Post on 12-Jul-2016
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SUBESTACIONES
ELÉCTRICAS
UNIDAD 3
SUBESTACIONES DE
DISTRIBUCIÓN
INTEGRANTES:
VICTOR HUGO MORENO GÓMEZ
MECATRÓNICA 5D
1
Contenido Introducción ............................................................................................................. 2
Introduction.............................................................................................................. 3
1. Subestación Tipo Poste o aérea (Substation type Post or aérea) ....................... 4
1.1Elementos primarios (primary elements) ....................................................... 5
1.2. Elementos secundarios (side elements) ....................................................... 9
1.3. Generalidades (Overview) .......................................................................... 10
1.4. Codificación (Coding).................................................................................. 11
1.5. Transformador monofásico de una boquilla en un sistema auto protegido
(Phase transformer of a nozzle in a self-protection system) .............................. 12
1.6. Tres transformadores monofásicos de una boquilla en un sistema auto
protegido (Three single-phase transformers of a nozzle system in a car
protected) ........................................................................................................... 13
1.7. Transformador trifásico en un sistema (transformer trifasic in a system) .... 14
1.8. Aplicaciones de las subestaciones tipo poste
(Type substation applications post) ................................................................... 16
2. subestación tipo pedestal (substation type pedestal) ........................................ 17
2.1. Subestación tipo pedestal monofásico
(substation type pedestal monofasic) ................................................................ 18
2.2Transformadores de distribución subterránea tipo pedestal trifásicos
(transformer of distribution underground type pedestal trifasic) ......................... 25
2.3 Aplicaciones de los Transformadores tipo Pedestal (Applications of the
transformer type pedestal) ................................................................................. 32
3. Tarifa HM (Tariff HM)......................................................................................... 34
4. Tarifa OM (Tariff OM) ........................................................................................ 38
5. Requisitos de contratación (Requirement of engagement) ............................... 40
Conclusión (conclusion) ........................................................................................ 44
2
Bibliografía (Bibliographic)..................................................................................... 44
Introducción
Debido al rápido desarrollo económico, la demanda de plantas de potencia se ha
visto incrementada, especialmente en los países desarrollados. Los materiales y
partes para estos suministros y distribuidores de potencia son muy complejos. La
producción de transformadores, condensadores de voltajes variados, y las técnicas
de mantenimiento y servicio son muy críticas.
Con la transferencia de conocimientos tecnológicos de la mayoría de compañías
eléctricas en el mundo, Taiwan desarrolló plantas de producción de transformadores
capaces de producir transformadores de alto voltaje (hasta de 345 KV) En un inicio
el mercado taiwanés fue dominado por los gigantes mundiales como Exxon, Shell,
BP, Caltex, etc., hasta que Taiwan se convirtió en el mayor productor de aceite para
transformadores.
Este estudio describe la elaboración de aceite para transformadores, así como
también está desarrollado para conocer el proceso de producción y la maquinaria
utilizada. Actualmente, no existen muchas plantas productoras de aceite para
transformadores en Taiwan. Naciones desarrolladas necesitan construir nuevos
sistemas de potencia para mejorar sus niveles industriales y elevar los estándares
de vida de sus transformadores. Un elemento esencial en la producción de los
transformadores es el aceite para transformadores, el cual minimiza los costos y
mejora la calidad de estos productos.
Las funciones de estos aceites para transformadores están referidas al aislamiento
eléctrico y al enfriamiento. En los transformadores, OCB, etc., con voltajes eléctricos
elevados, el uso de aceites para transformadores, solos o con otros materiales de
aislamiento tales como papel, madera o resinas, ofrecen un buen efecto de
aislamiento. Los métodos de prueba aplicados a estos aceites variarán en cada
país. Las pruebas realizadas para los efectos de aislamiento incluyen resistencia
dieléctrica, factor de potencia, resistencia, punto de transmisión, seguridad y
3
estabilidad.
Introduction
Due to rapid economic development, the demand for power plants has increased,
especially in developed countries. Materials and parts for these supplies and power
distributors are very complex. Production of transformers, capacitors of various
voltages, and technical maintenance and service are very critical.
With the transfer of technological knowledge of most electric companies in the world,
Taiwan developed production plants transformers capable of producing high-voltage
transformers (up to 345 KV) Initially the Taiwanese market was dominated by global
giants like Exxon , Shell, BP, Caltex, etc., until Taiwan became the largest producer
of transformer oil.
The manufacture of transformers requires high technological knowledge to ensure
long lifetime, easy maintenance and, of course, low production costs. Producers in
Taiwan have developed a technique to produce oil for transformers of high purity
due to constant research and development of chemical, physical, dynamic physical
and electronic knowledge.
This study describes the development of transformer oil and is also developed to
meet the production process and machinery used. Currently, there are not many
production plants in Taiwan transformer oil. Developed nations need to build new
power systems to improve their industrial levels and raise living standards of its
transformers. An essential element in the production of transformers is the
transformer oil, which minimizes costs and improves the quality of these products.
The functions of these transformer oils are referred to the electrical insulation and
cooling. In transformers, OCB, etc., with high electric voltages, the use of transformer
oils, alone or with other insulation materials such as paper, wood or resin, offer good
insulation effect. Test methods applied to these oils vary in each country. Tests
conducted for the purposes of insulation include dielectric strength, power factor,
resistance point transmission, security and stability.
