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MANTENIMIENTO EN REDES DE DISTRIBUCIN AREA
Universidad Nacional Autnoma de Mxico Facultad de Estudios Superiores Cuautitln
Ingeniera Mecnica Elctrica
Seminario De Ingeniera Mecnica Elctrica
Grupo: 2058
Alumnos:
Legorreta Dimas Oscar Antonio
Tejeda Garca Erick Ricardo
Prez Albarrn Mauricio
San Martn Licona ngel Esa
Profesor: Ing. Oscar Cervantes Torres
Periodo Acadmico: 2015-II
Universidad Nacional Autnoma de Mxico Seminario de Ingeniera Facultad de Estudios Superiores Cuautitln Mantenimiento en Redes de Distribucin Area Ingeniera Mecnica Elctrica Semestre 2015-II
Indice PAG.
Tema I Introduccion Sistemas Electricos de Potencia..1
Tema II Caracteristicas de los Sistemas de Distribucion Aereos..22
Tema III Comportamietno y Operacion de Redes aereas de Distribucion .38
Tema IV Mantenimiento..45
Tema V Aplicacin y Desarrollo de Mantenimiento.51
Conclusiones Generales
Bibliografa
Tema I Introduccin-Sistema Elctrico de
Potencia
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Introduccin A partir del descubrimiento de la energa elctrica y su posible utilizacin comercial por
parte del hombre, esta ha jugado un papel importante en el desarrollo de la humanidad.
El desarrollo de grandes fuentes de energia para ejecutar trabajos utiles ha sido la clave
del dilatado progreso industrial y parte primordial en la mejora de calidad de vida del
hombre, en la sociedad moderna.
Pero el proceso de hacer llegar la energia elctrica desde la fuentes hasta los
consumidores, requieren de estructuras cada vez ms complejas, denominadas sistemas
de potencia.
Las cuales poseen asociadas una serie de fenmenos en condiciones operativas normales
y anormales, que son motivo del apasionado estudio de los ingenieros electricistas.
Sistema Elctrico De Potencia
Definicin:
El sistema elctrico de potencia es un conjunto de elementos que tiene como fin
generar, transformar, transmitir, distribuir y consumir la energa elctrica de tal forma
que se logre la mayor calidad al menor costo posible.
Los sistemas de potencia son estructuras complejas y extensas, y debido a mltiples
factores (estratgicos, econmicos, etc.) no operan de manera aislada, sino que por el
contrario, se encuentran relacionados entre s, constituyendo lo que se denomina un
sistema interconectado (Power-Pool)
Un sistema interconectado son dos o ms sistemas de potencia que se encuentran
conectados elctricamente entre s, los cuales son planificados y operados de manera para
poder as suministrar la energa de manera ms confiable y econmica a sus cargas y
consumidores, combinando, con los planes de expansin, mejora y mantenimiento de cada
sistema, con el objetivo de lograr crecer a la par de la carga.
Las interconexiones facilitan la coordinacin de las actividades de planificacin y
operacin de los sistemas de generacin y transmisin de los sistemas de potencia;
Integra los sistemas a efectos de expandir y operar los sistemas interconectado, y as
satisfacer la demanda de energa elctrica. Asegura la calidad y confiabilidad del servicio
al menor costo posible, mediante la optimizacin en el uso de las instalaciones y de los
recursos energticos.
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Estructura Del Sistema Elctrico De Potencia
Dentro de los sistemas de potencia debido a su estructura, es comn distinguir cuatro
niveles funcionales u operativos de voltaje:
Generacin
Transmisin
Subtransmisin
Distribucin
Sistema De Generacin Elctrica
La generacin de energa elctrica consiste en transformar alguna clase de energa
qumica, mecnica, trmica o luminosa, entre otras, en energa elctrica. Para la
generacin industrial se recurre a instalaciones denominadas centrales elctricas, que
ejecutan alguna de las transformaciones citadas. Estas constituyen el primer escaln
del sistema de suministro elctrico.
La generacin elctrica se realiza, bsicamente, mediante un generador; si bien estos no
difieren entre s en cuanto a su principio de funcionamiento, varan en funcin a la forma
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en que se accionan. Explicado de otro modo, difiere en qu fuente de energa primaria
utiliza para convertir la energa contenida en ella, en energa elctrica.
La demanda de energa elctrica de una ciudad, regin o pas tiene una variacin a lo
largo del da. Esta variacin es funcin de muchos factores, entre los que destacan: tipos
de industrias existentes en la zona y turnos que realizan en su produccin, climatologa
extremas de fro o calor, tipo de electrodomsticos que se utilizan ms frecuentemente,
tipo de calentador de agua que haya instalado en los hogares, la estacin del ao y la hora
del da en que se considera la demanda.
