaria (en MT) del transformador durante 0,1 segundos si su impedancia es del 4%). Eso significa que si la corriente del fusible tipo C-ANSI es 12 veces la corriente nominal primaria (en MT) del transformador, su tiempo inicial de fusión debe ser mayor a 0,1 segundos. La corriente eficaz simétrica de cortocircuito limitada por el fusible de MT tipo C-ANSI no debe exceder a 395 veces la corriente nominal primaria del transformador, porque ésta es la máxima corriente de cortocircuito admisible por el transformador durante medio ciclo (0,008 s, porque la frecuencia eléctrica en nuestro medio es de 60 ciclos por segundo) si su impedancia es del 4%.

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5. PREGUNTAS DE AUTOCOMPROBACIÓN 1. Si la corriente simultánea de demanda máxima para cargas de AP es 69 A y puede ser alimentada desde un módulo de 63 u 80 A nominales, ¿por cuál de los 2 módulos optaría? Fundamente su respuesta. 2. ¿Por qué no debe seleccionarse el alimentador trifásico de BT tipo NYY de 3-1x16 mm2 para la corriente simultánea de AP indicada en P1 (69 A) si su máxima corriente admisible en condiciones de operación normal es 70 A? 3. Para la corriente simultánea de AP indicada en P1 (69 A) si opta por un módulo de 63 A nominales y no hay problemas de caída de tensión en el alimentador trifásico de BT tipo NYY para AP, ¿por cuál de estas secciones optaría: 3-1x35 mm 2 o 3-1x70 mm2? Fundamente su respuesta. 4. ¿Cuál de las 7 alternativas de módulos de DS escogería para una SCP de 160 kVA que alimentará una corriente simultánea de demanda máxima para cargas de DS total de 330 A? Fundamente su respuesta. 5. ¿Por qué seleccionaría una salida horizontal de 250 A en lugar de una de 100 A para alimentar desde un alimentador trifásico de BT tipo NYY de 3-1x35 mm2 a una corriente simultánea de demanda máxima de 100 A para cargas de DS? 6. Si la máxima corriente de inserción es inversamente proporcional a la impedancia del transformador y si la impedancia del transformador fuera 3% en lugar de 4%, se pide calcular la máxima corriente de inserción como múltiplo de la corriente nominal primaria del transformador. 7. Si la máxima corriente de cortocircuito admisible es inversamente proporcional a la impedancia del transformador y si la impedancia del transformador fuera 3% en lugar de 4%, se pide calcular la máxima corriente de cortocircuito admisible como múltiplo de la corriente nominal primaria del transformador. 8. Calcule la máxima corriente primaria de inserción (en amperios) durante 0,1 segundos, del transformador trifásico compacto tipo bóveda de 10/0,23 kV y 100 kVA si su impedancia es 4%. 9. Indicar si el fusible limitador de corriente de MT de 15C soporta la máxima corriente de inserción del transformador de la P8 sin iniciar su fusión. 10. Calcule la máxima corriente primaria de cortocircuito admisible (en amperios) durante 2 segundos, del transformador trifásico compacto tipo bóveda de 10/0,23 kV y 160 kVA si su impedancia es 4%.

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