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1. Subestación Tipo Poste o aérea (Substation type Post or aérea)
La subestación aérea o tipo poste es empleada en zonas rurales, y urbanas, para prestar el servicio a usuarios industriales o residenciales de estratos 1,2 y 3. La subestación aérea está conformada por un transformador de distribución, acompañado de su respectiva protección contra sobretensión (Descargadores de sobretensión DST) y protección contra sobre corriente (cortacircuitos), como también de algunos accesorios indispensables para su montaje como apoyos, aisladores y herrajes. Los transformadores utilizados en este tipo de subestación pueden ser monofásicos o trifásicos y los fabricantes ofrecen transformadores de distribución con potencias nominales normalizadas que no exceden los 150 kVA, cuando la potencia nominal excede los 112.5KVA o el peso del transformador sobrepasa los 650kg, se requiere utilizar para su instalación una estructura tipo H. La estructura tipo H se compone de dos apoyos (postes). La alimentación de los transformadores que conforman una subestación aérea puede hacerse por red aérea o subterránea.
Figura 1._Subestación aérea o tipo poste
Los niveles de tensión para redes de uso público se encuentran definidos en la Norma ICONTEC NTC 1340 es tensiones nominales en sistema de energía eléctrica a 60 Hz en redes de servicios públicos, y, pero si un cliente de un operador de red requiere un nivel de tensión diferente, puede definir su contrato de conexión en un nivel de tensión normalizado, con el cual alimentará un transformador de su propiedad, este transformador recibe el nombre de transformador de uso dedicado y definir así la relación de transformación que más le convenga a sus necesidades.
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1.1Elementos primarios (primary elements)
Los elementos que constituyen una subestación se pueden clasificar en elementos
principales y elementos secundarios.
Transformador
Se denomina transformador a un dispositivo eléctrico que permite aumentar o
disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la
potencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal
(esto es, sin pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas reales
presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño y tamaño,
entre otros factores.
Figura 2.Trasformador
Interruptor de potencia
El interruptor de potencia es el dispositivo encargado de desconectar una carga
o una parte del sistema eléctrico, tanto en condiciones de operación normal
(máxima carga o en vacío) como en condición de cortocircuito. La operación de
un interruptor puede ser manual o accionada por la señal de un relé encargado
de vigilar la correcta operación del sistema eléctrico, donde está conectado.
Figura 3.Interruptores de Potencia
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Restaurador
Es un dispositivo electromecánico habilitado para sensibilizar e interrumpir, en
determinado tiempo, sobre corrientes en un circuito debidas a la eventualidad de
una falla, así como hacer cierres automáticamente y energizar el circuito (ver
figura 4). En caso de persistir la falla, vuelve a abrir, cerrando nuevamente.
Figura 4.Restaurador
Cuchillas fusibles
Son interruptores que se utilizan ya sea en el lado de alta o de baja tensión,
sirven como protección para el transformador o el equipo asociado ya que
pueden seccionarse en caso de emergencia. Este tipo de protección se conecta
en serie con el circuito. Existen cuchillas individuales, es decir, una cuchilla para
cada fase, y cuchillas de operación en grupo.
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Figura 5.Cuchillas Fusibles
Cuchillas desconectadoras y cuchillas de prueba
Cuchillas desconectadoras: Este tipo de cuchillas se encuentran sostenidas
mecánicamente y pueden operarse ya sea automática o manualmente. Para
reestablecer basta con volverlas a conectar automáticamente o bien, con ayuda
de una pértiga.
Cuchillas de Prueba. Permitir la conexión de equipos de medición portátiles
que permiten verificar el equipo instalado
Apartarrayos
Para proteger dicha instalación contra la sobretensión necesitamos el uso de los
apartarrayos, los cuales se encuentra conectado permanentemente en el
sistema y operan cuando se presenta una sobretensión de determinada
magnitud, descargando la corriente a tierra.
Figura 6.Apartarrayos
Tableros dúplex de control
Es el conjunto de gabinetes modulares utilizados para instalar los diferentes
equipos de medición, protección y mecanismos de control de la subestación,
además tiene instalados los sistemas de mandos para efectuar las diferentes
maniobras de control de una subestación cuando sea necesario en forma
manual.
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Figura 7.Tablero Dúplex
Condensadores
Es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz de
almacenar energía sustentando un campo eléctrico.
Figura 8.condensador
Transformadores de instrumento
Los transformadores para instrumento son parte esencial en un sistema eléctrico
debido a que se hace posible la medición de los parámetros como voltaje y
corriente, tanto para la medición, como para el control y protección del sistema
eléctrico.
Figura 9.Transformadores de instrumento
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1.2. Elementos secundarios (side elements)
Cables de potencia
Conductores que se emplean como alimentadores de equipos, de talleres, en
residencias y otros. Su construcción es diferente a la de los juegos de Barras
colectoras. Están formados por uno o más conductores, perfectamente aislados
y protegidos del exterior por sucesivas capas que le dan aislamiento,
hermeticidad y resistencia mecánica.
Figura 10. Cable de potencia
Cables de control
Cables de potencia
Alumbrado.
Estructura.
Herrajes.
Equipo contra incendio.
Equipo de filtrado de aceite.
Sistema de tierras.
Carrier (transportista).
Intercomunicación.
Trincheras, conducto, drenajes (sistema de canalizaciones).
Cercas, mallas o muro de protección.
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1.3. Generalidades (Overview)
Se aplican todas las indicaciones de la norma 08 00 01. Esta sección de transformadores incluye la selección de eslabón fusible para la protección contra sobrecorriente, la conexión de las unidades que integran cada banco en función del sistema de alimentación de media y baja tensión, así como los calibres de conductores de las salidas del banco para alimentar la red de baja tensión. 1. Todos los bancos de transformación tendrán la protección contra una sobretensión en el lado de media tensión utilizando apartarrayos. 2. Preferentemente utilice Transformadores Autoprotegidos. 3. La capacidad del eslabón fusible para protección del banco se indica en la norma 08 TR 03. El criterio general para su determinación es que el eslabón fusible debe ser de la capacidad más próxima a la corriente nominal en el lado de media tensión del banco de transformación. 4. Todas las conexiones eléctricas en el banco de transformación se harán con conductores de cobre. 5. Todos los bancos de transformadores para distribución se deben instalar preferentemente en su centro de carga. 6. La resistencia del poste para la estructura del banco debe ser apropiada al peso del banco. 7. En caso de instalarse más de un transformador se debe sumar el peso de los transformadores y comparar con la carga límite del poste indicada en la tabla siguiente.
