UNIVERSIDAD TECNOLGICA DEL VALLE DE TOLUCATSU EN MANTENIMIENTO REA INDUSTRIAL

Portafolio de Evidencias

ASIGNATURA: Instalaciones Elctricas Integrantes: De Jess Clemente IvvnPadilla Linares DanielVelzquez Ovando Martin Zarco Hernndez Rosa Elena

PROFESOR: Ing. lvaro V. Ziga Cordero

Grupo: MI-54CUATRIMESTREENERO ABRIL 2015LERMA, ESTADO DE MXICO, FEBRERO 2015

Definiciones de Subestacin Elctrica Conjunto de transformadores, convertidores, interruptores, etc., destinados a la alimentacin de una red de distribucin de energa elctrica. Edificio o ubicacin al exterior donde la energa elctrica de un sistema de potencia se transforma, convierte, controla, etc. Conjunto de aparatos y dispositivos de transformacin, conversin y distribucin de energa elctrica, instalados en un edificio o al aire libre y cuya misin es alimentar una red elctrica. Conjunto de mquinas, aparatos y circuitos que tienen la funcin de modificar los parmetros de la potencia elctrica (voltaje y corriente) y de proveer un medio de interconexin y despacho entre las diferentes lneas de un sistema.

- Elementos que constituyen una subestacin. Se pueden clasificar en: Elementos Principales o Primarios: Transformador Interruptor de potencia Restaurador Cuchillas fusible Cuchillas desconectadoras y cuchillas de prueba Apartarrayos Tablero dplex de control Condensadores Transformadoras de instrumento Elementos Secundarios: Cables de potencia Cables de control Alumbrado Estructura Herrajes Equipo contra incendio Equipo de filtrado de aceite Sistema de tierra Carrier Intercomunicacin Trincheras, ductos, conducto, drenajes. Cercas.

6.- ArmnicosLos armnicos son tensiones o corrientes sinusoidales con una frecuencia que es un mltiplo entero (k) de la frecuencia del sistema de distribucin, denominada frecuencia fundamental (50 o 60 Hz). Cuando los armnicos se combinan con la corriente o la tensin fundamental sinusoidal respectivamente, distorsionan la forma de onda de la corriente o la tensin (consultar Fig. 3.1). Los armnicos se identifican generalmente como Hk, donde la k es el orden de los armnicos. IHk o UHk indican el tipo de armnico (corriente o tensin). IH1 o UH1 designan la corriente o la tensin sinusoidal a 50 o 60 Hz cuando no hay armnicos (corriente o tensin fundamental).

Las cargas no lineales como causa Los equipos que cuentan con electrnica de potencia son la principal causa de los armnicos. Para alimentar la electrnica con potencia en CC, el equipo cuenta con una fuente de alimentacin conmutada con un rectificador en la entrada que obtiene las corrientes armnicas. Algunos ejemplos son los ordenadores, los motores de velocidad variable, etc. Otras cargas distorsionan la corriente debido a su principio operativo y tambin producen armnicos. Algunos ejemplos son los fluorescentes, las lmparas de descarga, las mquinas soldadoras y los dispositivos de ncleo magntico que se pueden saturar. Todas las cargas que distorsionan la corriente sinusoidal normal producen armnicos y se denominan cargas no lineales.

Tipos de armnicos Las cargas no lineales causan tres tipos de corrientes armnicas, todas en rdenes impares (porque la sinusoidal es una funcin "impar"). Armnicos H7 - H13 - . : Secuencia positiva. Armnicos H5 - H11 - . : Secuencia negativa. Armnicos H3 - H9 - . : secuencia cero. Aspectos especficos de los armnicos de secuencia cero (H3 y mltiplos) Las corrientes de armnicos de secuencia cero [H3 y mltiplos impares, escritos como 3(2k+1) donde k es un entero] en sistemas trifsicos se aaden en el conductor neutro. Esto se debe a que su orden 3(2k+1) es un mltiplo del nmero de fases (3), lo cual significa que coinciden con el desplazamiento (un tercio de un periodo) de las corrientes de fase.La Figura 3.4 ilustra este fenmeno en un periodo. La corriente de las tres fases se desplaza un tercio de un periodo (T/3), es decir, los armnicos IH3 respectivos estn en la fase y se aaden los valores instantneos. En consecuencia: Cuando no hay armnicos, la corriente del neutro es igual a cero: IN = I1+I2+I3 = 0 Cuando hay armnicos, la corriente del neutro es igual a: I1 + I2 + I3 = 3 IH3 Por tanto, debe prestarse especial atencin a este tipo de armnicos en las instalaciones con un neutro distribuido (aplicaciones de infraestructuras y comerciales).

