Tesis De Subestaciones

UNIVERSIDAD NACIONAL
AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE INGENIERÍA

CONSIDERACIONES GENERALES PARA
OPTIMIZAR EL DISEÑO ELECTROMECÁNICO
DE SUBESTACIONES DE TRANSMISIÓN

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QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE
INGENIERO ELÉCTRICO Y ELECTRÓNICO
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RODRIGO TAFOLLA RAMÍREZ

DIRECTOR DE TESIS
M.I. JORGE QUINTANA CASTAÑEDA

MÉXICO, D.F. 2014

ÍNDICE
LISTAS DE FIGURAS, TABLAS YGRÁFICAS……………………………..………v
LISTA DE DIBUJOS………………………………………………………………………vi
INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………..…….1
CAPÍTULO I: SUBESTACIONES Y SUS COMPONENTES
1.1. Generalidades……………………………………………………...………………..5
1.2. Concepto de subestación………………………………………………...……….6
1.3. Niveles de tensión en sistemas eléctricos….……..…......….…...….….……..6
1.4. Clasificación de lassubestaciones…………..………………….......................7
1.4.1. Clasificación de las subestaciones de acuerdo con su función…………........7
1.4.2. Clasificación de las subestaciones de acuerdo con su nivel de tensión.........8
1.4.3. Clasificación de las subestaciones de acuerdo con su tipo de aislamiento...8
1.4.4. Clasificación de las subestaciones de acuerdo con su forma de instalación.9
1.5. Principales equipos de una subestación……………………..……………...10
1.6.Equipos primarios…………………………………………………………………11
1.6.1. Transformador de Potencia………………………………………………….…..11
1.6.1.1. Clasificación de los Transformadores de Potencia……………….…....11
1.6.1.2. Elección de Transformadores………………………………….……...….12
1.6.2. Interruptores de Potencia……………………………………………….….…....14
1.6.2.1. Clasificación de los Interruptores de Potencia………………….….…..14
1.6.2.2. Características de losInterruptores de Potencia………………..….….16
1.6.3. Cuchillas Desconectadoras……………………………………………….…....16
1.6.3.1. Clasificación de las Cuchillas Desconectadoras……….…….………..17
1.6.3.2. Características de las Cuchillas Desconectadoras………………...….20
1.6.4. Transformadores de Instrumento……………………………………………....21
1.6.4.1. Clasificación de los Transformadores de Instrumento…………..…....21
1.6.4.2. Característicasde los Transformadores de Instrumento…….….…....23
1.6.5. Apartarrayos…………………………………………………………………..….25
1.6.5.1. Clasificación de los Apartarrayos……………………....………………..25
1.6.5.2. Características de los Apartarrayos……………………………………..25
1.6.6. Equipos de Compensación………………………………………………….…27
1.7. Otros Elementos que Constituyen una Subestación…………..………….29
1.7.1. Estructuras…………………………………………………………………………291.7.1.1. Estructuras Mayores………………………………………………………..30
1.7.1.2. Estructuras Menores………………………………………………………..31
1.7.2. Conductores………………………………………………………………………..32
1.7.3. Aisladores…………………………………………………………………………..33
1.7.4. Casetas y Edificaciones…………………………………………………………..35

i

1.8.

Ubicación de equipos primarios en una subestación……………………....36

CAPÍTULO II: PRINCIPALES ETAPAS DEL DISEÑO ELECTROMECÁNICO
DESUBESTACIONES DE TRANSMISIÓN
2.1.
2.2.

Principales etapas para el diseño de subestaciones……………………….37
Principales etapas para el diseño electromecánico de subestaciones de
Transmisión……………………………………………………………………...…40
2.2.1.
Diagrama Unifilar de Protección, Control y Medición…………………....41
2.2.2.
Arreglo General…………………………………………………………....…42
2.2.3.
Disposición de equipo…………………………………….……….….....….432.2.4.
Isométrico con cargas…….….…….……….…..…….…..……..………….43
2.2.5.
Flechas y tensiones…………………………………………………..…..….44
2.2.6.
Coordinación de aislamiento……………………………………….……….44
2.2.7.
Red de tierras…………………………………………………………………45
2.2.8.
Conductores, aisladores, herrajes y conectores…………………...…….46
2.2.9.
Arreglo general de caseta de control y otras edificaciones………….….46
2.2.10.
Serviciospropios…………………………………………………………….47
2.2.11.
Cableado de la subestación………………………………………………..47
2.2.12.
Trincheras, ductos y registros……………………………………………...47
2.2.13.
Alumbrado interior y exterior……………………………………………….48
2.2.14.
Sistema contra incendio…………………………………………………....49
2.2.15.
Sistema de seguridad física………………………………………………..49
2.2.16.
Memorias de cálculo………………………………………………………..49
2.2.17....