Transformadores

INTRODUCCIÓN

El objetivo de este proyecto es el de realizar la instalación eléctrica para el suministro de energía en la remodelación de la Comandancia de Policía de la Ciudad de Chetumal Quintana Roo, ubicado en la avenida Centenario rumbo al poblado de Calderitas para lo cual se diseña una nueva subestación y sus componentes de protección.

En la elaboración de este proyecto, se consideran las normas de diseño de la secretaria de energía (NOM 001 SEDE 2012), y las normas de distribución y construcción subterránea CFE versión 2004.

Aun cuando esta instalación está ubicada en una construcción existente, este proyecto se considera como nuevo ya que tendrá una distribución exclusiva para la Comandancia de Policía, misma que será suministrada por una acometida a la subestación diseñada.

1.- MEMORIA DE CÁLCULO EN MEDIA TENSIÓN

1.1 Tipo de instalación a desarrollar

El tramo en media tensión proyectado para proporcionar el servicio de energía eléctrica a la Comandancia de Policía se realizará a partir de una línea de CFE aérea existente de 13,200 volts teniendo como punto de entroncamiento, un poste nuevo con una estructura de transición PCR-13-G-600 desde donde se llevará la acometida en media tensión subterránea a fin de llevar a la línea en forma subterránea hasta donde se realizará la subestación particular.

1.2 Demanda del local

Tomando en consideración la consideración del tipo de uso que se le dará a la Comandancia de Policía de uso continuo se considera una carga de 107.42 KVA.

1.3 Conductor y tipo de aislamiento

Debido a que la línea de alimentación se realizará en un tramo aéreo y en otro subterráneo, el tipo de cable utilizado en la red aérea será distinto que el de la red subterránea.

Para la red subterránea se utilizará cable de aluminio monopolar de 15 KV con aislamiento de polietileno de cadena cruzada (XLP) calibre 1/0 AWG, 100% nivel de aislamiento y grasa selladora en el conductor central, de acuerdo a las normas de distribución-construcción-líneas subterráneas CFE-CPMXLP.

Para el conductor del neutro corrido se utilizará cable de cobre desnudo semiduro, calibre 1/0 AWG, el cual se conectara a la barra de neutro del transformador y a su vez al sistema de tierras de la subestación.

1.4 Cálculos en media tensión

1.4.1 Cálculo del transformador y protecciones en media tensión

La CFE por medio de sus bases de proyecto, solicita que los transformadores tengan un coeficiente de utilización no mayor de 80% cuando la estación de transformación es donada a CFE, sin embargo la subestación será particular, por lo que de acuerdo a la norma NOM-001-SEDE-2005 Articulo 924-19 (d) referente a la selección de los transformadores señala que el transformador debe operar lo más cercano al 100% de su capacidad nominal.

De tal manera que si la demanda máxima de la Comandancia de Policía es de 107.42 KVA, el transformador será uno de 112.5 KVA trifásico, el cual estará al 95.48% de su capacidad.

El transformador a utilizar será trifásico tipo pedestal, en operación radial, clase 15 KV, con una tensión en el primario de 13,200 volts y una tensión en el secundario de 220/127 volts, con cambiador de 4 taps (2 arriba y 2 debajo de 2.5% cada uno con respecto al voltaje nominal), enfriamiento tipo OA y 60 Hz.

La protección del primario se realizará con fusible limitador de corriente, de rango parcial en serie con el fusible de expulsión removible desde el exterior de acuerdo a la especificación CFE-K0000-04.

Para obtener la capacidad del elemento fusible en media tensión ubicado en el poste de transición se considera la demanda máxima del transformador, de tal manera que:

fusible cortacircuito I=KVA/Ef→ (112.5 KVA)/(13.2 KV)=8.52 amperes

Así, el elemento de protección será un listón de tipo universal de 10 amperes.

Para la selección de protección del Apartarrayos, se han seguido las especificaciones de CFE, las cuales indican el uso de Apartarrayos de óxido de zinc.

Selección del voltaje máximo de operación continua (MCOV)

MCOV=Vf/√3*factor TOV

Donde el factor TOV es el factor que considera el aumento de tensión temporal y de acuerdo a la norma ANSI c62.11-1987, se toma como 1.06

MCOV=13.2/√3*1.06

MCOV = 8.07

El factor de aterrizamiento del sistema

Este factor considera el aumento transitorio de tensión a que se someten las fases no falladas durante una falla a tierra y el cual depende del tipo de aterrizamiento del neutro del sistema. En este proyectado se tiene un sistema con neutro sólidamente aterrizado, por lo que el factor es de 1.4

La tensión nominal del Apartarrayos debe entonces seleccionarse como igual o mayor al producto de la tensión máxima de operación (MCOV) y el factor de aterrizamiento, por lo tanto tenemos:

Vn apartarrayos=MCOV*FA

Vn apartarrayos=8.07*1.4

Vn apartarrayos=11.98

Lo que indica que el Apartarrayos seleccionado es de clase 12 KV

Margen de protección

El margen de protección se obtiene como:

MP=[NBAI/2(VR+VG) -1]*100

Dónde:

MP = margen de protección

NBAI = nivel básico de aislamiento al impulso (KV)

VR = tensión de descarga

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