8. La identificación del número de área se ubica en la cara del poste de frente a la
calle y perpendicular a ella. La numeración debe quedar 50 cm. abajo del bastidor.
Ver norma 08 00 05.
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1.4. Codificación (Coding)
La codificación de los bancos de transformación para su manejo dentro de esta norma, consta de seis campos. 1. En el primer campo se indica el número de unidades que componen el banco de transformación. 2. En el segundo y tercer campos tipo de equipo (TR). 3. En el cuarto campo se indica el número de fases a las que está conectado el banco. 4. En el quinto campo se indica el sistema de distribución de la Media Tensión: A 5. En el sexto campo se indica exclusivamente para un transformador del tipo Autoprotegido: A Ejemplo: a) Un transformador monofásico, conectado a un sistema 3F-4H, autoprotegido y se codificaría:
La clave anterior indica un (1), transformador (TR), monofásico (1), conectado a un sistema de tres fases con neutro corrido (A) y Autoprotegido (A). b) Un transformador trifásico, conectado a un sistema 3F-4H y se codificaría:
La clave anterior indica un (1), transformador (TR), trifásico (3), conectado a un sistema de tres fases con neutro corrido (A).
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1.5. Transformador monofásico de una boquilla en un sistema auto protegido (Phase
transformer of a nozzle in a self-protection system)
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1.6. Tres transformadores monofásicos de una boquilla en un sistema auto
protegido (Three single-phase transformers of a nozzle system in a car protected)
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Notas:
1. Seleccionar según la capacidad interruptiva requerida.
2. Para sistemas 3F-3H, se debe consultar al responsable técnico de la zona que
corresponda, ver norma 08 00 03.
3. Para Contaminación, se deben seleccionar los cortacircuitos CCF-C,
apartarrayos ADOMC, transformadores DC1-, Crucetas C o Crucetas de Madera.
4. Cuando utilice fleje, ver 04 H0 17.
1.7. Transformador trifásico en un sistema (transformer trifasic in a system)
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1.8. Aplicaciones de las subestaciones tipo poste (Type substation applications post)
Las subestaciones tipo poste son muy comunes en la distribución aéreos, en
fraccionamientos residenciales. Este es el transformador más utilizado para la electrificación
urbana y rural.
Fig. Subestación tipo poste en (transformador monofásico).
Fig. Subestación tipo poste (transformador trifásico).
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2. subestación tipo pedestal (substation type pedestal)
Prolec GE diseña y fabrica transformadores monofásicos de tipo pedestal para instalación
exterior con las características, eficiencia y estética necesarios para atender las necesidades
de las modernas aplicaciones residenciales de casas y departamentos, en donde la distribución
de la energía es bajo tierra.
Para uso comercial, industrial e institucional, donde la carga se distribuye bajo tierra,
diseñamos y fabricamos los transformadores trifásicos tipo pedestal.
Para el uso de energías renovables, como turbinas eólicas y la generación de energía solar,
contamos con los transformadores trifásicos de pedestal, específicamente diseñados para este
tipo de aplicaciones.
Los transformadores con aceite tipo pedestal, monofásicos y trifásicos están diseñados para
cumplir o exceder las normas aplicables de la industria, ANSI®/IEEE®
Los transformadores tipo pedestal tienen su aplicación en sistemas de distribución subterráneos, como son centros comerciales, fraccionamientos residenciales, hoteles, centros turísticos y lugares en donde la continuidad de servicios es un factor determinante.
Su diseño de frente muerto lo hace muy seguro, además de que toma una apariencia muy estética.
Los transformadores de operación radial se usan con sistemas de distribución subterráneos donde la acometida es terminal. Los transformadores de operación anillo se usan en sistemas de distribución subterráneos donde la acometida corre de un equipo a otro hasta llegar a un equipo terminal o hasta llegar a otra acometida, formando un sistema en anillo y garantizando el suministro de energía.
Para la correcta selecciónde un transformador tipo pedestal se debe considerar:
Capacidad (KVA) Tensión primaria. Tensión secundaria. Elevación de temperatura. Tipo de enfriamiento. Líquido aislante. Derivaciones. Conexiones (Delta-Estrella, etc.). Tipo de operación (Radial, Anillo). Líquido dieléctrico (Aceite mineral, FR3, base siliconas). Accesorios adicionales/opcionales a la norma.
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2.1. Subestación tipo pedestal monofásico (substation type pedestal monofasic)
La demanda de energía eléctrica se ha incrementado considerablemente en los
últimos años, ya que actualmente nuestro entorno depende fundamentalmente del
flujo ininterrumpido de la electricidad.
Por esta razón requerimos sistemas cada vez más confiables que nos permitan
realizar adecuadamente nuestras actividades diarias.
La seguridad y la estética también han sido factores relevantes para el aumento en
la utilización de los sistemas de distribución subterránea en nuestro país
. Para cubrir estas necesidades Prolec GE ofrece la línea de Transformadores Tipo
Pedestal Monofásico.
Los transformadores de distribución IEM tipo pedestal poseen una agradable
apariencia, son en extremo seguros y cubren todas las necesidades de operación
para la distribución subterránea de la energía eléctrica; sistema que satisface
ampliamente las necesidades del acelerado desarrollo de los modernos centros
comerciales y urbanos.