El anlisis armnico de una corriente no lineal consiste en determinar: Los rdenes de los armnicos presentes en la corriente. La importancia relativa de cada orden armnico. Abajo se detallan algunos valores armnicos caractersticos y relaciones fundamentales que se utilizan en el anlisis de armnicos. Para ms informacin sobre los armnicos, ver cap. 5 y las explicaciones del Documento Tcnico WP 17 "Understanding Power Factor, Crest Factor and Surge Factor" ("Comprensin del factor de potencia, el factor de cresta y el factor de sobretensin"). Valor eficaz de los armnicos Es posible medir el valor eficaz de cada orden de armnicos porque las diferentes corrientes armnicas son sinusoidales, pero con diferentes frecuencias que son mltiplos de la frecuencia fundamental. IH1 es el componente fundamental (50 o 60 Hz). IHk es el componente armnico en el que k es el orden de armnicos (k veces 50 o 60 Hz).

7.- Proteccin contra cortocircuito

8.- CortocircuitoUn corto circuito es un fenmeno elctrico que ocurre cuando dos puntos entre los cuales existe una diferencia de potencial se ponen en contacto entre s, caracterizndose por elevadas corrientes circulantes hasta el punto de falla. Se puede decir que un corto circuito es tambin el establecimiento de un flujo de corriente elctrica muy alta, debido a una conexin por un circuito de baja impedancia, que prcticamente siempre ocurren por accidente. La magnitud de la corriente de corto circuito es mucho mayor que la corriente nominal o de carga que circula por el mismo. An en las instalaciones con las protecciones ms sofisticadas se producen fallas por corto circuito. La corriente de corto circuito se puede entender anlogamente como el flujo de agua en una planta hidroelctrica (ver figura 4.1); esto es, la cantidad de agua que fluye en condiciones normales depende de la carga de las turbinas, en este caso dentro de los lmites razonables, no es de mayor importancia que el reservorio (capacidad de almacenamiento de agua) sea grande o pequeo. Este flujo de agua sera comparable al flujo de corriente elctrica de carga en un sistema de distribucin elctrico, como por ejemplo el de una tienda de autoservicios.

Entonces, si la presa se rompe la cantidad de agua que fluir depender de la capacidad del reservorio, y tendr muy poca relacin con la carga de las turbinas. En este caso s tiene mucha importancia que el reservorio sea grande o pequeo, ya que ste se asocia con la capacidad de potencia elctrica que puede entregar la empresa que suministra energa al edificio en caso de un corto circuito. Al igual que el flujo de agua en la planta hidroelctrica, la corriente elctrica de carga produce trabajo til, mientras que la corriente de corto circuito produce efectos destructivos. La magnitud de la corriente que fluye a travs de un corto circuito depende principalmente de dos factores: Las caractersticas y el nmero de fuentes que alimentan al corto circuito. La oposicin o resistencia que presente el propio circuito de distribucin.Estudio del cortocircuito. Objetivo de un estudio de corto circuito. El objetivo del estudio de corto circuito es calcular el valor mximo de la corriente y su comportamiento durante el tiempo que permanece el mismo. Esto permite determinar el valor de la corriente que debe interrumpirse y conocer el esfuerzo al que son sometidos los equipos durante el tiempo transcurrido desde que se presenta la falla hasta que se interrumpe la circulacin de la corriente. Importancia del estudio de corto circuito. Un aspecto importante a considerar en la operacin y planificacin de los sistemas elctricos es su comportamiento en condiciones normales, sin embargo tambin es relevante observarlo en el estado transitorio; es decir, ante una contingencia. Esta condicin transitoria en las instalaciones se debe a distintas causas y una gran variedad de ellas est fuera del control humano. Ante ello los equipos y/o sistemas pueden sufrir daos severos temporales o permanentes en condiciones de falla. Por lo tanto, es necesario definir equipos y esquemas de proteccin adecuados al momento de disear las instalaciones, de tal forma que se asegure el correcto desempeo de la red elctrica, apoyada por los dispositivos de monitoreo, deteccin y sealizacin. Debido a lo indicado, se hace indispensable realizar estudios de corto circuito para determinar los niveles de corriente ante fallas, las cuales permiten obtener informacin necesaria para seleccionar correctamente la capacidad de los equipos en funcin de los requerimientos mnimos que deben cumplir y as soportar los efectos de las contingencias. Sin embargo, la presencia de fallas es una situacin indeseable en un sistema elctrico, pero lamentablemente no se pueden prever pues se presentan eventualmente teniendo diversos orgenes, por lo que ante estas condiciones, se debe estar en posibilidad de conocer las magnitudes de las corrientes de corto circuito en todos los puntos de la red. En general, se puede mencionar que un estudio de corto circuito sirve para: Determinar las capacidades interruptivas de los elementos de proteccin como son interruptores, fusibles, entre otros. Realizar la coordinacin de los dispositivos de proteccin contra las corrientes de corto circuito. Permite realizar estudios trmicos y dinmicos que consideren los efectos de las corrientes de corto circuito en algunos elementos de las instalaciones como son: sistemas de barras, tableros, cables, etc. Obtener los equivalentes de Thevenin y su utilizacin con otros estudios del sistema, como son los de estabilidad angular en los sistemas de potencia y ubicacin de compensacin reactiva en derivacin, entre otros. Calcular las mallas de puesta a tierra, seleccionar conductores alimentadores.