La generacin de energa elctrica debe seguir la curva de demanda y, a medida que
aumenta la potencia demandada, se debe incrementar la potencia suministrada. Esto
conlleva el tener que iniciar la generacin con unidades adicionales, ubicadas en la misma
central o en centrales reservadas para estos perodos.
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En general los sistemas de generacin se diferencian por el periodo del ciclo en el que
est planificado que sean utilizados; se consideran de base la nuclear y la elica, de valle
la termoelctrica de combustibles fsiles, y de pico la hidroelctrica principalmente (los
combustibles fsiles y la hidroelctrica tambin pueden usarse como base si es necesario).
Dependiendo de la fuente primaria de energa utilizada, las centrales generadoras se
clasifican en termoelctricas (de carbn, petrleo, gas, nucleares y solares
termoelctricas), hidroelctricas (aprovechando las corrientes de los ros o del mar:
mareomotrices), elicas y solares fotovoltaicas. La mayor parte de la energa elctrica
generada a nivel mundial proviene de los dos primeros tipos de centrales reseados.
Todas estas centrales, excepto las fotovoltaicas, tienen en comn el elemento generador,
constituido por un alternador de corriente, movido mediante una turbina que ser distinta
dependiendo del tipo de energa primaria utilizada.
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El Sistema Elctrico Nacional
El Sistema Elctrico Nacional est conformado por dos sectores, el pblico y el privado.
El servicio pblico se integra por CFE y las centrales construidas por los Productores
Independientes de Energa (PIE), stos ltimos entregan la totalidad de su energa a CFE
para el servicio pblico de energa elctrica. Por otro lado, el sector privado agrupa las
modalidades de cogeneracin, autoabastecimiento, usos propios y exportacin.
El 22.81 % de la capacidad instalada corresponde a 21 centrales construidas con capital
privado por los Productores Independientes de Energa (PIE). La Comisin Federal de
Electricidad es una empresa del gobierno mexicano que genera, transmite, distribuye y
comercializa energa elctrica para ms de 27.1 millones de clientes, lo que representa a
casi 80 millones de habitantes. En la CFE se produce la energa elctrica utilizando
diferentes tecnologas y diferentes fuentes de energtico primario. Tiene centrales
termoelctricas, hidroelctricas, carboelctricas, geotermoelctricas, elicas y una
nucleoelctrica.
La CFE tiene ms de 738 mil kilmetros de lneas de transmisin y de distribucin.
El suministro de energa elctrica llega a cerca de 137 mil localidades (133,345
rurales y 3,356 urbanas).
El 96.84% de la poblacin utiliza la electricidad.
En Mxico debido a la infraestructura y operacin del Sistema Elctrico Nacional (SEN),
CFE lo divide en nueve regiones: Baja California, Baja California Sur, Noroeste, Norte,
Noreste, Occidental, Central, Oriental y Peninsular.
La operacin de estas nueve regiones est bajo la responsabilidad de ocho centros de
control ubicados en las ciudades de Mxico, Puebla, Guadalajara, Hermosillo, Gmez
Palacio, Monterrey y Mrida; las dos de Baja California son administradas desde Mexicali.
Todas ellas se encuentran coordinadas por el CENACE en el Distrito Federal.
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Generacin De Electricidad Con Energas Renovables En Mxico
Actualmente, Mxico cuenta con alrededor de 1,924.8 MW de capacidad instalada de
generacin elctrica con base en energas renovables, que incluye la capacidad destinada
al servicio pblico, cogeneracin y autoabastecimiento, representando el 3.3% de la
capacidad instalada en el servicio pblico del pas.
Consumo nacional de energa elctrica Segn las fuentes de informacin en el ao 2009,
se registr un consumo nacional de energa elctrica aproximadamente de:
El consumo nacional de energa elctrica se integra por dos componentes:
Las ventas internas de energa elctrica, las cuales incluyen la energa entregada
a los usuarios con recursos de generacin del sector pblico, incluyendo a los
productores independientes de energa.
El autoabastecimiento, que incluye a los permisionarios de autoabastecimiento,
cogeneracin, usos propios continuos, pequea produccin e importacin de
electricidad.
