Elementos De Diseño De Subestaciones

Elementos De Diseño De Subestaciones  Enriquez Harper Reseña Por algunos años a futuro no se vislumbra cambios notables en las formas convencionales de generación, transformación y utilización de la energía eléctrica, lo cual significa que será necesario continuar diseñando, construyendo y operando sistemas eléctricos en forma más o menos parecida como se ha venido haciendo durante los últimos años.

No obstante lo anterior, los recientes avances tecnológicos hacen que sea necesario establecer puentes entre lo convencional estrictamente hablando y lo novedoso dentro de este esquema más o menos convencional y es así, por ejemplo, que en el campo de las subestaciones eléctricas se han tenido avances notables y se ha establecido criterios específicos para el diseño en extra -alta tensión y en la concepción misma de las subestaciones eléctricas como es el caso de la denominada subestaciones de esa -cloruro de azufre, obvien aspectos novedosos debido a nuevos desarrollos en los equipos que constituyen las subestaciones eléctricas. La idea de escribir estas notas sobre diseño de subestaciones eléctricas ha surgido a lo largo del tiempo por el constante contacto que se ha tenido con los problemas planteados para el diseño de subestaciones eléctricas y por la falta de una información sino completa, si concentrada y adecuada que permita el desarrollo de los proyectos de la llamada ingeniería básica, de hecho parte del material que aparece en este trabajo ha sido usado ya en forma aislada desasear para cursos de licenciatura en las carreras de ingeniería industrial, eléctrica o mecánica y eléctrica o bien para cursos de actualización de ingenieros de la Comisión Federal de electricidad en México lo que ha permitido dar enfoques más prácticos y concretos en cada capítulo.

INDICE

Conceptos elementales para el diseño de subestaciones eléctricas. Principales elementos de la subestaciones eléctricas.  Estudio del cortocircuito y sus aplicaciones.  Sobretensiones y coordinación de aislamiento.  Especificaciones para el equipo principal de la sub estación.  La filosofía de la protección en los sistemas eléctricos.  Instalaciones de puesta tierra.  Arreglo y dimensionamiento de subestaciones eléctricas.

