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Protocolo Final de Proyecto Integrador - Unidad 5
Protocolo Final de Proyecto Integrador - Unidad 5
Protocolo Final de Proyecto Integrador - Unidad 5
Docente:
Alumnos:
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Índice
Introducción..........................................................................................................................................4
Planteamiento del problema..................................................................................................................6
OBJETIVOS..........................................................................................................................................7
Objetivo general...............................................................................................................................7
Objetivos específicos.......................................................................................................................7
JUSTIFICACIÓN..................................................................................................................................8
Hipótesis................................................................................................................................................9
ALCANCES........................................................................................................................................10
Limitaciones.........................................................................................................................................10
Consecuencias de la investigación.......................................................................................................11
ESTADO DEL ARTE.........................................................................................................................12
MARCO TEORICO............................................................................................................................16
Industria textil...............................................................................................................................16
Características de la industria textil.............................................................................................16
Historia de la industria textil........................................................................................................17
Procesos de la industria textil.......................................................................................................18
Algodón.......................................................................................................................................18
Lino.............................................................................................................................................19
Seda.............................................................................................................................................20
IMPORTANCIA INDUSTRIAL......................................................................................................20
MAQUINARIA Y EQUIPOS QUE SE UTILIZAN COMÚNMENTE EN UNA EMPRESA
TEXTIL..............................................................................................................................................20
CONCEPTOS PARA EL DISEÑO DE UNA SUBESTACIÓN ELÉCTRICA.........................21
Conceptos básicos......................................................................................................................21
TENSIONES NORMALIZADAS................................................................................................29
CLASIFICACIÓN DE LAS TENSIONES NORMALIZADAS.............................................29
SELECCIÓN DE LA TENSIÓN ELÉCTRICA NORMALIZADA..........................................30
CLASIFICACIÓN DE SUBESTACIONES................................................................................31
Subestación eléctrica de potencia.............................................................................................31
CARACTERÍSTICAS DE OPERACIÓN DE LAS SUBESTACIONES..................................31
COMPONENTES Y EQUIPO QUE CONFORMAN UNA SUBESTACIÓN ELÉCTRICA..........33
CLASIFICACIONES....................................................................................................................33
SUBESTACIONES COMPACTAS EN MEDIA TENSIÓN......................................................37
APARTARRAYOS.............................................................................................................................39
BUSES DE ACOMETIDA Y ACOPLAMIENTO..............................................................................39
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CAPITULO 1......................................................................................................................................42
Ubicación de la fábrica y conceptos generales.............................................................................42
Diagrama unifilar.........................................................................................................................45
ACOMETIDA DE A.T. Y SUBESTACIÓN DE TRANSFORMACIÓN..................................46
Calculo de Carga Instalada y de la Demanda..............................................................................46
CONCLUSIONES...............................................................................................................................53
RECOMENDACIONES.....................................................................................................................54
BIBLIOGRAFÍA.................................................................................................................................55
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Introducción.
Por otro lado, se habla de sectores textiles para referirse a los distintos componentes o
estaciones de la producción textil, que directamente componen la industria. Tales como:
La industria textil, tradicionalmente, fue un campo de trabajo femenino que tenía lugar en
los propios hogares y cuya producción era, en el mejor de los casos, artesanal. Las telas así
producidas eran luego derivadas a un sastre o costurero, encargado de manufacturar las piezas
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de ropa a la medida del cliente adinerado, o de hacer piezas regulares destinadas al uso del
vulgo.
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Planteamiento del problema.
Sin embargo, gracias a esta industria pujante México se encuentra entre las potencias
textiles del mundo, especialmente en el sector de las fibras sintéticas, de las cuales es el
quinto proveedor a nivel mundial, exportando 4.695 millones de dólares anuales.
Con este dato nos damos cuenta de que las industrias textiles es un gran campo
laborar para las personas del sexo masculino por lo que el llevar a cabo una industria textil en
Tapachula ayudaría a generar nuevos campos de trabajo para este género ya que en ocasiones
por el simple hecho de ser mujeres no las contratan.
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OBJETIVOS.
Objetivo general
Diseñar y realizar el proyecto de una subestación eléctrica compacta de 2500 KVA y media
tensión de 23 KV, para una industria textil de telas, en la ciudad de Tapachula, Chiapas. En base a las
normas NOM-001-SEDE-2012 y la NRF CFE aplicables, así como la memoria técnico-descriptiva del
Objetivos específicos.
Aprender los pasos que se deben de seguir para el diseño de una subestación eléctrica
de esta magnitud.
Aprender a manejar programas que nos serán de apoyo para la realización de la
misma, (AutoCAD).
Aprender a elaborar un plan de mantenimiento para este tipo de subestaciones
eléctricas.
Comprender conceptos de impacto social del proyecto necesario
Obtener los requerimientos funcionales y no funcionales asociados a la operación de
cálculos.
Especificar un análisis de causas reales en los problemas y soluciones existentes
enfocadas en el tema industrial y enfoque eléctrico.
Identificar e interpretar las diferentes Normas que se utilizan para la elaboración de
una subestación eléctrica.
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JUSTIFICACIÓN.