En 2009, el sector industrial consumi el 58.5% de las ventas el territorio nacional, con
107,651 GWh. Por otra parte, el sector residencial consumi el 25.8% de las ventas
internas, con lo cual es el segundo consumidor de energa elctrica, seguido por el sector
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comercial con 7.4%, luego el bombeo agrcola con 4.4% y finalmente el sector servicios
con 3.8 %.
Prospectiva De La Demanda Mxima Hacia El Ao 2024
La demanda mxima global del sistema incluye las cargas con autoabastecimiento remoto
y la correspondiente al servicio pblico. Durante la ltima dcada ha mostrado un
comportamiento ascendente. El pronstico de demanda para el ao 2024 lo podemos ver
en la siguiente tabla:
Como podemos ver en el cuadro anterior, para el ao 2024 la demanda mxima tomara el
valor de la capacidad instalada que se tiene actualmente, por ello la importancia de
expandir el sector elctrico nacional y as poder tener un margen de reserva confiable. La
proyeccin de consumo calculada para los prximos 15 aos se muestra en la siguiente
tabla:
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Expansin Del Sistema Elctrico Nacional
La capacidad adicional requerida para atender la demanda de energa elctrica calculada
para los prximos aos, se realiza con base en la evaluacin tcnica y econmica de los
diferentes proyectos, seleccionando los proyectos de generacin y transmisin que logran
el menor costo total de largo plazo.
Dicho expansin considera el tiempo de maduracin de cada proyecto, que inicia con la
planeacin de una nueva central generadora, el proceso de contratacin, construccin y
termina hasta su entrada en operacin comercial, para lo cual en promedio transcurren
de cuatro a seis aos, dependiendo del tipo de central y del combustible a utilizar, entre
otros factores.
En el caso de los proyectos de transmisin se requiere de un proceso que va de tres a cinco
aos previo al inicio de operaciones de la nueva infraestructura.
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Como podemos observar en la tabla anterior en un futuro la generacin de energa
elctrica seguir dependiendo de los combustibles fsiles aunque ya en menor magnitud,
la participacin de algunas fuentes energticas se mantendr constante, el uso de energas
renovables como la elica, con el paso de los aos aumentara su capacidad
considerablemente, el aprovechamiento de la energa solar no se considera todava a
pesar del gran potencial del recurso natural que se tiene en el territorio nacional.
Es importante seguir fomentando la construccin de centrales elctricas de fuentes
renovables que pueden contribuir a reducir la dependencia de combustibles como el
petrleo y aumentar la seguridad del abastecimiento elctrico proporcionando un futuro
sustentable para el pas.
Sistema De Transmisin
Como se vio anteriormente, la electricidad es producida a travs de centrales generadoras
de diferentes tipos. Todas ellas estn basadas en el uso de los recursos naturales del
planeta: centrales hidrulicas ubicadas en ros, lagos naturales o artificiales, trmicas que
utilizan el carbn, gas o petrleo, elicas, solares, mareomotrices y undimotrices; estas
dos ltimas se basan en las mareas y las olas respectivamente.
Las lneas de transmisin de alto voltaje
Existe un problema que el ser humano ha tenido que resolver: todos los recursos de energa anteriormente sealados se encuentran en la mayora de los casos a grandes distancias de los lugares donde se requiere su uso. Debido a ello, es necesario transportar la electricidad desde donde se produce (centrales elctricas) hasta donde se utiliza (casas, escuelas, hospitales, industrias, comercio, y otros). La manera en que se ha resuelto el problema de transportar la energa elctrica de un
modo econmico, es mediante la construccin de lneas de transmisin de alto voltaje.
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Para entender la funcin que realiza una lnea de transmisin se puede comparar con una
tubera por la cual circula agua a presin. El mayor dimetro que tenga la tubera
(manteniendo la presin) permite una mayor capacidad de transporte de agua.
Esto se puede relacionar con el dimetro (calibre) del conductor elctrico; y asimismo la
presin al interior de la tubera se puede relacionar con el voltaje de la lnea de
transmisin.
La gran mayora de las lneas de transmisin son areas ya que las subterrneas tienen un
costo ms elevado. Sin embargo, existen algunas situaciones en que, en determinados
tramos, la lnea necesariamente debe ser subterrnea (soterrada) o submarina.
Los Sistemas Interconectados
La interconexin entre las empresas de generacin, transmisin y distribucin de energa
se realiza a travs de sistemas interconectados que pueden funcionar
separadamente, como ocurre en la actualidad, o en forma interconectada, como se
proyecta a futuro, debido a que resulta conveniente desde el punto de vista econmico.