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Clasificación
En cuanto al tipo de aislamiento de sus accesorios:
De frente muerto: son aquellos que no tienen partes vivas expuestas en el
compartimiento de Alta Tensión, estando el transformador energizado.
De frente vivo: son aquellos que tienen partes vivas expuestas en el
compartimiento de Alta Tensión.
En cuanto a su aplicación
Operación radial (1 boquilla A.T.)
Operación en anillo (2 boquillas en A.T.)
Características generales
Capacidad: Desde 15 hasta 167 Kva
Tipo de enfriamiento: OA
Frecuencia de operación: 60 hertz
Voltaje alta tensión (+/- 2X2.5%): 13 200Y/7 620 V, 22 860Y/13 200 V o 33
000/19 050 V
Voltaje baja tensión: 240/120 V
Elevación de temperatura: 55˚, 65˚, o 55˚/65˚ sobre un ambiente máximo de
40 ˚C y promedio de 30 ˚C en un periodo de 24 horas
Altura de operación: 2,300 m.s.n.m. (o de acuerdo con las necesidades del
mismo)
Líquido aislante: Aceite mineral, R-temp®, silicona líquida
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Las condiciones generales de uso están descritas en las siguientes normas:
• NMX-J-285 Transformadores tipo pedestal monofásicos y trifásicos para
distribución subterránea.
• NMX-J-287 Transformadores tipo sumergible monofásicos y trifásicos para
distribución subterránea.
• CFE K0000-04 Transformadores monofásicos tipo pedestal para distribución
residencial subterránea (DRS).
• CFE K0000-19 Transformadores monofásicos tipo sumergibles para distribución
residencial subterránea (DRS), 25-75 kVA.
Componentes
Tanque
Es el recipiente que contiene el conjunto núcleo-bobinas y el líquido aislante. Se
construye con lámina de acero de alta calidad y está diseñado de tal manera que
soporta los esfuerzos mecánicos de presión, vacío, transporte y operación. Soporta
presiones internas de 69KPa (0.7 kg/cm2 = 10 psi), sin sufrir deformaciones
permanentes. Sirve además como superficie de disipación de calor.
Para el acabado, se prepara la superficie mediante limpieza con perdigón a presión
(Shot Blast), aplicándose posteriormente un primario y, finalmente, un acabado
exterior para proporcionar protección contra elementos ambientales y corrosión que
pudieran afectar el transformador. Para los transformadores tipo cálido, el tanque
puede ser de acero inoxidable.
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Aplicación
Optimización de la confiabilidad, seguridad y la estética en:
• Fraccionamientos residenciales
• Desarrollos turísticos
• Centros comerciales
• Centros recreativos
• Hoteles
Ventajas
• Mayor seguridad
• Mayor plusvalía para la propiedad
• Eliminación de contaminación visual
• Facilidad de acceso
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Características de accesorios
• Cambiador de derivaciones de operación sin carga.
• Bisagras de acero inoxidable
• Boquillas de media y baja tensión desmontables
• Empaques de material elastomérico y compatibilidad con el líquido
aislante
Núcleo
• Tipo devanado (enrollado).
• Se utiliza lámina de acero al silicio de grano orientado de alta
permeabilidad magnética en las laminaciones con aislamiento
interlaminar (Carlite), que provee una efectiva resistencia al manejo y
recocidos.
• La principal característica es el camino efectivo que toma el flujo
magnético debido a su alta permeabilidad magnética y un eficiente
traslape.
• La forma apilada provee un mínimo factor de espacio y una baja
reluctancia, teniendo como resultado un incremento en la eficiencia y
bajas pérdidas en vacío.
Bobinas rectangulares
Las bobinas rectangulares son el resultado de un diseño con un factor de espacio
mejorado y dimensiones reducidas, proporcionando: • Alta rigidez mecánica. •
Capacidad térmica. • Esfuerzo dieléctrico mejorado. • La distribución de voltaje a
través de la bobina es uniforme. • Los conductores para las bobinas pueden ser de
cobre y/o aluminio. El sistema de aislamiento Insuldur® significa máxima vida y
capacidad de sobrecarga. Estos diseños cumplen con todas las pruebas, incluyendo
la de cortocircuito.
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Protecciones del transformador en alta tensión
Cuenta con fusible limitador de corriente de rango parcial de operación interna,
conectado en serie con un fusible de expulsión, de doble elemento tipo bayoneta,
de operación interna, removible desde el exterior por medio de pértiga. Además,
posee un indicador de falla remoto (opcional).
En baja tensión
Puede contar con un interruptor térmico o termomagnético, según se requiera
(opcional).
Accesorios
1. Indicador de falla
2. Aditamento para levantar
3. Fusible de expulsión
4. Mecanismo cambiador de derivaciones
5. Identificación de alta tensión
6. Soporte para conectores tipo codo
7. Boquillas de alta tensión
8. Barra de conexiones a tierra
9. Conexión baja tensión al tanque
10. Válvula de drenaje y muestreo
11. Puente H0-X0
12. Boquilla del neutro alta tensión
13. Identificación de baja tensión
14. Boquilla de baja tensión con terminal en espada
15. Interruptor termomagnético (opcional)
16. Conexión superior para llenado de aceite
17. Válvula de alivio de sobrepresión
18. Gabinete
19. Placa de datos
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Pruebas
• Corto circuito**
• Impulso por rayo normalizado**
• Elevación de temperatura de los devanados**
• Relación de transformación y polaridad
• Resistencia óhmica de los devanados
• Resistencia de los aislamientos
• Factor de potencia
• Resistencia de anillos (contactos)
• Pérdidas en vacío y corriente de excitación
• Pérdidas debidas a la carga e impedancia
• Potencial aplicado
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2.2Transformadores de distribución subterránea tipo pedestal trifásicos (transformer
of distribution underground type pedestal trifasic)
Aplicación El pedestal trifásico está diseñado para operar a la intemperie y estar
montado sobre una base típicamente de concreto. Tiene integrado un gabinete a
prueba de vandalismo, el cual contiene los accesorios y las terminales de conexión.