Por esto, el trabajo de realizar proyecto integral de diseño de una subestación compacta
utilitaria tipo interior o exterior en aire a 2500 KVA, en media tensión 13.8 KV, para una
industria textil de telas de mezclillas con una carga del 80% de la capacidad del
transformador.
La finalidad de este proyecto es realizar una subestación industrial para ajustar los
parámetros como son: tensión, corriente, frecuencia, voltaje, etc. Todos estos parámetros se
ajustarán de acuerdo a las necesidades que la industria requerirá en su respectiva carga
eléctrica para satisfacer su maquinaria y equipo con la que contará esta misma, ya que al
suministrar el voltaje y la corriente adecuada a estos elementos el proceso de producción será
mucho más eficiente.
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Hipótesis.
Nuestro proyecto pretende suministrar energía eléctrica a una industria textil por
medio de una subestación eléctrica hermética que se adecue al ambiente donde operara.
Definición conceptual: existen varios tipos de subestaciones, se tendría que buscar una
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ALCANCES
Los alcances que tendremos serán el diseño y los cálculos de la misma, se diseñará
tomando encuentra la maquinaria que dicha fabrica ocupará para su proceso, la cantidad de
luminarias para las diferentes áreas, en fin, estará calculado todo para elegir la subestación
adecuada para el proyecto.
Limitaciones
Que los cálculos a resolver no sean congruentes y haya alguna falla de por medio.
No establecer valor específicos en los cálculos a desarrollar.
Minimizar las pérdidas de energía.
Diagramas unifilares de acuerdo a medidas.
Una buena confiabilidad.
Limitar niveles de cortocircuito.
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Consecuencias de la investigación.
Consecuencias en la sociedad.
Una de las principales consecuencias del proyecto está enfocada a que en la región sur
del estado de Chiapas es que no se tiene la experiencia de trabajar en las instalaciones de
industrias textil de tal magnitud, por lo que nos tenemos que apaegar lo mas posible a las
normas para no fallar en este tipo de instalaciones.
Consecuencias en el entorno.
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ESTADO DEL ARTE
Hemos encontrado está tesis que nos servirá como guía para la elaboración de nuestro
proyecto.
Desde el punto de vista eléctrico y de acuerdo a las normas del Código Eléctrico
Americano ^ una instalación textil como la que debernos diseñar., está catalogada como local
de clase III3 dado que., durante el proceso se pueden desprender fibras volátiles inflamables.
Del análisis de la maquinaria y equipos que van a ser instalados se desprende que
prácticamente todo el proceso se realizará en cabinas o ductos completamente cerrados tales
que impidan el desprendimiento de pelusa.
Citando una parte de un artículo publicado por la Crouse Hinds, podremos tener una
mejor idea de la decisión que debemos tomar, el párrafo en mención dice: "Es de notar que
para decidir en qué grado un área contiene concentraciones que pudieran ser peligrosas se
requiere habilidad y buen juicio. Hay muchos factores que entran en esta decisión,
incluyendo temperatura, presión barométrica, humedad, ventilación y distancia de la fuente
que origina vapores, en este caso "pelusa".
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La experiencia en otros montajes similares y los conceptos antes emitidos nos llevan a
definir con suficiente seguridad que debemos diseñar una instalación de tipo hermético. Al
decir instalación de tipo hermético se quiere aclarar que no habrán elementos tales como
interruptores, tomacorrientes, contactares, solenoides, motores o lámparas que estén en
contacto directo con el ambiente de proyección y que, por lo tanto, no habrá posibilidad de
que sobre ellos se depositen fibras volátiles inflamables.
Proceso de Producción
De las Cardas el algodón pasa a los Manuares donde la lámina de algodón se somete a
un proceso tal que sale en forma de mecha que, a su vez pasa a las máquinas denominadas
mecheras, que unen varias de las mechas y sacan una sola del diámetro y consistencia
adecuada para que entre en el proceso de hilatura.
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Durante todo el proceso y controlada por el sistema de climatización, la peluza que se
desprende es recogida mediante un sistema de ductos, los cuales canalizan su
almacenamiento y eliminación fuera del área de producción.
Distribución de Planta
Será necesario tomar la energía de la línea más cercana de 22.8 1 KV que disponga la
Empresa Eléctrica Quito; hasta llegar a un estación de transformación, a fin de bajar el
voltaje.
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Acometida De A.T. Y Subestación De Transformación
Posibilidades de Servicio
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MARCO TEORICO
Industria textil.
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Historia de la industria textil
La actividad textil, aunque no como industria como tal, prácticamente existe desde
que el individuo comenzó a vestirse. Al principio, se desarrollaba en los hogares y de manera
muy artesanal.
Posteriormente, con la Primera Revolución Industrial, comenzaron instalarse talleres
para producir de forma constante. Esto, con procesos que aún necesitaban de una gran
cantidad de mano de obra.
Sin embargo, a partir del siglo XIX, el sector textil comenzó a modernizarse con
nuevas tecnologías. Así, se desarrolló una producción en mayores volúmenes sin requerir de
un incremento significativo en el número de trabajadores.
Cabe señalar además que a partir del siglo XX las fibras sintéticas como el nailon o el
poliéster empezaron a ganar terreno. Esto, frente a insumos naturales como el algodón y la
lana.