El relieve y las lneas de transmisin:
En el proceso de construccin de estas lneas, se pueden encontrar terrenos con
variaciones muy suaves de su topografa (caso A), y en otras oportunidades se deben
construir a travs de cerros o montaas. En este ltimo caso se utilizan helicpteros, los
cuales llevan las torres semi-construidas y se arman en el cerro (caso B).
Sea el terreno plano o con montaas, la lnea de transmisin debe tener torres de una
altura suficiente para que la parte ms baja de los cables colgantes en un vano (distancia
entre dos torres adyacentes), sea superior a la mnima altura permitida.
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Lnea de transmisin operando a diferentes temperaturas (T2>T1>T0): la distancia
vertical entre el suelo y el punto de menor altura del conductor se denomina altura de
despeje y constituye la principal preocupacin durante la operacin y mantenimiento de
la lnea de transmisin. Por ello, es necesario podar los rboles situados en la cercana.
Tambin se debe respetar la altura adecuada de las lneas de transmisin cuando
estas cruzan una carretera, evitando posibles accidentes en el caso que camiones con gran
altura pasen muy cerca de los cables energizados.
La temperatura de los conductores o cables sube con la potencia transmitida; este factor
limita su capacidad porque alarga los cables acercndolos al suelo.
Cuando se habla de lneas de transmisin de un pas, se est haciendo referencia a un
conjunto de lneas que estn instaladas de tal modo, que si una de ellas falla, se puede
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desconectar sin alterar el correcto funcionamiento del resto. De esa forma, se garantiza
el abastecimiento a todos los usuarios del sistema.
La energa elctrica producida por una central es de tensin relativamente baja, por lo
que va a una subestacin que la sube para inyectarla en la lnea de transmisin de alta
tensin.
La electricidad es transportada a la velocidad de la luz por largas distancias hasta
la subestacin de bajada, donde uno o ms transformadores reducen el voltaje de la lnea
de transmisin, para luego repartir la energa a los usuarios a menor tensin a travs de
la red de distribucin.
De esta forma, cuando un consumidor necesita energa elctrica en su casa o en cualquier
otro lugar, esta le llega en forma casi instantnea, con solo apretar un interruptor.
Proceso de transmisin: central de generacin subestacin de subida transmisin
subestacin de bajada distribucin. La lnea de transmisin es uno de los componentes
ms importantes de un Sistema de Energa Elctrica.
Sistema De Sub-Transmisin.
El sistema de sub-transmisin posee caractersticas muy similares del sistema de
distribucin, pero manejan mayor potencia (5 a 50 MVA) y se diferencian en que se
alimentan a un cierto nmero de subestaciones de distribucin, los niveles de voltaje
utilizados son de 69 Kv, 34.5 Kv y 24 Kv.
El sistema de sub-transmisin se diferencia al de transmisin, debido a que el primero no
realiza interconexiones entre sistemas de potencias o centrales de generacin.
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Sistema De Distribucin
La distribucin de energa elctrica es una actividad cuyas tcnicas estn en un proceso
constante de evolucin reflejada en el tipo de equipos y herramientas utilizadas, en los
tipos de estructuras, en los materiales con los que se construyen las redes de distribucin
y en los mtodos de trabajo de las cuadrillas de construccin y mantenimiento, reflejada
tambin en la metodologa de diseo y operacin empleando computadores (programas
de gerencia de redes, software grfico, etc). Algunos de estos factores de evolucin son:
Expansin de la carga.
Normalizacin de materiales, estructuras y montajes.
Herramientas y equipos adecuados.
Mtodos de trabajo especfico y normalizado.
Programas de prevencin de accidentes y programas de mantenimiento.
Surgimiento de industrias de fabricacin de equipos elctricos.
Grandes volmenes de datos y planos.
Un sistema de distribucin de energa elctrica es el conjunto de equipos que permiten
energizar en forma segura y fiable un nmero determinado de cargas, en distintos niveles
de tensin, ubicados generalmente en diferentes lugares.
Dependiendo de las caractersticas de las cargas, los volmenes de energa involucrados,
y las condiciones de fiabilidad y seguridad con que deban operar, los sistemas de
distribucin se clasifican en: Industriales, Comerciales, Urbanos, y Rurales.
Los sistemas de distribucin industrial comprenden a los grandes consumidores de
energa elctrica, que generalmente reciben el suministro elctrico en alta tensin. Es
frecuente que la industria genere parte de su demanda de energa elctrica mediante
procesos a vapor, gas o disel.