Los transformadores del tipo pedestal trifásico Prolec GE se utilizan en lugares
donde la seguridad y apariencia son un factor decisivo, tales como:
• Desarrollos comerciales
• Desarrollos turísticos
• Edificios de oficinas y/o residenciales
• Hoteles
• Hospitales
• Parques eólicos
• Pequeña y mediana industria bajo el concepto de subestaciones compactas
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• Universidades
Ventajas
• Requerimiento mínimo de espacio
• Más seguro, ya que no presenta partes energizadas accesibles a
personas, por lo que puede instalarse en lugares públicos con acceso
restringido
• Constituye una subestación completa
• Mantenimiento mínimo por contaminación
• Autoprotegido
• Facilidad de restablecimiento de servicio después de una falla en el
secundario (solo cuando lleva interruptor termomagnético)
• Desconexión de la alimentación en forma rápida y segura
• Aspecto estético agradable
Accesorios Dependiendo de la especificación:
• Alta tensión: fusible limitador de corriente de rango parcial en serie con
el fusible de expulsión o fusible limitador de corriente de rango
completo que puede ser removido desde el exterior. También se
ofrece fusible de aislamiento en serie con el de expulsión
• Baja tensión: interruptor termo-magnético sumergido en aceite, hasta
150 kVA
• Indicador de nivel de líquido aislante para 225 kVA y mayores
• Indicador de temperatura de líquido aislante para 225 kVA y mayores
• Provisión para manovacuómetro
• Cambiador de derivaciones desenergizado
• Registro de mano
Es el conjunto formado por un transformador convencional integrado a un gabinete
cerrado, en el cual se incluyen accesorios y terminales para conectarse a un sistema
de distribución subterránea, montado en un pedestal de concreto para operar a la
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intemperie. Los transformadores de distribución IEM tipo pedestal poseen una
agradable apariencia, son en extremo seguros y cubren todas las necesidades de
operación para la distribución subterránea de la energía eléctrica; sistema que
satisface ampliamente las necesidades del acelerado desarrollo de los modernos
centros comerciales y urbanos.
En cuanto al tipo de aislamiento de sus accesorios:
De frente muerto: son aquellos que no tienen partes vivas expuestas en el
compartimiento de alta tensión, estando el transformador energizado.
De frente vivo: son aquellos que tienen partes vivas expuestas en el
compartimiento de A.T.
En cuanto a su aplicación
Operación radial (3 boquillas A.T.)
Operación en anillo (6 boquillas en A.T.)
Características generales
Capacidad: Desde 30 hasta 2,500 kVA
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Tipo de enfriamiento: OA
Frecuencia de operación: 60 hertz
Elevación de temperatura: 55˚, 65˚ o 55˚/65˚ sobre un ambiente máximo de
40 ˚C y promedio de 30 ˚C en un periodo de 24 horas
Altura de operación: 2,300 m.s.n.m. (o de acuerdo con las necesidades del
mismo)
Líquido aislante: Aceite mineral, R-temp®, silicona líquida
Las condiciones generales de uso están descritas en las siguientes normas:
• NMX-J-285 Transformadores tipo pedestal monofásico y trifásico para distribución
subterránea. • NMX-J-287 Transformadores tipo sumergible monofásico y trifásico
para distribución subterránea.
• CFE K0000-05 Transformadores trifásicos tipo sumergible para distribución
comercial subterránea (DCS).
• CFE K0000-07 Transformadores trifásicos tipo pedestal para distribución
comercial subterránea (DCS), 300 y 500 kVA.
• CFE K0000-08 Transformadores trifásicos tipo pedestal para distribución
residencial subterránea (DRS), 75 a 225 kVA.
• CFE K0000-22 Transformadores trifásicos tipo sumergible para distribución
residencial subterránea (DRS), 75 a 225 kVA.
• LFC GDD-173 Transformadores pedestales DRS 23-BT, 75 a 300 kVA.
• LFC GDD-175 Transformadores trifásicos de distribución comercial subterránea
(DCS) POZO 23-BT, 300 y 500 kVA.
• LFC GDD-176 Transformadores trifásicos de distribución residencial subterránea
(DRS) POZO 23-BT, 75 a 225 kVA.
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Componentes
Es el recipiente que contiene el conjunto núcleo-bobinas y líquido aislante. Se
construye con lámina de acero de alta calidad y está diseñado de tal manera que
soporte los esfuerzos mecánicos de presión, vacío, transporte y operación. Soporta
presiones internas de 69KPa (0.7kg/cm2 = 10 psi), sin sufrir deformaciones
permanentes. Sirve además como superficie de disipación de calor. Para el
acabado, se prepara la superficie mediante limpieza con perdigón a presión (Shot
Blast), aplicándose posteriormente un primario y, finalmente, un acabado exterior
para proporcionar protección contra elementos ambientales y corrosión que
pudieran afectar el transformador. Para los transformadores tipo cálido, el tanque
puede ser de acero inoxidable.
Núcleo.
Existen dos tipos: devanado (enrollado) y rectangular.
• Se utiliza lámina de acero al silicio de grano orientado de alta
permeabilidad magnética en las laminaciones con aislamiento
interlaminar (Carlite), que provee una efectiva resistencia al manejo y
recocidos.