Originalmente, el término textil se aplicaba sólo a las telas tejidas, pero con la
evolución de esta industria se extiende ahora incluso a telas producidas por métodos
diferentes al tejido, como las formadas por uniones mecánicas o procesos químicos.
Igualmente, se aplica a variadas materias primas y materiales obtenidos de las mismas, como
filamentos, hilos sintéticos, hilazas, que son empleados en tejidos trenzados, bordados,
acolchados, hilados, fieltrados, etc.
En estas operaciones textiles también están consideradas las de preparación de las
fibras de origen natural (vegetales o animales), y en los que se realizan procesos como el
blanqueado, teñido o la mercerización.
La elaboración de tejidos se remonta a la antigüedad más lejana. Como industria
textil, tras la invención de los telares mecánicos, comenzó a desarrollarse en Gran
Bretaña, Francia, Bélgica y Estados Unidos a partir de mediados del siglo XVIII.
Las máquinas se fueron perfeccionando rápidamente, pudiendo así incorporarse en la
elaboración distintas clases de fibras.
La lana, que era la fibra natural más utilizada, comenzó a ser sustituida por el algodón,
y aunque no la desplazó totalmente, sí se convirtió en la fibra natural de origen vegetal más
utilizada.
Ya en épocas recientes, el algodón comenzó a perder su primer puesto en cuanto a
demanda para la industria textil, comenzó a ser reemplazado en gran parte por las nuevas
fibras sintéticas y artificiales, con origen en los hidrocarburos, celulosas, etc.
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Procesos de la industria textil
Algodón
Dentro de la industria textil, el sector del algodón constituye uno de los que tiene una
mayor relevancia y peso específico en el mundo. El sector algodonero de basa en el cultivo,
recolección y elaboración de la planta del algodón, perteneciente al género Gossipium,
familia de las malváceas, de la que existe un gran número de variedades y que se cultiva
preferentemente en zonas cálidas.
En concreto, se procesan las fibras obtenidas de la cápsula del fruto que envuelve las
semillas en forma de pelos.
Aunque el principal producto que se obtiene del algodón es la fibra, también se
aprovecha la semilla, que reducida a polvo y prensada proporciona hasta un 13% de su peso
en aceite útil para aplicaciones industriales. Las tortas procedentes del prensado se utilizan
para la alimentación del ganado por su gran riqueza en proteínas.
Comercialmente los algodones se clasifican por la calidad de la fibra y su longitud.
Estas calidades varían mucho dependiendo de la región de donde procedan. La planta del
algodón sufre una serie de procesos industriales hasta convertirse en tejido: después de la
recolección, las masas de algodón, una vez secadas al sol, se someten a la acción de unos
rodillos dotados de púas en las que se engancha la fibra. Posteriormente, se separan las
impurezas mediante una máquina denominada "diablo".
Se completa el proceso mediante abridoras, y se somete la fibra a un chorro de aire
para quitarle las últimas impurezas, hasta que se obtienen las fibras con el grosor y la torsión
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adecuados, mediante el proceso de estirado. Tras el arrollado de la mecha, se pasa al hilado
en máquinas continuas de anillos; el hilo saliente se arrolla en husos y queda dispuesto para
obtener la tela directamente, o previo paso por diversos acabados. Cuando se quiere obtener
un tejido brillante, se somete el algodón a una mercerización, consistente esencialmente en
tratar los hilos tejidos con una sosa cáustica.
Con el algodón se confeccionan todo tipo de hilos y tejidos, tanto vastos y
rudimentarios, como los aptos para la confección de prendas de mayor calidad.
Lino
El lino es, junto con el algodón (en lo que se refiere a fibras de origen vegetal) y la
lana y seda (en cuanto a fibras de origen animal), de las plantas textiles más antiguas que se
conocen, e incluso es considerada la más antigua por algunos autores. Algunas fibras de lino
muy antiguas, datadas de 5.000 años a.C, fueron encontradas en las riveras del Nilo,
en Egipto, pues esta planta fue muy utilizada por los egipcios como materia prima principal
para la confección de sus vestidos.
El lino es una planta anual de la familia lináceas "Linum usitatissimum", de tallos
rectos, hojas uninervias y flores azuladas. Las fibras se han utilizado desde siempre como
materia textil en la preparación de un tejido más resistente que el algodón, aunque menos
flexible y más rígido.
Esta rigidez, unida a la superficie lisa y brillante que presentan los tejidos, dan el tacto
fresco y resbaladizo característico.
En la moderna industria textil renace de nuevo la confección de tejidos con fibra de
lino, aunque suele combinarse con otras fibras naturales, principalmente algodón y rayón.
El lino 100% se utiliza generalmente para objetos decorativos, pues la rigidez de las
prendas textiles de lino puro ha sido superada por otras fibras, incluso sintéticas.
Las semillas del lino se utilizan en medicina, y el aceite en la preparación de pinturas. Las
principales variedades son el lino ruso o real, el lino de Riga y el lino de Flandes.
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Seda
La utilización de las fibras del capullo de los gusanos de seda para la confección de
hilos y tejidos constituye uno de los sectores de la industria textil de más larga tradición.
