CRITERIO DE DISEÑO DE SUBESTACIONES AT/AT y AT/MT

INSTALACIONES DE EDELNOR

ICARACTERÍSTICAS GENERALES DE INSTALACIÓN

1.1 CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA ELÉCTRICO

En la siguiente tabla 1.1 se resumen las características principales del sistema eléctrico de Edelnor.

Tabla 1.1 – Características del Sistema Eléctrico

CARACTERÍSTICA UNIDAD MAGNITUD

Frecuencia Hz 60Voltaje nominal del sistema:AT1AT2AT3MT1MT2

kVkVkVkVkV

22060662010

Nivel de cortocircuito simétrico:AT1AT2AT3MT1

kAkAkAkA

4031.5/40

2525/31.5

Nivel de aislamiento (Um/Ua/Ui):AT1 AT2 y AT3MT1MT2

kVkVkVkV

245/460/105072.5/140/325

20/24/12512/28/75

Grupo de conexión del TransformadorAT/AT/MTAT/ATAT/MT/MT

YNyn0d11YNyn0

YNyn0d5Conexión del neutro del TransformadorAT1, AT2, AT3MT1MT2

Sólidamente AterradoSólidamente Aterrado

AisladoVoltaje de servicios auxiliaresAlimentación C.A.Alimentación C.C.Alimentación C.C. (Comunicaciones)

VcaVccVcc

220125 +10% / -20%48 +10% / -20%

Donde:

Um: Voltaje más alto para el equipoUa: Voltaje aplicada a frecuencia industrialUi: Voltaje de impulso atmosférico

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1.2 CONDICIONES AMBIENTALES DE LA ZONA

Las subestaciones serán diseñadas para poder operar satisfactoriamente bajo las condiciones ambientales prevalecientes de la zona de ubicación de la instalación, descritas en la tabla 1.3.

Tabla 1.2 – Condiciones Ambientales

CARACTERÍSTICA MAGNITUD

Altitud máxima (m) 1.000

Temperatura mín/máx (°C) 10/30

Nivel de humedad 95%

Nivel de contaminación Según la IEC 60815

Radiación solar, máx (w/m2) 1.000

Actividad sísmica Aceleración horizontal 0.5g

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IICRITERIOS GENERALES DE DISEÑO

El diseño de las SE´s se realizará aplicando en forma integrada criterios generales relacionados con los siguientes aspectos:

- Funcionalidad de las instalaciones- Calidad del equipamiento- Preservación del Medio Ambiente- Condiciones de trabajo

2.1 Funcionalidad de las instalaciones

- Disposiciones físicas que permitan la utilización de equipos ubicados de manera que se facilite su mantenimiento, reemplazo y ampliaciones futuras, con el mínimo de interrupciones de servicio.

- Operación de la SE en forma teleco mandada.- Capacidad de respaldo en la SE ante falla de un transformador, mediante

transformador de reserva, o respaldo desde la red de distribución, o sistema mixto.

2.2 Calidad del equipamiento

- Elección de equipos que garanticen elevada confiabilidad. La calidad de los equipos deberá asegurarse mediante las condiciones, criterios y exigencias señalados en las Especificaciones Corporativas, los cuales se basarán en las pruebas exigidas en las Normas internacionales aplicables.

- Elección de equipos que necesiten bajo o nulo mantenimiento.- Elección de equipos que preferentemente se auto diagnostiquen y comuniquen su

estado.- Preferencia por equipos con características estándares, es decir, que correspondan a

las líneas normales de fabricación.- Incorporación de equipos con nueva tecnología sólo cuando se tengan suficientes

antecedentes de buen desempeño.

2.3 Preservación del medio ambiente

- Aplicación de medidas para atenuar los efectos negativos relativos a ruido, contaminación por derrame de aceite, protección pasiva contra incendio y eliminación de residuos.

2.4 Condiciones de trabajo

- Seguridad y facilidad para el personal en las maniobras locales de equipos y en las labores de mantenimiento.

- Ausencia de obstáculos en zonas de tránsito para la circulación libre de personas y vehículos.

- Eliminación de superficies resbaladizas.- Señalización adecuada de todos los riesgos (eléctricos, mecánicos, etc.).

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IIICRITERIOS DE DISEÑO PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE

DISPOSICIÓN

Los siguientes criterios son definidos para el diseño del dimensionamiento:

- Distancias eléctricas- Distancias básicas- Distancia de seguridad- Protección contra potenciales- Dimensiones de equipos- Reglamentos de construcciones

3.1 DISTANCIAS ELÉCTRICAS

La sigue las recomendaciones de la Comisión Electrotecnia Internacional (IEC: 71– 2) para las distancias eléctricas mínimas en el aire entre fase a tierra y entre fases de conductores vivos con potencial, como función de una determinada configuración de electrodos y de la tensión nominal de impulso atmosférico que corresponde a tensiones máximas normalizadas (Um).

La tabla 1.1, muestra los valores de las distancias mínimas recomendadas por la IEC.

Tabla 3.1 – Distancias eléctricas mínimas recomendadas por IEC: 71-2

Voltaje máximoUm (kV)

Voltajede impulso atmosférico

Ui (kV)

DISTANCIA MÍNIMA EN EL AIRE (mm)

fase – fase / fase – tierra(vara – estructura)

fase – tierra (conductor – estructura)

12 75 11024 125 210

72.5 325 630245 1050 2100 1900

3.2 DISTANCIAS BÁSICAS

Las distancias básicas corresponden a las distancias eléctricas mínimas incrementadas con un factor de seguridad de 10 % (Comité N° 23 del Cigre), para efectos de tomar en cuenta las tolerancias de dimensiones de los equipos en su fabricación y variaciones y ajustes durante el montaje.