• La principal característica es el camino efectivo que toma el flujo
magnético debido a su alta permeabilidad magnética y un eficiente
traslape.
• La forma apilada provee un mínimo factor de espacio y una baja
reluctancia, teniendo como resultado un incremento en la eficiencia y
bajas pérdidas en vacío.
30
Las bobinas rectangulares
Las bobinas rectangulares son el resultado de un diseño con un factor de espacio
mejorado y dimensiones reducidas, proporcionando:
• Alta rigidez mecánica.
• Capacidad térmica.
• Esfuerzo dieléctrico mejorado.
• La distribución de voltaje a través de la bobina es uniforme.
• Los conductores para las bobinas pueden ser en cobre y/o aluminio.
El sistema de aislamiento Insuldur® significa máxima vida y capacidad de
sobrecarga.
Estos diseños cumplen todas las pruebas, incluyendo la de cortocircuito. Bobinas
rectangulares
Líquido aislante
•Se manejan tres líquidos aislantes: aceite mineral, R-temp® y silicona líquida.
• Sirve para disipar el calor generado por la corriente que circula en los devanados,
preservando el cartón y papel aislante de la humedad.
• La disipación eficiente del calor prolonga la vida útil de los aislamientos, evitando
su degradación debida a los efectos de la temperatura.
• Los líquidos aislantes, R-temp® y silicona líquida tienen un alto punto de
inflamabilidad.
31
Protecciones del transformador
En alta tensión Cuenta con fusible limitador de corriente de rango parcial de
operación interna, conectado en serie con un fusible de expulsión, de doble
elemento tipo bayoneta, de operación interna, removible desde el exterior por medio
de pértiga. Además, cuenta con un indicador de falla remoto (opcional). En baja
tensión Puede contar con un interruptor térmico o termomagnético, según se
requiera (opcional).
Accesorios
1. Gabinete
2. Fusibles
3. Seccionador
4. Boquillas de alta tensión
5. Identificación de alta tensión
6. Cambiador de derivaciones
7. Barra de conexiones a tierra
8. Conexión del tanque a tierra tipo B en A.T.
9. Base
10. Válvula de drenaje y muestreo
11. Conexión del tanque a tierra tipo B en B.T.
12. Conexión baja tensión a tierra
13. Boquilla de baja tensión con terminal en espada
14. Identificación de baja tensión
15. Indicador de temperatura de líquido
16. Placa de datos 17. Puertas de gabinete
17. Válvula de alivio de sobrepresión
18. Indicador de nivel de líquido
32
2.3 Aplicaciones de los Transformadores tipo Pedestal (Applications of the
transformer type pedestal)
Los transformadores de distribución tipo pedestal tanto monofásico como trifásico
son utilizados en las redes de distribución subterránea ya sea para alimentación en
anillo o radial.
Son diseñados para ser operados a la intemperie y se montan generalmente en un
pedestal de concreto, cuentan con un gabinete cerrado a prueba de vandalismo en
el cual se incluyen las terminales de conexión y los accesorios.
Estos transformadores son instalados en lugares donde la seguridad, apariencia y
continuidad del servicio son un factor importante, tales como: fraccionamientos
residenciales, zonas urbanas, desarrollos turísticos, centros comerciales, hoteles,
hospitales, edificios de oficinas y pequeñas industrias entre otras aplicaciones.
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Prolec GE diseña y fabrica transformadores monofásicos de tipo pedestal para
instalación exterior con las características, eficiencia y estética necesarios para
atender las necesidades de las modernas aplicaciones residenciales de casas y
departamentos, en donde la distribución de la energía es bajo tierra.
Para uso comercial, industrial e institucional, donde la carga se distribuye bajo tierra,
diseñamos y fabricamos los transformadores trifásicos tipo pedestal.
Para el uso de energías renovables, como turbinas eólicas y la generación de
energía solar, contamos con los transformadores trifásicos de pedestal,
específicamente diseñados para este tipo de aplicaciones.
Los transformadores con aceite tipo pedestal, monofásicos y trifásicos están
diseñados para cumplir o exceder las normas aplicables de la industria,
ANSI®/IEEE®
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3. Tarifa HM (Tariff HM)
Horaria en Media Tensión esta designada a usuarios con su propio transformador
que toman la energía en media Tensión con una demanda de 100kW o más. Los
cargos asociados a esta tarifa son diferentes a los cargos de las tarifas sin
transformador, inclusive diferente a la tarifa OM, que ya cuenta con su propio
tranformador.
Entre los cargos para la tarifa HM por los cuales la tarifa cobra están:
Demanda Facturable
Este cargo se deriva de la cantidad de energía que se consume en un instante
(kW), y es independiente de la energía consumida para utilizar las maquinas,
medida en kWh, a diferencia de la demanda facturable que se mide en kW. La
siguiente formula se utiliza para calcular la demanda facturable (DF).
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Dónde:
DP es la demanda máxima medida en el periodo de punta
DI es la demanda máxima medida en el periodo intermedio
DB es la demanda máxima medida en el periodo de base
DPI es la demanda máxima medida en los periodos de punta e intermedio
FRI y FRB son factores de reducción que para este caso específico son: FRI = 0.3,
FRB = 0.15
El resultado en DF, está dado en kW y este se cobra con un cargo que varía en el
tiempo en pesos por cada kW de la demanda facturable.
Energía – Se refiere a la demanda que se tiene de la red en un tiempo
determinado. La demanda (kW) se mide por un determinado tiempo,
usualmente horas, para calcular la cantidad de kilowatts hora (kWh) que se
están utilizando. El rubro de energía, así como la demanda, se divide en los
tres horarios, donde el costo más caro es el de la energía punta y el más
barato de la energía base.