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Los sistemas de distribucin comerciales son un trmino colectivo para sistemas de
energa existentes dentro de grandes complejos comerciales y municipales. Este tipo de
sistemas tiene sus propias caractersticas como consecuencia de las exigencias especiales
en cuanto a seguridad de las personas y de los bienes, por lo que generalmente requieren
de importantes fuentes de respaldo en casos de emergencia.
Los sistemas de distribucin urbanos alimentan la distribucin de energa elctrica a
poblaciones y centros urbanos de gran consumo, pero con una densidad de cargas
pequea. Son sistemas en los cuales es muy importante la adecuada seleccin de los
equipos y su correcto dimensionamiento.
Los sistemas de distribucin rural se encargan del suministro elctrico a zonas de menor
densidad de cargas, por lo cual requiere de soluciones especiales en cuanto a equipos y a
tipos de red. Debido a las distancias largas y las cargas pequeas, es elevado el coste del
KWh consumido. En algunos casos es incluso justificado, desde el punto de vista
econmico, la generacin local en una fase inicial, y slo en una fase posterior, puede
resultar econmica y prctica la interconexin para formar una red grande
Clasificacin de redes por su configuracin:
1) Sistema Radial
Utiliza una sola lnea de suministro, de manera que los consumidores solo tienen una
sola posible va de alimentacin. Este tipo de red se utiliza principalmente en reas
rurales ya que es menor el coste de suministro al tratarse de grandes reas geogrficas
con cargas dispersas y baja densidad.
Este tipo de sistema, es el ms simple y el ms econmico debido a que es el arreglo que
utiliza menor cantidad de equipo, sin embargo, tiene varias desventajas por su forma de
operar:
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El mantenimiento de los interruptores se complica debido a que hay que dejar
fuera parte de la red.
Son los menos confiables ya que una falla sobre el alimentador primario principal
afecta a la carga.
2) Sistema Anillo
Es aquel que cuenta con ms de una trayectoria entre la fuente o fuentes y la carga para
proporcionar el servicio de energa elctrica.
Este sistema comienza en la estacin central o subestacin y hace un ciclo completo
por el rea a abastecer y regresa al punto de donde parti. Lo cual provoca que el rea
sea abastecida de ambos extremos, permitiendo aislar ciertas secciones en caso de alguna
falla.
Este sistema es ms utilizado para abastecer grandes masas de carga, desde pequeas
plantas industriales, medianas o grandes construcciones comerciales donde es de gran
importancia la continuidad en el servicio.
A continuacin, mostramos las ventajas en operacin de este sistema:
Son los ms confiables ya que cada carga en teora se puede alimentar por dos
trayectorias.
Permiten la continuidad de servicio, aunque no exista el servicio en algn
transformador de lnea.
Al salir de servicio cualquier circuito por motivo de una falla, se abren los dos
interruptores adyacentes, se cierran los interruptores de enlace y queda
restablecido el servicio instantneamente. Si falla un transformador o una lnea
la carga se pasa al otro transformador o lnea o se reparte entre los dos
adyacentes.
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Si el mantenimiento se efecta en uno de los interruptores normalmente
cerrados, al dejarlo desenergizado, el alimentador respectivo se transfiere al
circuito vecino, previo cierre automtico del interruptor de amarre.
3) Sistema Red O Malla
Una forma de subtransmisin en red o en malla provee una mayor confiabilidad en el
servicio que las formas de distribucin radial o en anillo ya que se le da alimentacin al
sistema desde dos plantas y le permite a la potencia alimentar de cualquier planta de
poder a cualquier subestacin de distribucin.
Este sistema es utilizado donde la energa elctrica tiene que estar presente sin
interrupciones, debido a que una falta de continuidad en un periodo de tiempo prolongado
tendra grandes consecuencias, por ejemplo: en una fundidora.
Sistema red o malla
Capacidad De Transmisin Y Distribucin Del Sistema Elctrico Nacional
La infraestructura de transmisin y distribucin del SEN hace posible la transformacin,
transmisin, distribucin y comercializacin de energa elctrica a lo largo de todo el pas.
Esta infraestructura es operada por reas de control que mantienen la confiabilidad e
integridad del sistema. Las reas supervisan a su vez que la demanda y la oferta de energa
elctrica estn balanceadas en cualquier instante.
La Red de transmisin troncal est Integrada por lneas de transmisin y subestaciones de
potencia a muy alta tensin (400 kV y 230 kV) para conducir grandes cantidades de energa
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entre regiones alejadas. Se alimentan de las centrales generadoras y abastece las redes
de subtransmisin y las instalaciones de algunos usuarios industriales. Durante 2008 estas
lneas aumentaron 437 km, lo que arroja un total de 48,456 km.