La obtención de la seda se inicia con la cría del gusano de seda o sericicultura, de la
que se obtienen los capullos que, removidos en agua caliente, pierden parte de la sericina y
permiten el hilado elemental, llamado "molinaje", que da lugar a la seda cruda.
Mediante baños de purga se elimina el resto de sustancia gomosa para obtener la seda
desgomada, que adquiere entonces su clásico tacto. El hilo que forma cada capullo tiene una
longitud de más de 1.000 metros y de 8 a 15 micras de diámetro. La hilatura propiamente
dicha consiste en reunir varios capullos preparados en un recipiente de agua caliente, se unen
sus extremos y se hacen pasar por una hilera de porcelana y se procede a su devanado. Los
filamentos quedan así pegados entre sí y forman un hilo que se alisa a través del rozamiento
consigo mismo o con otro hilo.
IMPORTANCIA INDUSTRIAL.
La industria textil constituye el primer sector económico en muchos países que
todavía se encuentran en vías de desarrollo. Su importancia y evolución en estos países viene
determinado por una autonomía en la cual no precisan inversiones o tecnología foránea,
materias primas costosas, ni tampoco una mano de obra demasiado especializada.
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Cortadora vertival de 8” 110 V
Caldero generador y planchas 110 V
Recubridora 110 V 400 W ½ HP
Conceptos básicos.
Alimentador: Es el circuito conectado a una sola estación, que suministra energía eléctrica a
subestaciones distribuidoras o directamente a los usuarios.
Barra o bus: Es una barra colectora común en donde se conectan todos los alimentadores de
la misma tensión.
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Biodiversidad: La variabilidad de organismos vivos de cualquier fuente, incluidos, entre
otros, los ecosistemas terrestres, marinos y otros ecosistemas acuáticos y los complejos
ecológicos de los que forman parte; comprende la diversidad dentro de cada especie, entre las
especies y de los ecosistemas.
Blindaje:
Conjunto de elementos físicos (hilos de guarda o puntas pararrayos), dispuestos de
manera tal, que cuando ocurra una descarga atmosférica estos elementos sean los primeros en
recibir dichas descargas y drenarla a tierra, evitando así que las descargas incidan sobre los
equipos de la subestación.
Bypass:
Es el elemento (cuchilla desconectadora o interruptor de potencia), que sustituye
temporalmente a otros equipos para realizar la función de transferencia de energía eléctrica o
carga.
Corto circuito:
Es una conexión entre dos terminales de un elemento de un circuito eléctrico,
provocando la anulación parcial o total de la resistencia en el circuito, lo que conlleva un
aumento en la corriente que lo atraviesa.
Carga:
Es el valor dado en amperes, del consumo de energía eléctrica de un conjunto de
elementos (inductivo, resistivo o capacitivo) conectados a un circuito.
Catastro:
Es un registro inmobiliario administrativo dependiente del Estado en el que se
describen los bienes inmuebles rústicos, urbanos y de características especiales.
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Coordenadas geodésicas:
Son las coordenadas referidas a una superficie que modela la forma de la tierra.
Coordenadas geográficas: El Sistema de Coordenadas geográficas determina todas las
posiciones de la superficie terrestre utilizando las dos coordenadas angulares de un sistema de
coordenadas esféricas que está alineado con el eje de rotación de la tierra. Este define dos
ángulos medidos desde el centro de la tierra:
La latitud mide el ángulo entre cualquier punto y el ecuador. Las líneas de latitud se
llaman paralelos y son círculos paralelos al ecuador en la superficie de la tierra.
La longitud mide el ángulo a lo largo del ecuador desde cualquier punto de la tierra.
Se acepta que Greenwich en Londres es la longitud 0 en la mayoría de las sociedades
modernas. Las líneas de longitud son círculos máximos que pasan por los polos y se
llaman meridianos.
Coordenadas UTM:
Es una proyección cartográfica conocida como Universal Transversal Mercator, en la
cual se proyectan cilindros en forma transversal a la tierra, generándose zonas UTM con una
longitud de 6°. El sistema trabaja en coordenadas Norte y Este. Cuchillas: Son los
dispositivos cuya función consiste en conectar y desconectar un equipo sin carga de
operación, pueden ser monopolar o tripolar con accionamiento manual o motorizado
Curvas de nivel:
Son las líneas marcadas sobre un plano que representan la configuración topográfica
de un terreno.
Disparo:
Acción de interrupción de la corriente eléctrica de un dispositivo diseñado para este
fin. Diagrama unifilar: Esquema grafico que indica por medio de líneas sencillas y símbolos
eléctricos la interconexión y componentes de una Subestación Eléctrica.
Ecosistema:
La unidad funcional básica de interacción de los organismos vivos entre sí y de éstos
con el ambiente, en un espacio y tiempo determinados.
Equipo primario:
Es el conjunto de equipos, aparatos o circuitos eléctricos, principales involucrados en
la operación principal de una instalación
Escurrimiento pluvial:
Corriente de agua debida a la precipitación de lluvia.