Horarios – La tarifa HM maneja diferentes horarios, dependiendo de la
demanda de la red eléctrica, ya que para CFE producir la energía requiere
de coordinación activación de plantas y desactivación de plantas
generadoras. Por lo que la energía cuesta en diferentes proporciones
dependiendo del horario.
Penalización por calidad de energía – Esta penalización está dada en base
a la factura de electricidad, antes de impuestos y representa un porcentaje
de esta factura. Dependiendo de la calidad de la energía puede ser una
bonificación de hasta 2.5% de la factura de la energía o un recargo que puede
llegar al 100% de la factura eléctrica.
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Factor de Potencia
El recargo por el factor de potencia es un castigo que CFE genera. Dicho
recargo/bonificación se determina según la siguiente gráfica y es un porcentaje del
subtotal de la factura de energía eléctrica. Dependiendo del factor de potencia (FP)
que se genere se aplicara el cargo o bonificación correspondiente.
El bajo FP se genera principalmente por el uso de elementos eléctricos de
naturaleza inductiva, motores principalmente, y se generan por la necesidad del
motor de utilizar la potencia reactiva. Potencia que no se utiliza para generar
movimiento en el motor, sin embargo es necesaria para el funcionamiento del
mismo.
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Para la figura anterior el caso A esta relacionado con un bajo FP, recargo, mientras
que el caso B está relacionado con un alto FP, bonificación. Se observa como la
solución propuesta, provee al motor de 60 amperes (medida de corriente eléctrica)
de potencia reactiva que son necesarios para el funcionamiento del motor. Debido
a que la corriente reactiva es provista por un elemento dentro de la empresa, la
demanda de corriente del exterior se reduce considerablemente. Aumentando el FP
y llevando al sistema a una situación de bonificación por parte de CFE.
Crecimiento Tarifario
A medida que los combustibles de origen fósil resultan ser más difíciles de
conseguir, aumenta la inflación y los costos de mantenimiento comienzan a
incrementar, el costo de generación de energía por parte de CFE incrementa
anualmente en un porcentaje. Los aumentos tarifarios son porcentualmente
pequeños sin embargo aumentan mes con mes, la siguiente figura muestra los
precios de los rubros para los últimos 12 años, empezando en enero de 2001, de la
tarifa HM.
De la figura anterior se pueden obtener el crecimiento porcentual anual promedio.
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Demanda Facturable – 5.7% crecimiento anual
Energía Punta- 7.74% crecimiento anual
Energía Intermedia – 9.56% crecimiento anual
Energía Base – 9.71% crecimiento anual
Mientras que los costos a diciembre de 2012 para estos mismos rubros están en:
Demanda facturable - $163 pesos por kW
Energía punta - $1.85 pesos por kWh
Energía Intermedia - $1.07 pesos por kWh
Energía base – $0.877 pesos por kWh
Cabe recalcar que para el análisis de esta propuesta se utiliza la extrapolación lineal
(marcada con la línea negra). Sin embargo de las ecuaciones de regresión, se
puede observar que la ecuación que mejor se aproxima a los puntos es la
exponencial, con una R2 mayor a la de la regresión lineal (excluyendo la demanda
facturable), indicando una mejor aproximación del modelo real. Por lo que la
propuesta aquí presente es conservadora, y refleja el ahorro mínimo proyectado.
4. Tarifa OM (Tariff OM)
Tensión de suministro.
Estos servicios se suministran en media tensión, es decir de 7600 volts a 34500
volts, según lo solicite el usuario.
Carga y demanda por contratar.
La carga por contratar será la suma de las potencias en Kilowatts de los
equipos,aparatos y dispositivos que el cliente manifieste tener conectados. La
demanda por contratar la fijará inicialmente el cliente, su valor no será menor al 60%
de la carga total conectada, ni menor a 100 KW de la capacidad del mayor motor o
aparato instalado.
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En caso de que el 60% de la carga total conectada exceda de la capacidad de la
subestación del cliente solo tomará la capacidad de dicha subestación del cliente a
un factor de 60%.
Cualquier fracción de Kilowatts se tomará como Kilowatt completo.
Otras opciones tarifarias.
Se autoriza al suministrador para que celebre con los clientes de esta tarifa que así
lo soliciten convenir su facturación bajo la opción de demanda contratada.
Cambio de tarifa HM a OM
Cuando el cliente mantenga durante 6 meses consecutivos, tanto una demanda
máxima medida en período de punta, intermedio y base inferiores a
100 Kw., podrá solicitar al suministrador su incorporación.
Facturación básica
La facturación básica se integra adicionando los cargos por demanda facturable, las
cuotas autorizadas a los consumos punta, intermedia y base que se registran en un
periodo normal de facturación y de acuerdo a las regiones tarifarias y horarios
aplicables que correspondan. Por la importancia de estos suministros, el periodo de
consumo será de las 0:00 horas del día 1ero del mes de facturación, a las 24:00
horas del día ultimo, por lo cual los medidores son activados con una función de
congelamiento de lectura que la mantendrá estos valores en memoria, lo que
permite tomar lecturas cada día 1ero de cada mes. En los meses que exista cambio
de estación en día primero o último del mes, el medidor congelara la lectura en el
cambio de estación y la del fin de mes.21 El día primero del siguiente mes, se tomará
las lecturas congeladas correspondientes a ambas fechas, la del cambio de estación
y la del fin de mes. En el sistema se alimentara ambos juegos de lecturas de
consumos en orden cronológico, con los cuales se hará el cálculo de la facturación
por cada subpériodo, utilizando el factor de proporcionalidad para el cargo de
demanda según los días del periodo. Se sumaran los cargos de cada subpériodo y
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se presentara una hoja con los cálculos de cada subpériodo y otra que contienen
los totales del mes y datos históricos del servicio.