Interconexiones Con El Exterior De Energa Elctrica
El Sistema Elctrico Nacional se encuentra interconectado con el exterior a travs de
interconexiones que operan de manera permanente y algunas otras que se utilizan en
situaciones de emergencia. La razn de que estas ltimas no operen de forma permanente
se debe a que tcnicamente no es posible unir sistemas grandes con lneas pequeas por
el riesgo de inestabilidades en el sistema elctrico de uno u otro pas.
El sistema de Baja California (norte) opera ligado con la red elctrica de la regin
occidental de EUA - Western Electricity Coordinating Council (WECC). Por medio de dos
enlaces de transmisin a 230 KV.
Esto ha permitido a la CFE realizar exportaciones e importaciones econmicas de
capacidad y energa, y recibir apoyo en situaciones de emergencia, es decir, cuando el
suministro se ve afectado por distorsiones o disturbios, como en circunstancias en que se
requiere apoyar el restablecimiento de sistemas en caso de apagones en ambos lados de
la frontera Mxico-EUA.
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Las interconexiones entre ambos sistemas en la zona de Baja California hacen factible
contar con una capacidad de 800 MW para lneas con un nivel de tensin de 230 KV (vase
mapa). Los miembros en EUA del WECC estn localizados en los estados de California,
Arizona, Nuevo Mxico y una pequea parte de Texas, mientras que el sistema de CFE que
mantiene dichas interconexiones est ubicado en Baja California, Sonora y Chihuahua.
Capacidad instalada del Sistema Elctrico Nacional
Actualmente el potencial de Mxico para generar energa elctrica est compuesto por
177 centrales generadoras, con una capacidad instalada de 59,573 megawatts (MW), Como
podemos observar en la siguiente grafica en trminos de participacin, CFE represent el
66.6% del total instalado al cierre del 2008. Los productores independientes registraron
una participacin de 19.2%. El sector privado bajo las figuras de autoabastecimiento y
cogeneracin contribuye con el 6.7% y 4.5% respectivamente, mientras que la capacidad
instalada para fines de exportacin de electricidad representa el 2.2 %.
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De la capacidad nacional instalada en el pas 51,105 MW corresponden al servicio pblico
(incluyendo la capacidad contratada con el esquema PIE) y 8,468 MW a permisionarios
(Autoabastecimiento y cogeneracin).
Tema II Caractersticas De Los Sistemas De
Distribucin Areas
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Caractersticas De Los Sistemas De Distribucin Areas El problema de la distribucin es disear, construir, operar y mantener el sistema de
distribucin que proporcionar el adecuado servicio elctrico al rea de carga a
considerarse, tomando en cuenta la mejor eficiencia en operacin.
Desafortunadamente, no cualquier tipo de sistema de distribucin puede ser empleado
econmicamente hablando en todas las reas por la diferencia en densidad de carga, por
ejemplo: no aplica el mismo sistema para una zona industrial que una zona rural debido a
la cantidad de carga consumida en cada uno de ellos; tambin, se consideran otros
factores, como son: la planta de distribucin existente, la topografa, etctera. Para
diferentes reas de carga o incluso para diferentes partes de la misma rea de carga, el
sistema de distribucin ms efectivo podra tomar diferentes formas.
El sistema de distribucin debe proveer servicio con un mnimo de variaciones de tensin
y el mnimo de interrupciones, debe ser flexible para permitir expansiones en pequeos
incrementos as como para reconocer cambios en las condiciones de carga con un mnimo
de modificaciones y gastos.
Esta flexibilidad permite guardar la capacidad del sistema cercana a los requerimientos
actuales de carga y por lo tanto permite que el sistema use de manera ms efectiva la
infraestructura. Adems y sobre todo elimina la necesidad para predecir la localizacin y
magnitudes de las cargas futuras.
Las redes de distribucin presentan caractersticas muy particulares y que los diferencian
de las de transmisin. Entre estas se distinguen:
Topologas radiales
Mltiples conexiones (monofsicas, bifsicas, etc.)
Cargas de distinta naturaleza
Lneas de resistencia comparables a la reactancia
Lneas sin transposiciones
Los sistemas de distribucin son tpicamente radiales, esto es, el flujo de potencia nace
solo de un nudo. Este nudo principal se reconoce como la subestacin que alimenta al
resto de la red.
En la subestacin se reduce el voltaje del nivel de alta tensin (A.T.) al de media tensin
(M.T.). Comnmente se utiliza para el control de tensin en el lado de M.T. un
transformador con cambiador de derivaciones o en su defecto un banco de condensadores.