Mtodos de solucin. Existen diferentes tipos de solucin para el anlisis de fallas (estudio de corto circuito), entre los cuales se destacan el mtodo de las componentes simtricas que es un mtodo exacto, pero que comnmente se confunde con el mtodo denominado por unidad. A continuacin se describe una lista de los mtodos ms conocidos. Mtodo de las componentes simtricas (mtodo exacto). Mtodo porcentual (mtodo por unidad). Mtodo de MVAs (mtodo de las potencias). Mtodo de la matriz Zbus (mtodo exacto). Mtodo por software. Mtodo de las componentes simtricas. Este mtodo se basa principalmente en el desarrollo de las componentes simtricas y su relacin con las redes de secuencia. Se toman en cuenta las siguientes consideraciones: Dibujar un diagrama correspondiente al punto de falla en donde se muestre todas las conexiones de las fases en dicho punto, se indicarn corrientes, voltajes, impedancias considerando su polaridad y direcciones. Escribir las ecuaciones que relaciona los voltajes y corrientes conocidas para el tipo de falla en estudio. Transformar corrientes y voltajes del punto anterior de fases abc a secuencias 012.

Examinar corrientes de secuencia para determinar la conexin apropiada de las terminales F y N de las redes de secuencia para satisfacer las condiciones del punto 3. Examinar los voltajes de secuencia para obtener la conexin apropiada de las terminales F y N de las redes de secuencia para satisfacer los puntos 3 y 4. Despus de realizar los puntos anteriores, se obtienen diferentes ecuaciones de clculo de la corriente de falla en anlisis, entonces:Adems de las consideraciones anteriores y de las ecuaciones mencionadas, este mtodo debe en primera instancia definir una potencia base en MVA o kVA y un voltaje base en kV y posteriormente convertir todas las impedancias del sistema a valores en por unidad en dichas bases. Inmediatamente despus se debe realizar una reduccin de todas las impedancias a una sola en el punto de falla, es decir aplicar el teorema de Thevenin al sistema. Mtodo por unidad. Este mtodo como ya se mencion en ocasiones se confunde con el anterior, debido a que su procedimiento es muy parecido. Se basa principalmente en encontrar valores en por unidad de todos los equipos que se encuentren en el sistema, por lo que el procedimiento se reduce en encontrar la reactancia equivalente del sistema segn las leyes de los circuitos elctricos, las resistencias particulares de cada elemento significativo del sistema. Para cada puto de falla previsto deber resolverse la red resultante, no olvidando considerar las reactancias de mquinas rotatorias que sea necesario incluir en la red, dependiendo del nmero de ciclos en que se desee calcular la corriente de corto circuito. En circuitos de alta y media tensin, es de inters conocer la corriente momentnea (1/2 a 1 ciclo) y la corriente para interrupcin (8 ciclos), en tanto que en baja tensin solo la corriente momentnea es de inters. El mtodo basa sus clculos en la ecuacin general para sistemas en por unidad y es:

Este mtodo es generalmente el ms apropiado cuando en el circuito existen diversos niveles de voltaje. L nmero base es tambin llamado valor unidad ya que en el sistema de por unidad tiene un valor unitario. As, una tensin base es tambin llamado tensin en unidad. El smbolo que se usa para expresar valores en por unidad es X , usando tambin la abreviatura pu como subndice de la magnitud en cuestin Xpu. Mtodo por MVAs. Este mtodo es usado en donde se requiera no ser considerada la resistencia de los elementos que integran el sistema, ya que resulta ser un mtodo aproximado. El desarrollo de este mtodo se basa en los siguientes pasos: La impedancia del equipo deber convertirse directamente a MVA de corto circuito por la ecuacin 4.6, si la reactancia del equipo est en % o por la ecuacin 4.7, si la reactancia est en por unidad.

La impedancia de lneas y alimentadores (cables) deber convertirse directamente a MVA de corto circuito por medio de la ecuacin 4.8, si la reactancia de la lnea est en

Donde se observa que los kV son los correspondientes a los de lnea-lnea del cable. Dibujar dentro de rectngulos o crculos todos los MVA de corto circuito de equipos y alimentadores siguiendo el mismo arreglo que stos tienen en el diagrama unifilar. Cambiar los valores de MVAcc del sistema hasta encontrar un valor equivalente en el punto de falla, considerando que los valores en serie se combinan como si fueran resistencias en paralelo y los valores que estn en paralelo se suman directamente. Reducir el diagrama unifilar (ya con los cambios del punto anterior) como si fuera una red de secuencias del mtodo de componentes simtricas. Con el valor encontrado en el paso anterior, se calcula la corriente de corto circuito trifsico de la siguiente manera:

Donde se observa que los kV son los correspondientes a los de lnea-lnea en el punto de falla. Cabe mencionar que, este mtodo solo se aplica a una falla trifsica, ya que para una monofsica el procedimiento se complica demasiado. 9.-Interruptores de potencia

10.- Tipos de gabinetes elctricos