Estudios ambientales:
Los estudios ambientales son necesarios para preparar manifestaciones de impacto
ambiental, informes preventivos, estudios técnicos justificativos y otros documentos
especiales que requieran las autoridades con competencia en la protección ambiental. De
quien la CFE obtiene las autorizaciones para la construcción de sus proyectos eléctricos.
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Documento que se presenta ante la Dirección General de Gestión Forestal y de Suelos
de la SEMARNAT, con el fin de solicitar el cambio de usos de suelo en terrenos forestales.
Este documento integra los estudios técnicos justificativos que demuestren que no se
compromete la biodiversidad, ni se provocará la erosión de los suelos, el deterioro de la
calidad del agua o la disminución de su captación, y que los usos alternativos del suelo que se
propongan sean más productivos a largo plazo.
Estudio geotécnico:
Estudio hecho para analizar el comportamiento y condiciones del suelo para ser usado
como material de construcción o como base de sustentación de las obras de ingeniería.
Estudio topográfico:
Informe geotécnico:
Ingeniero de diseño:
Es el profesionista a quien se le encomienda el diseño y proyecto de una Subestación
Eléctrica, y quien debe contar con el perfil, conocimiento, experiencia y habilidad necesaria
para realizarlo.
Interruptor de potencia:
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Es un dispositivo de maniobra capaz de cerrar o interrumpir un circuito, bajo
condiciones normales o anormales de operación de acuerdo a su capacidad interruptiva sin
sufrir daño.
Línea:
Conjunto de elementos cuya función es transportar energía eléctrica.
Línea de vista:
Licencia de construcción:
Norte astronómico:
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Obras por aportaciones:
Son las construidas por CFE o por un tercero, con aportación económica del usuario.
Las obras construidas por el tercero son entregadas a CFE para su operación y
mantenimiento.
Pararrayos:
Resistividad de terreno:
Subestación eléctrica:
Tableros de PCyM:
Transformador de corriente:
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Es un dispositivo eléctrico en el cuál circula un valor de corriente medido en amperes
por un conductor primario, y que proporciona una relación o proporción de valor de la
corriente eléctrica que circula a través de un conductor secundario. Transformador de
potencia: Es un dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir la tensión en un
circuito eléctrico.
Transformador de potencial:
Voz y datos:
Información que se transmite por diferentes medios (fibra óptica, radio, microondas,
OPLAT).
Zona de distribución:
Son las dependencias subalternadas de una división de distribución ubicadas en un área
geográfica determinada.
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TENSIONES NORMALIZADAS.
Por nivel de tensión eléctrica del sistema, las tensiones eléctricas normalizadas se clasifican
en:
Baja tensión, desde 100 V hasta 1 000 V;
Media tensión, mayor de 1 000 V hasta 34,5 kV;
Alta tensión, mayor de 34,5 kV hasta 230 kV; y
Extra alta tensión, mayor de 230 kV hasta 400 kV.
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Tensiones eléctricas. Las tensiones eléctricas consideradas deben ser aquellas a las que
funcionan los circuitos. La tensión eléctrica nominal de un equipo eléctrico no debe ser
inferior a la nominal del circuito al que está conectado.
Tensión eléctrica nominal del sistema. Es el valor asignado a un sistema eléctrico. Como
ejemplos de tensiones normalizadas, se tienen:
120/240 V; 220/127 V; 480/277 V; 480 V como valores preferentes
2400 V como de uso restringido
440 V como valor congelado
Para cualquier tensión eléctrica nominal de sistema, las tensiones eléctricas reales
existentes en varios puntos y tiempos de cualquier sistema eléctrico, se recomienda que estén
comprendidas dentro de las tolerancias.
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CLASIFICACIÓN DE SUBESTACIONES
• Flexibilidad:
La flexibilidad es la propiedad de la instalación para acomodarse a las diferentes
condiciones que se puedan presentar, bien sea por mantenimiento, por cambios en el sistema
o por fallas.
• Confiabilidad:
La confiabilidad se define como la propiedad de que una subestación pueda mantener
el suministro de energía, bajo la condición que al menos un componente de la subestación
pueda reparase durante la operación.
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• Seguridad:
La seguridad es la propiedad de una instalación de opera adecuadamente bajo
condiciones normales y anormales de manera que se evite el daño en los equipos o riesgos
para las personas.
• Modularidad:
Es la facilidad que tiene una subestación para cambiar de configuración cuando sus
necesidades o el sistema lo requiera.
Estas características pueden conjugarse en el momento de decidir la configuración de
una subestación, dependiendo de la ubicación de esta dentro del sistema de potencia, de
acuerdo con su función o pro capacidad. Si la subestación es de una capacidad e importancia
tales que su salida del sistema de potencia produzca suspensiones y problemas de
racionamiento en todo este, entonces la subestación requiere de un alto grado de seguridad. Si
la subestación tiene un gran número de circuitos y ellos pertenecen a diferentes sistemas,
dicha subestación requiere de un alto grado de flexibilidad. Si la subestación tiene como
objetivo primordial el suministro de energía la necesidad principal de esta subestación es la
confiabilidad.
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COMPONENTES Y EQUIPO QUE CONFORMAN UNA
SUBESTACIÓN ELÉCTRICA.