El cambiador automtico de derivaciones en transformadores de poder AT/MT de sistemas
de distribucin permite efectuar el cambio en derivaciones con carga conectada.
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Dependiendo del fabricante el cambiador de derivaciones bajo carga (CDBC) se encuentra
en el lado de A.T. o en el lado de M.T. del transformador.
La tensin en barras de M.T. de la subestacin oscila normalmente entre 1 y 1.5 en p.u.
por efecto del compensador por cada de lnea que posee el sistema de control CDBC. En
las horas de punta fluye mayor corriente por las lneas lo que provoca una mayor cada de
tensin de las mismas. Este problema se atena en parte con el compensador de cada de
lnea que eleva la tensin en barra de la subestacin de poder en las horas de punta.
La distribucin se hace luego en el nivel de media tensin (M.T.) o en baja tensin (B.T.).
los clientes residenciales o comerciales se alimentan en M.T. o en B.T , segn los
requerimientos particulares de cada uno de ellos.
En los sistemas se pueden encontrar muchos tipos de conexione: trifsicas, bifsicas o
monofsicas. Si bien es cierto en M.T. predominan las redes trifsicas es frecuente
encontrar cargas bifsicas, especialmente en zonas rurales.
Sin embargo, es en B.T. en donde se encuentran las ms variadas conexiones,
consecuencia de una mayora de cargas residenciales de naturaleza monofsicas. Los
desequilibrios que se generan en B.T. tratan de amortiguarse repartiendo equitativamente
las cargas en las tres fases.
Otro aspecto que llama la atencin en distribucin es la presencia de cargas de distinta
naturaleza. En efecto, los tipos de carga que comnmente se encuentran son:
residenciales, comerciales, industriales y agro-industriales (estas ltimas muy tpicas en
zonas rurales).
Cada una de estos tpicos se caracteriza por poseer un factor de potencia tpico y un
determinado comportamiento frente a las variaciones de tensin y temperatura.
Contrariamente a lo que sucede en sistemas de transmisin, en distribucin la resistencia
de las lneas es comparable a su reactancia. Generalmente la razn X/R tiene un amplio
rango de variacin, pudiendo llegar a ser bastante menor que uno.
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Finalmente, en distribucin no existen transposiciones. La causa es que aqu las lneas son
cortas (menos de 50 Km). Esto motiva que las cadas de tensin debido a los acoplamientos
entre las fases sean desequilibradas. Por esta causa, la ms exacta modelacin de las
lneas es atreves de una matriz simtrica llena de 3x3.
Por otra parte, la naturaleza desbalanceada de impedancias y cargas de estos sistemas no
hace atractiva la transformacin a componentes simtricas. En efecto, la imposibilidad de
desacoplar y modelar el sistema como una red de una secuencia hace ms complejo el
anlisis de flujo de potencia.
En este la lnea trifsica se reduce a un sistema de 4 conductores, suponiendo retornos
por tierra, en donde los efectos mutuos han sido incorporados a las admitancias propias
de la lnea. Con este modelo reducido se obtienen 4 lneas independientes entre s. El
problema de este mtodo son las muchas aproximaciones que se deben hacer llegar al
modelo reducido, adems de tratar los consumos como admitancias en vez de cargas fijas.
Al comparrsele con el sistema subterrneo tiene las siguientes ventajas:
Costo inicial ms bajo.
Son las ms comunes y materiales de fcil consecucin.
Fcil mantenimiento.
Fcil localizacin de fallas.
Tiempos de construccin ms bajos.
Y tiene las siguientes desventajas:
Mal aspecto esttico.
Menor confiabilidad.
Menor seguridad (ofrece ms peligro para los transentes).
Son susceptibles de fallas y cortes de energa ya que estn expuestas a: descargas
atmosfricas, lluvia, granizo, polvo, temblores, gases contaminantes, brisa
salina, vientos, contactos con cuerpos extraos, choques de vehculos y
vandalismo.
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Partes Principales Que Conforman Un Sistema De Distribucin Areo
Las partes principales de un sistema areo son esencialmente:
1. Postes
La postera es el elemento que soporta los conductores y dems componentes de una
lnea area separndolos del terreno; estn sometidos a fuerzas de compresin y flexin,
debido al peso de los materiales que sustentan y a la accin del viento sobre los mismos;
adems, a los desniveles del terreno.
En la eleccin de los postes, se tendr en cuenta la accesibilidad de todas sus partes, para
la revisin y conservacin de su estructura por parte del personal especializado.
