Diseño De Una Subestacion Electica

INSTITUTO TECNOLOGICO DE NUEVO LEON

ING. ELECTROMECANICA

Diseño de una Subestacion

Presenta:

Jonathan Luis Rojas Gámez 06480518

José Ángel Hernández Gerardo 07480375

Rolando Baltazar García Ontiveros 05480668

Nestor el viejo Rodriguez Loera

Guadalupe N.L. 26 de mayo de 2011

INTRODUCCIÓN

Ante la perspectiva de los costos, para lograr proyectos de transmisión económicamente factibles es necesario aplicar los criterios de diseño, tecnologías y equipamientos disponibles en el mercado internacional que permitan reducir los costos de inversión y operación.

A continuación se mostrara el análisis correspondiente al diseño de la subestación conforme a las características y requerimientos establecidos de acuerdo al procedimiento general de proyectos de diseño.

MOTIVO DE LA CONSTRUCCION DE LA SUBESTACION LA SILLA

Por el montaje e instalación del Parque Ecológico la Silla, alumbrado y sistemas, vemos la necesidad de reforzar el sistema de potencia para esta zona ya que el actual no cumple con la capacidad de suministro.

La subestación transmitirá y distribuirá energía eléctrica con un transformador tipo poste trifásico de 30 kva. Vp= 13.800 V Vs= 220/127 V. Por lo anterior la subestación a diseñar es a 30 kva

UBICACIÓN Y CARACTERISTICAS DE LA REGION

Se ubicará en el municipio de Guadalupe N.L., en los linderos del Rio La Silla, zona que será de fácil acceso.

Las condiciones atmosféricas son las siguientes:

Temperatura ambiente promedio: 30°C

Temperatura mínima: 24°C

Temperatura máxima: 36°C

Humedad relativa: 99%HR

Velocidad del viento: 50 Km/hora

REQUERIMIENTOS DE LA SUBESTACION

La subestación a diseñar debe cumplir con los siguientes requerimientos de operación y disposición:.

• Suministro continuo de servicio.

• Facilidad de mantenimiento.

• Facilidad de acceso.

• Transformador Tipo Poste Trifasico

A continuación, en la figura 1, se da a conocer el diagrama unifilar general de la subestación a diseñar según las consideraciones anteriores.

DIAGRAMA UNIFILAR DE LA SUBESTACION

CONFIGURACION PROPUESTA

INTERRUPTOR Y MEDIO

Esta configuración debe su nombre al hecho de exigir tres interruptores por cada dos salidas. El grupo de los tres interruptores, llamado diámetro, se conecta entre dos barrajes principales. Se puede hacer mantenimiento a cualquier interruptor o barraje sin suspender el servicio y sin alterar el sistema de operación, además, una falla en un barraje no interrumpe el servicio a ningún circuito, presentando así un alto índice de confiabilidad y de seguridad tanto por falla en los interruptores como en los circuitos y en las barras. Normalmente se opera con las dos barras energizadas y todos los interruptores cerrados, y por tal motivo (igual que en el caso del anillo) no es flexible; además, el tener dos barras no significa que los circuitos se puedan conectar independientemente a cualquiera de ellas, como es el caso de la doble barra.

Como en el caso del anillo, la desconexión de un circuito implica la apertura de dos interruptores. La protección y el recierre se complican por el hecho de que el interruptor intermedio (entre dos circuitos) debe trabajar con uno u otro de los circuitos asociados. Por otra parte, la falla de un interruptor en el peor de los casos sólo saca de servicio un circuito adicional.

La definición de la capacidad de los equipos es difícil por cuanto exige prever la distribución de las corrientes, especialmente durante contingencias. En el caso de que la estación tenga un número impar de circuitos, uno de ellos necesitaría dos interruptores.

Usando el interruptor intermedio es posible pasar directamente a través de la subestación un circuito que normalmente entre a ella y que salga por el mismo campo, aunque es muy eventual este caso.

Esta configuración admite ciertas modificaciones para ahorrar alguna cantidad de equipos en salidas para transformadores, colocando un solo interruptor por campo y un seccionador a modo de transferencia o conectando directamente los transformadores a las barras.

ANALISIS ECONOMICO DE LA CONFIGURACION

Este es el requerimiento mas difícil. La menor cantidad de dinero invertido es el resultado de un adecuado planeamiento. No obstante, además del costo de la inversión inicial (equipo, terreno y obras complementarias), el costo total de una subestación incluye el costo marginal, el cual puede resultar de la inhabilitar de hacer uso en forma mas eficiente de la capacidad disponible de generación durante toda la vida útil de la subestación.

Cualquier decisión para adoptar un diseño particular de configuración en una subestación debe tener como base los requerimientos técnicos, previendo que en lo económico sea aceptable. Cualquier ahorro efectuado por el solo hecho de ahorrar en el costo inicial generalmente resulta contraproducente a largo plazo.

Un método simplificado para comparar el costo de distintas configuraciones consiste en asignar un valor 1.0 a los interruptores y de 0.2 a los seccionadores. Por ejemplo, si se quiere comparar para una subestación de ocho (8) circuitos, con configuraciones de barra partida e interruptor y medio, se procede de la siguiente manera:

• Barra Partida:

8 + 1 interruptores

24 + 2 seccionadores

valor comparativo = 9 + 26*0.2 = 14.2

• Interruptor y medio:

8*1.5 interruptores = 12

8*4 seccionadores = 32

Valor comparativo = 12 + 32*0.2 = 18.4

Lo que significa que la configuración en interruptor y medio para una subestación con ocho (8) circuitos es aproximadamente 29.6% mas costosa que la configuración de doble barra.

Con base en esta metodología se puede asignar un valor comparativo a cada tipo de configuración en función del numero de circuitos o campos.

Siendo n, el numero de campos, podemos afirmar:

• Barra sencilla = n*1 + n*0.2*2 = 1.4n

• Barra sencilla mas seccionamiento con interruptor = n*1 + n*0.2*2 + 1 + 0.2*2

= 1.4(n+1)

• Barra sencilla mas seccionamiento con seccionador = 1.4n + 0.2

• Barraje simple con transferencia = 1.6n + 1.4

• Barraje simple seccionado con transferencia = 1.6n + 1.8

• Barra partida = 1.6n +

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