La tabla siguiente indica los valores de las distancias básicas a considerar.

Tabla 3.2 – Distancias básicas de diseño

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Tensión máximaUm (kV rms)

Tensión de impulsoatmosférico nominal (kV pico)

Distancia mínima en el airefase – tierra y fase – fase (mm)

1220

72.5245

751253251050

130240700

2400/2100

3.3 DISTANCIAS DE SEGURIDAD

Las distancias de seguridad vienen designadas por las distancias mínimas en el aire que deben mantenerse de las partes vivas con potencial, lejos del alcance del personal cuando en las instalaciones se desarrollen trabajos de operación y mantenimiento y se desplacen vehículos.

La distancia de seguridad es calculada como la suma de:

- La distancia básica relacionada al nivel de aislamiento de la distancia eléctrica mínima en el aire.

- La distancia que es función del desplazamiento del personal, máquinas y vehículos durante los trabajos de mantenimiento y operación dentro de la subestación.

Para el caso de desplazamientos de vehículos al interior de la subestación, la zona de seguridad, está dada por la distancia básica incrementada en 700 mm (Comité N° 23 del Cigre), medido desde las partes con tensión hasta el perfil del vehículo, para efectos de considerar inevitables maniobras e imprevistos en la conducción.

3.4 PROTECCIÓN CONTRA POTENCIALES

La subestación es diseñada con una malla de tierra profunda según la guía de la norma IEEE Std 80-2000, considerando como criterio de diseño una resistencia de 1 ohmio.

En las conexiones de puesta a tierra de pararrayos se considera la instalación además de electrodos de puesta a tierra.

Las conexiones de puesta a tierra superficiales de equipos e instalaciones es a través de pletinas de puesta a tierra.

3.5 DIMENSIONES DE EQUIPOS

Las dimensiones de los equipos eléctricos principales de la subestación corresponden a dimensiones adoptados por los fabricantes en función de los niveles de tensión, y por las características definidas en las Especificaciones Técnicas de EDELNOR.

Los seccionadores de Alta Tensión son equipos que influyen en el dimensionamiento de la subestación. Los seccionadores considerados son del tipo de apertura central con dos columnas aislantes por polo (criterio de mínimo costo).

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3.6 REGLAMENTOS DE CONSTRUCCIONES

El proyecto de edificación civil de la subestación deberá estar en concordancia con las exigencias del Reglamento Nacional de Construcciones (R.N.C.) y del Reglamento General de Construcciones para la Provincia de Lima.

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IVCARACTERÍSTICAS DE LAS SUBESTACIONES

4.1 ESQUEMA UNIFILAR

Los esquemas unifilares son definidos en función de la operación de la subestación en el sistema eléctrico según lo siguiente:

Subestaciones de Interconexión instalaciones AT/AT, el esquema unifilar definido corresponde al sistema doble Barra con acoplamiento.

Subestaciones de bajada instalaciones AT/MT, el esquema unifilar definido corresponde al sistema simple barra con seccionamiento longitudinal de barra para AT y acoplamiento de barra para MT.

El esquema de protecciones considera para todas las celdas de AT relé para la protección principal y relé para la protección de respaldo. Las subestaciones de interconexión son implementadas con relés de protección de barras.

Las celdas MT se considera la instalación de un relé de protección.

4.2 DISPOSICIÓN DE INSTALACIONES

Las instalaciones de las subestaciones son diseñadas aisladas en aire con instalaciones AT y MT al exterior e instalaciones de control, baterías y comunicaciones al interior de edificio.

Otras instalaciones que se considera en el diseño de las subestaciones son la caseta de vigilancia de seguridad y ambientes para los servicios higiénicos. Las subestaciones cuentan con un personal de vigilancia de seguridad permanente.

Para la protección contra incendios se considera la disposición de equipos extinguidores en el patio de llaves y muros cortafuegos entre transformadores de potencia.

4.3 SISTEMA DE CONTROL

El sistema de control es desarrollado con el objetivo de supervisar y controlar a distancia el proceso de distribución de energía eléctrica en la subestación, para dotarle de la característica de subestación no atendida.

Las nuevas subestaciones son implementadas con un sistema de control estructurado con los siguientes niveles jerárquicos:

Nivel 0 desde el equipo de maniobra Nivel 1 desde la unidad control de bahía Nivel 2 desde el HMI Nivel 3 desde el Scada

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El enlace de comunicación de la subestación al Scada es a través de dos medios: microondas y enlace contratado a operador local de comunicaciones.

4.4 SERVICIOS AUXILIARES

Los servicios auxiliares son alimentados principalmente por un transformador de 10 / 0.22 kV instalado en la propia subestación.

La alimentación al transformador de servicios auxiliares está dada por el transformador AT/MT de la propia subestación, no se cuenta con una fuente de respaldo. Para el respaldo a través de grupo electrógeno portátil se tiene instalado un tablero de transferencia.

El sistema de servicios auxiliares de corriente continua está conformado por un rectificador c.a./c.c., y un banco de baterías conectado en paralelo, el cual suministrará al fallar el rectificador c.a./c.c. o ante la pérdida del suministro de corriente alterna.

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