Interruptor automático
Seccionadores
Conmutadores de puesta a tierra
Transformadores de corriente
Transformadores de potencial o transformadores de voltaje
Capacitores de acoplamiento
Filtro de línea
Apartarrayos
Transformadores de potencia
Reactores de derivación
Reactores de limitadores de corriente
Sistemas de puesta a tierra
Capacitores en serie
Capacitores en derivación
CLASIFICACIONES
Equipo de campo
Equipo de tablero
Servicios auxiliares
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A) Equipo de Campo: Son elementos constitutivos del sistema de potencia que se encuentran
instalados en el patio de conexiones, generalmente a la intemperie, estando expuestos a las
condiciones ambientales. Son estos:
Transformador de Corriente (TC)
Transformador de Potencial (TP)
Transformador de Potencia
Interruptor (I)
Seccionador (S)
Pararrayos (P)
Trampa de onda (T.O)
Herrajes y Estructuras.
C) Servicios auxiliares: Son todo el conjunto de instalaciones formadas por las fuentes de
alimentación de corriente continua y de corriente alterna, de baja tensión que se utilizan para
energizar los sistemas de control, protección, señalización, alarmas y alumbrado de una
subestación, así como el sistema contra incendio. Las partes del sistema auxiliar son las
siguientes: Servicio de DC: Interruptores, tableros, baterías, alumbrado de emergencia,
cargadores. Servicio AC: Calefacción, alumbrado, aire acondicionado, ventilación, sistemas
contra incendio, etc.
Otros:
Caseta de control
Malla de tierra
Sistema de apantallamiento.
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SUBESTACIONES ENCAPSULADAS
Es una subestación cuyas partes vivas y equipos que soportan tensión están contenidos
dentro de envolventes metálicos. Por ejemplo, las Subestaciones encapsuladas en SF6. Las
Subestaciones en SF6 tienen sus partes bajo tensión aisladas en gas hexafluoruro de azufre
(SF6).
Cada equipo de alta tensión, incluyendo las barras principales o colectoras, está
encapsulado independientemente en un compartimiento metálico provisto de un ambiente de
gas SF6 a presión mayor que la atmosférica. Se forman así módulos individuales por equipo,
que luego se interconectan mecánica y eléctricamente entre sí para formar distintas
configuraciones.
Los módulos individuales corresponden a:
Módulo de juego de barras principales o colectoras.
Módulo de interruptor.
Módulo de seccionador de barras.
Módulo de seccionador de línea.
Módulo de seccionador de puesta a tierra.
Módulo de seccionador de aislamiento.
Módulo de transformador de corriente.
Módulo de transformador de tensión.
Módulo de transformador de tensión de barras.
Módulo de descargador de sobretensiones.
Módulo de prolongación (recto, ángulo).
Módulo de empalme con cable subterráneo.
Módulo de empalme con línea aérea.
Módulo de empalme con máquinas (transformador/autotransformador de potencia,
reactor, etc.).
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interruptores sobre fallas, al tiempo que también evitan la propagación de una falla al resto de
la Subestación.
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SUBESTACIONES COMPACTAS EN MEDIA TENSIÓN
Generalidades
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Grado de protección NEMA 1: para servicio interior a prueba de contacto accidental con el
equipo interno.
Grado de protección NEMA 12: para servicio interior a prueba de polvo; con sello
adhesivo de poliuretano industrial entre láminas y sello de goma tipo tubo en puertas.
Grado de protección NEMA 3R; para servicio intemperie a prueba de lluvia; con sello
adhesivo de poliuretano industrial entre laminas; sello de goma tipo tubo en puertas y
resistencias calefactoras.
Construcción
Armados por medio de tornillería que permiten ampliar, dividir o reducir el arreglo eléctrico
original utilizando las siguientes celdas:
a. Celda de Medición:
La Celda de Medición está destinada para alojar equipo de medición y control (Tp’s,
Tc’s) de la compañía suministradora de energía.
b. Celda de cuchilla de Paso (sin carga):La Celda de Cuchilla de Paso está destinada
para alojar una cuchilla de operación sin carga tipo “DTP”, la cual va instalada en la
parte superior de la celda compartiendo conexión y espacio con la celda del
seccionador para reducir dimensiones generales del arreglo. La Celda de Cuchilla de
Paso tiene como función principal aislar la sección con carga (alimentación) del resto
de las celdas una vez que se ha abierto el seccionador de operación con carga (LDTP),
para poder dar mantenimiento en todos los equipos conectados en la misma línea, e
incluso en el seccionador principal de operación con carga, de forma segura. La
disposición de esta cuchilla permite utilizarse como celda de acometida, ya que cuenta
con suficiente espacio para recibir la alimentación por cable.
c. Celda de Seccionador:
La Celda de Seccionador está destinada para alojar una cuchilla seccionadora de
operación con carga DRIWISA tipo “LDTP”, instalada lateralmente para disponer los
mecanismos de apertura rápidos de forma directa desde la parte frontal de la
subestación, evitando el uso de transmisiones u otros mecanismos de operación. Los
fusibles limitadores son extraídos lateralmente por lo que las bases de sujeción (clips)
estarán en ángulo de 60º. (Se deberá utilizar en todo momento como herramienta de
seguridad las pinzas extractoras de fusibles para evitar quemaduras por contacto
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directo con la porcelana, ya que después de una operación esta puede alcanzar
temperaturas entre 200 y 500º). Esta celda se suministra normalmente con
apartarrayos, pero puede omitirse según se requiera.