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INDICE GENERAL

Conceptos elementales para el diseño de subestaciones eléctricas. Problemas relacionados con el funcionamiento de las instalaciones eléctricas. Conceptos generales de diseño en los sistemas eléctricos. Algunos símbolos convencionales usados en los diagramas de subestaciones eléctricas. Clasificación de las subestaciones eléctricas. Subestaciones en las plantas generadoras o centrales eléctricas. Subestaciones receptoras primarias. Subestaciones receptoras secundarias. Característica eléctrica de la subestaciones. Principales elementos de la subestaciones eléctricas. El transformador. Algunas características constructivas de los transformadores. Colección en paralelo de los transformadores. La instalación de los transformadores. Transformadores de potencial. Divisor es de voltaje. Transformadores de corriente. Utilización de los transformadores de potencial y corriente. Aspectos generales para la selección de transformadores de instrumento. Corriente térmica y dinámica en los transformadores de corriente. Conexiones de los transformadores de instrumento. Interruptores. Tensión nominal. Corriente nominal. Capacidad de interrupción simétrica y asimétrica. Capacidad de cierre en cortocircuito. Ciclo de operación nominal. Condiciones de operación de los interruptores. Interrupción de cortocircuito. Interrupción de pequeñas corrientes inductiva. Desconexión de línea de transmisión. Desconexión a sincrónica. Interrupción de falta de línea corta. Método de extinción del arco. Interrupción en aire. Interrupción en aceite. Interrupción en aire comprimido. Interrupción en Hexafloruro de azufre. Interrupción en vacío. Cuchillas desconectadoras. Cuchillas unipolares. Cuchillas desconectadoras tripolares. Cuchillas desconectadoras de apertura vertical. Cuchillas desconectadoras tipo pantógrafo. Fusibles. Instrumentos eléctricos de medición y tableros. Amperímetros. Voltímetros, watímetros, varmetros. Contadores de energía. Fasómetro. Frecuencímetro. Instrumento registradores. Tableros eléctricos. Alambrado los tableros eléctricos. Tablillas de conexión. Aisladores en la subestaciones eléctricas. Estudio del cortocircuito y sus aplicaciones. Aplicaciones del estudio de cortocircuito y elementos necesarios para su realización. El estudio del cortocircuito. Representación de elementos. Impedancia del equipo eléctrico. Tipos de pasar a estudiar. El método de los componentes simétricos. Diagramas de Impedancia de secuencia positiva. Diagrama de Impedancia de secuencia negativa. Diagrama de Impedancia es de secuencia cero. El método del bus infinito. El método de los MVA. Fallas de líneas a tierra por el método de los MVA. Esfuerzos electrodinámicos entre conductores. Fuerza de atracción entre conductores. Aplicaciones prácticas de los esfuerzos electrodinámicos. Verificación de la solicitación máxima en el conductor a los efectos de ruptura. Sobretensiones y coordinación de aislamiento. Esfuerzos dieléctricos aplicados sobre los materiales. Sobre tensiones de origen atmosférico. Descargas o rayos directamente sobre la línea de transmisión. Descargas o rayos sobre la estructuras o sobre los hilos de guarda. Descarga sobre los hilos de guarda. Descargas a tierra en las proximidades de la línea de transmisión. Ondas de sobretensión atmosférica que llegan a la subestación eléctrica. La Coordinación de aislamiento. Nivel de protección. Coordinación de aislamiento en línea de transmisiones aéreas. Coordinación de aislamiento en redes de distribución. Efecto de la presión barométrica, temperatura y la humedad sobre las tensiones de flameo. Principio de la coordinación de aislamiento en la subestaciones eléctricas. Dispositivos de protección contra sobre tensiones. Selección de apartarrayos. Resistencia del aislamiento de los equipos a los esfuerzos dieléctricos. Método de coordinación de aislamiento. Instalación de los apartarrayos. Apartarrayos de óxido de zinc. Blindaje de subestaciones eléctricas contra descargas atmosféricas. Cálculo de la flecha y cables usados como conductores de fase en subestaciones eléctricas. Cálculo de la deflexión en barras tubulares. Cálculo del blindaje con bayonetas. Especificaciones para el equipo principal de la sub estación. Equipos y elementos principales por especificar. Especificaciones principales para transformadores de potencia. Especificaciones básicas para interruptores de potencia. Especificaciones básicas para transformadores de potencial. Especificaciones básicas para transformadores de corriente. Especificaciones para cuchillas desconectadoras y cuchillas de puesta a tierra. Especificaciones para apartarayos. Especificaciones básicas para barras colectoras. Especificaciones básicas para tableros. Especificaciones básicas para aisladores. Especificaciones generales para trampas de onda. La filosofía de la protección en los sistemas eléctricos. Naturaleza y causa de las fallas. Cantidades esenciales de calidad en la protección. Principio básico de la operación en los sistemas. Principio básico de la operación en los sistemas. Consideraciones económicas. Terminología básica. Elementos que intervienen en los sistemas de protección de las instalaciones eléctricas. Función de los relevadores. Clasificación de los relevadores. El principio de la protección por relevadores. Características principales de los relevadores de protección. Política operacional de los relevadores. Coordinación por ajuste de corriente. Coordinación por ajuste de tiempo. Relevadores de sobre corriente de tipo instantáneo. Relevadores direccionales. Relevadores de sobre corriente a tierra. Relevadores de distancia. Relevador diferencia. Protección de máquinas y aparatos eléctricos. Protección en transformadores de potencia. Protección diferencial de los transformadores. Instalaciones de puesta tierra. Las tensiones de paso y de contacto. Resistencia eléctrica del cuerpo humano. Tensión de seguridad. Clasificación de las redes de tierra. Dimensionamiento de la red de tierra. Conductores de tierra y de protección. Selección mínima de conductores de tierra y de protección para tensiones inferiores a 1000 V. Selección de conductores de tierra para instalaciones contenciones mayores de 1000 V. Cables para conexión a tierra de apartarayos. Uso de los electrodos en las redes de tierra. Arreglo y dimensionamiento de subestaciones eléctricas. Algunos tipos de arreglos de barras colectoras. Dimensionamiento en la subestaciones eléctricas. Esfuerzos de tensión y otros esfuerzos que afectan el aislamiento. Niveles de aislamiento normalizados. Distancia eléctrica de no flameo en aire. Criterios para la determinación de las distancias dieléctricas en aire. Efectos meteorológicos. Efectos ambientales. Bases para el dimensionamiento general. Distancias de diseño. Alturas de barras y equipo sobre el nivel del suelo. Distancias de seguridad. Circulación del personal en la sub estación. Zonas de mantenimiento. Obtención de las formas básicas para arreglos. Sistema de barras.