Cargo por medición en baja tensión
En caso que la medición se efectué en el lado secundario de la subestación del
cliente, se aplicara el cargo del 2% a la facturación básica.
Mínimo mensual
El cargo por KW de demanda facturable al 10% de la demanda contratada
Nota: esta tarifa está sujeta al ajuste mensual por variaciones de la inflación nacional
y los precios por combustible.
5. Requisitos de contratación (Requirement of engagement)
A) Requisitos generales de solicitudes en baja tensión.
(De 120 volts a 440 volts)
A toda solicitud de servicio en baja tensión se le requerirá los datos siguientes:
1.- Nombre
2.- Dirección
3.- Dirección complementaria
4.- Población
5.- Teléfono
6.- Carga contratada
7.- Demanda contratada
8.- Giro
9.- Tensión de suministro
10.- Hilos de corriente
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11.- Plano o croquis (tarifas 5 y 5 A)
12.- Periodo solicitado (tarifa 07)
13.- Horas de uso diario (tarifa 07)
Atendiendo a lo contemplado al apartado de normas se deberá solicitar (en su caso)
al cliente el cumplimiento de los siguientes requisitos:
Registro federal de causantes
Investigación de no-existencia de adeudos
Preguntar al solicitante si ya tiene instalada la preparación para el equipo de
medición de acuerdo a las características técnicas y las normas vigentes de
suministro
El análisis de disponibilidad de instalaciones y capacidad
Las agencias comerciales y sucursales formularán solicitudes de factibilidad y/o
presupuestos para su trámite ante el departamento de distribución y/o planeación
para el estudio técnico correspondiente, cuando éstas se encuentren en las
situaciones que a continuación se enuncian:
Solicitudes individuales mayores a los límites de carga
Solicitudes de servicio de energía eléctrica en áreas donde la red de
distribución se encuentre fuera de distancia reglamentaria ( servicios que
requieran extensión de línea)
Solicitudes para suministrar en media tensión con tarifas para baja tensión y
subestación propia
Para casos excepcionales y previa solicitud del usuario, se asesorará al cliente parta
que el servicio se proporcione a través de subestación particular, la cual estará
instalada dentro de su predio; suscribiéndose un convenio que indique que el
mantenimiento y la operación de dicha subestación será responsabilidad del
solicitante (únicamente tarifas domésticas y 02).
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Determinar cobro del depósito de garantía
De acuerdo a la tarifa y una vez formalizada la solicitud del suministrador de energía
eléctrica se determinará y se cobrará el depósito de garantía, para los servicios
contratados vía telefónica, en CFEmáticos y en general para los servicios
domésticos, el depósito de garantía se cargará en la primera facturación.
Requisitos para contratación en media tensión (De 7600 volts a 34500 volts)
1.- Tramitar solicitud debidamente requisitaza al área de distribución, para su
estudio y resolución técnico económica.
2.- Una vez que el área de distribución dictamina. Y en su caso, celebra convenio
para pago a plazos, por cobro de aportación por las obras necesarias.
3.- A demás de los requisitos mencionados en el punto anterior 6.1 inciso A e
requerirá lo siguiente:
4.- Registro federal de causantes
5.- Autorización de una unidad de verificación
6.- Permiso de CNA (Comisión Nacional del Agua) servicio agrícola
7.- Permiso de SEMARNAP (Secretaría del medio ambiente, recursos naturales y
pesca) servicio agrícola
8.- Visto bueno de la subestación y del punto de conexión y gabinete para el equipo
de medición que expiden los departamentos de distribución y medición
respectivamente.
9.- Investigación de no adeudos anteriores
10.- Determinación de depósito de garantía
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Requisitos de contratación en alta tensión (De 34500 volts a 440000 volts)
Turnar la solicitud, debidamente requisitada a la subgerencia de distribución para
su estudio y resolución técnica y económica, una vez analizado y dictaminado, envía
un oficio resolutivo al cliente y en su caso celebrar convenio de programa de pago
por aportaciones. Después de estos la subgerencia comercial autoriza el contrato y
el cobro del depósito de garantía.
Cumplimiento de los requisitos generales mencionados en el inciso A.
Registro federal de causantes
Autorización de una unidad verificadora
Permiso de CNA (Comisión Nacional del Agua) riego agrícola
Permiso de SEMARNAP (Secretaría del medio ambiente, recursos naturales
y pesca) riego agrícola
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Conclusión (conclusion)
Con este reporte pudimos observar algunas normas que proporcionan información
acerca de las tarifas de usuario así como los conocimientos necesarios para la
solución a posibles fallas en el sistema eléctrico de los transformadores ya que esto
es de suma importancia en el sector productivo.
Bibliografía (Bibliographic)
1) http://app.cfe.gob.mx/Aplicaciones/CCFE/Tarifas/Tarifas/tarifasnegocio.asp
2) https://www.google.com.mx/webhp?sourceid=chrome-
instant&ion=1&espv=2&ie=UTF-8
3) http://www.iusa.com.mx/Lista_Precios/Electricos_MT_IUSA_Oct_2014.pdf
4) https://www.google.com.mx/search?q=codificacion+&oq=codificacion+&gs_l
=serp.3..0l10.5833.6021.0.7036.2.2.0.0.0.0.120.233.0j2.2.0....0...1c.1.64.ser
p..0.2.222.BLil03KTlqE
5) http://www.eremu.es/productos/transformadores-baja-
tension/transformadores-
trifasicos/?gclid=CLvFsqvx9ssCFZWFaQoddhQPoA