Celda de Acometida:
f. Celda de Transición:
APARTARRAYOS
clase distribución, modelo PDV-100 heavy duty (trabajo pesado); aterrizamiento neutro
solidamente aterrizado.
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Aisladores
Están fabricados con lámina de acero rolado en frío calibre 12 (2.78 mm) con tuercas
de ¼’’ UNC remachadas para el montaje de tapas laterales y superiores.
Puertas y Tapas
Son de lámina de acero rolado en frío calibre 14 (2 mm) con barrenos de fijación para
fácil montura en sus marcos. Las puertas frontales tienen una ventana de material inastillable
y cerraduras de material inoxidable.
Acabado
Estructuras, cubiertas, tapas y puertas están pintadas con pintura electrostática a base
de polvo en color gris ANSI 61 tanto exterior como en el interior.
Tornillería
Información técnica
Planos
Instructivos
Pruebas
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Se presentan reportes de prueba prototipo realizados en Laboratorios nacionales certificados
(LAPEM) que garantizan se cumple con los valores y capacidades indicados en el punto
Elevación de Temperatura
Corriente Pico
Pruebas de Rutina
Las pruebas de rutina son llevadas a cabo sobre cada subestación después de ser fabricada,
generando un reporte de pruebas. Las pruebas son las siguientes:
Tensión de aguante a 60 Hz
10 operaciones mecánicas
Marcado
Cada subestación incluye una placa de datos fabricada en material metálico inoxidable y
tiene grabada la siguiente información:
Número de serie
Tipo y modelo
Tensión nominal en kV
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Tensión de aguante al impulso por rayo en seco (NBA) en kV
Corriente nominal en A
CAPITULO 1
Para el desarrollo del presente proyecto se ha escogido una industria textil que se dedicará a
la obtención de fibra de algodón. La planta estaría ubicada en la ciudad de Tapachula,
Chiapas. Con una carga instalada del 80% de la capacidad del transformador en KW, las
mismas que están servidas con energía eléctrica proveniente de CFE. Desde el punto de vista
eléctrico y de acuerdo a las normas del Código Eléctrico Americano una instalación textil
como la que debemos diseñar, está catalogada como local de clase III dado que, durante el
proceso se pueden desprender fibras volátiles inflamables.
Local Clase III. — Se caracterizan por la presencia de fibras volátiles inflamables, tales como
algodón, rayón, yute y otras fibras textiles y polvo de madera. Por lo que acabamos de
indicar, lo más importante para el desarrollo del presente trabajo es decidir el tipo de
instalación que vamos a utilizar y por ende/ los materiales que deben ser especificados.
Del análisis de la maquinaria y equipos que van a ser instalados se desprende que
prácticamente todo el proceso se lo realizará en cabinas o ductos completamente cerrados
tales que impidan el desprendimiento de pelusa.
Citando una parte de un artículo publicado por la Crouse Hinds, podremos tener una mejor
idea de la decisión que debemos tomar, el párrafo en mención dice: "Es de notar que para
decidir en qué grado un área contiene concentraciones que pudieran ser peligrosas se requiere
habilidad y buen juicio. Hay muchos factores que entran en esta decisión, incluyendo
temperatura, presión barométrica, humedad, ventilación y distancia de la fuente que origina
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vapores, en este caso "pelusa". “La experiencia en otros montajes similares y los conceptos
antes emitidos nos llevan a definir con suficiente seguridad que debemos diseñar una
instalación de tipo hermético.
Al decir instalación de tipo hermético se quiere aclarar que no habrán elementos tales como
interruptores, tomacorrientes, contactares, solenoides, motores o lámparas que estén en
contacto directo con el ambiente de proyección y que, por lo tanto, no habrá posibilidad de
que sobre ellos se depositen fibras volátiles inflamables.
Instalación hermética
Distribución de Planta
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Diagrama unifilar
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CAPITULO 2
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Transformador: 2500 KVA. Voltaje de utilización en el lado de baja: 220 V. señalado
por el cliente
Sistema de Emergencia
Luego del análisis correspondiente hemos llegado a la conclusión que las áreas que
requerirán estar acopladas a ese sistema son las de: hilatura y borde.
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Descripción de la Acometida de Alta Tensión
Desde el poste identificado en los planos como P—5 y a partir del terminal de cable
para montaje a la intemperie, hasta al interior de la subestación de transformación, se
instalará cable tripolar de cobre N° 4 AWG, con aislamiento para 25 KV, el cual será
enterrado directamente en el suelo por razones de seguridad en el cruce del cable con la vía
de circulación vehicular, se lo colocará dentro de ductos de cemento.
Subestación de Transformación
Las sobretensiones que se presentan en las instalaciones de un sistema pueden ser de dos
tipos:
b) Sobretensiones de maniobra
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Las ondas que se presentan durante una descarga atmosférica, viajan a la velocidad de la luz
y dañan el equipo si no sobretensión, descargando la corriente a tierra.
Su principio general se basa en la formación de un arco eléctrico entre dos explosores 3 cuya
separación está determinada de antemano de acuerdo a la tensión a la que se va a operar. En
este caso se debe utilizar el pararrayo tipo distribución y debe ser corregido para operar a
3000 mt. de altura sobre el nivel del mar
Como se ha 'expuesto anteriormente, uno de los fenómenos que ocurren durante las
anormalidades, y en especial durante cortocircuitos es el aumento, de la corriente que, en la
mayoría de los casos, sobrepasa los valores normales de operación de transformadores de
poder y sus subestaciones Industriales es el fusible.
Portafusibie seccionador
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Como elemento de seccionamiento y como elemento de protección. .33 El ele miento
de protección constituye el elemento fusible que se encuentra dentro del cartucho de
conexión y desconexión. El dispositivo fusible naturalmente se debe seleccionar de acuerdo a
la corriente que debe circular por lo general operan sin carga pero lo pueden hacer hasta
cierto límite. Por tanto., para las protecciones se ha escogido seccionador tripolar para
protección del transformador en alta tensión, y portafusibles seccionadores unipolares tipo
"cut off" para protección de los transformadores de medición (tensión)
Los desconectadores son aparatos de distribución para maniobras sin corriente., los
cuales establecen durante la ruptura un sector de interrupción bien visible., poseen cuchillas
de ruptura paralelas que encajan a presión en piezas de contacto macizas, Tomando en
consideración la poca distancia al tablero principal y para no duplicar costos y protecciones
en una reducida distancia de 5 metros., se ha especificado para el lado de baja tensión del
transformador un desconectador de barras para 3,000 A. de capacidad y en el tablero
principal un interruptor de 2.000 A. Como consecuencia de lo analizado, se ha escogido los
siguientes elementos para protecciones contra sobrecorrientes:
Instalaciones de Fuerza
Tablero Principal
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Seccionador de fusibles tripolar de 630 Amp. de capacidad 5 con cartuchos fusibles de
500 Amp, Seccionador de fusibles tripolar de 1 .500 Amp de capacidad con cartuchos
fusibles de 1.000 Amp.
1 Conmutador de voltímetro
barras para 1 .500 Amp. y 220 V. Contiene; 8 Seccionadores de fusibles, tripolares, de 160
Amp, de capacidad, con cartuchos fusibles de 160 Amp. "
1 Seccionador de fusibles, tripolar, de 160 Amp, de capacidad., con cartuchos fusibles de 100
Amp.
Tablero STFZ - 1
De "construcción similar al anterior., con capacidad de barras para 6OO Amp. y 22O V.
Contiene; Seccionador de fusibles tripolar de 400 Amp, de capacidad, con cartuchos fusibles
de 200 Amp, «
Seccionador de fusibles tripolar de 160 Amp. de capacidad con cartuchos fusibles de 160
Amp. .".
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Tablero STC - 1
De construcción similar al anterior con capacidad de barras de 160 Amp. y 220 Vr Contiene:
CALCULOS
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CONCLUSIONES
En una industria textil como la de nuestro caso, uno de los elementos más peligrosos
para el buen funcionamiento de las instalaciones es la pelusa que -se desprende durante el
proceso de producción por lo que es indispensable diseñar las instalaciones de manera que se
evite que la pelusa entre a los elementos o equipos eléctricos y "ocasione posibles incendios.
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Basado en lo anterior, consideramos conveniente que la instalación sea de tipo
hermético, utilizando para ello elementos adecuados, a fin de dar seguridad al
personal y a la industria misma.
Consideramos de modo general que toda Va instalación de alta tensión debe estar
fuera del área de producción, tal como hemos diseñado, ya que eso facilita la operación y
mantenimiento por parte de la Empresa de suministro.
La iluminación artificial de las áreas de producción debe tener un adecuado nivel, una
buena uniformidad, a fin de que el personal pueda trabajar con precisión y en un ambiente
agradable., este tipo de industrias normalmente trabaja las 24 horas del día
RECOMENDACIONES
1. El diseño de las instalaciones eléctricas para uso industrial debe ser realizado
adecuadamente siguiendo al pie de la letra las normas correspondientes. Características
propias de este tipo de industrias y el peligro que puede representar una instalación
deficiente.
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2. Durante el proceso de instalación se debe controlar la calidad de los materiales y el trabajo
de detalle de los obreros. Se requiere personal calificado y con experiencia, que sepa tratar
bien los conductores y realizar ajustes y conexiones correctamente. Todo lo dicho para evitar
la creación de arcos chispas o llamas peligrosas que puedan prolongarse hacia la atmosfera
exterior.
a) Debe prestarse servicio o desarmarse el equipo eléctrico solo después de des energizar los
circuitos de abastecimiento y debe rearmarse herméticamente antes de que se restablezcan
los circuitos.
b) Cualquier partícula extraña no debe dejarse acumular en las superficies de las cajas de
conexiones.
c) Los cables que se requieren para el equipo portátil deben examinarse frecuentemente y
reemplazarse a la primera indicación de deterioro o daño mecánico.
5. Es muy importante que por previsión se instruya al personal en manejo de equipo contra
incendios.
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