Atendiendo a la funcin de los postes en la lnea, estos pueden clasificarse en:
Apoyos de alineacin, cuya funcin es solamente soportar los conductores y
cables de tierra.
Apoyos de ngulo, empleados para sustentar los conductores y cables de tierra en
los vrtices o ngulos que forma la lnea en su trazado.
Apoyos de anclaje, cuyo fin es proporcionar puntos firmes, en la lnea, que
impidan la destruccin total de la misma cuando por cualquier causa se rompa un
conductor o apoyo.
Apoyos de fin de lnea, soportan las tensiones producidas por la lnea; son su
punto de anclaje de mayor resistencia.
Existen varios tipos de materiales en los cuales construyen la postera dependiendo del
tipo de esfuerzo que necesite que este resista.
2. Postes De Madera:
Es el ms econmico de fabricacin y poco usado. Su campo de aplicacin es casi
exclusivamente en lneas de baja tensin y en sectores rurales. Normalmente los postes
de madera empleados en las lneas son de pino, abeto y castao; este ltimo es de mayor
duracin, pero su precio es ms elevado y, por tanto, disminuye su aplicacin.
3. Postes Metlicos:
El metal ms empleado en la fabricacin de este poste es el acero en forma de tubo o
bien de perfiles laminados en L, U, T, I, etc.; en algunos casos se emplea fierro fundido
o aleaciones ligeras de aluminio-acero. Para unir los diversos perfiles se emplean
remaches, tornillos, pernos y, en algunos casos, soldadura
Los potes metlicos tienen una serie de ventajas sobre los dems tipos de postes, entre
las que destacaremos:
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Superior resistencia mecnica.
Armado cmodo en el lugar de izado.
Fcil mantenimiento.
Mejor esttica, que los hace decisivos en ciertos lugares.
4. Postes De Hormign:
El hormign es una composicin formada por cemento, grava o piedra machacada, agua y
arena que, convenientemente mezclada, fragua hasta adquirir una consistencia ptrea.
Es el ms utilizado en las lneas elctricas de baja y media tensin. Los postes de hormign
tienen la ventaja de no necesitar conservacin y su duracin es ilimitada, pero tienen el
inconveniente de que su costo es mayor que los de madera y, como su peso es mayor,
aumentan los gastos de transporte cuando no se fabrican en el lugar de emplazamiento.
Nomenclatura
CFE-PC13 POSTE DE CONCRETO DE 13-600: Muestra las caractersticas
dimensionales de norma del poste de 13 m de longitud y de 600 kg de resistencia
a la ruptura, el cual es una opcin para utilizarse en las zonas en las que no existan
instalaciones elctricas de distribucin de CFE.
CFE-PC12 POSTE DE CONCRETO DE 12-800: Muestra las caractersticas
dimensionales de norma del poste de 12 m de longitud y de 800 kg de resistencia
a la ruptura, el cual es una opcin para utilizarse en las zonas en las que no existan
instalaciones elctricas de distribucin de CFE.
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CFE-PC9 POSTE DE CONCRETO DE 9-400: Muestra las caractersticas dimensionales
de norma del poste de 9 m de longitud y de 400 kg de resistencia a la ruptura, el
cual es una opcin para utilizarse en las zonas en las que no existan instalaciones
elctricas de distribucin de CFE.
CFE-PC7 POSTE DE CONCRETO DE 7-500: Muestra las caractersticas dimensionales
de norma del poste de 7 m de longitud y 500 kg de resistencia a la ruptura, el cual
es una opcin para utilizarse en zonas en las que no existan instalaciones elctricas
de distribucin de CFE.
Lneas areas
Las lneas areas son aquellas que estn constituidas por conductores desnudos, forrados
o aislados, tendidos en el exterior de edificios o en espacios abiertos y que estn
soportados por postes u otro tipo de estructuras con los accesorios necesarios para su
fijacin, separacin y aislamiento de los mismos conductores. Su tensin elctrica de
operacin va de los 1000 hasta los 34500 volts.
Las lneas areas de media tensin deben tener resistencia mecnica suficiente para
soportar las cargas propias y las debidas a las condiciones meteorolgicas a que estn
sometidas, segn el lugar en que se ubiquen, con los factores de sobrecarga adecuados.
Tipos de estructuras.
Se consideran estructuras de lneas de media tensin todas aquellas que soporten
conductores cuya operacin sea de 13 hasta 33 kV. La identificacin de las estructuras
est codificada con base al tipo, de la posicin de los diferentes niveles y nmero de
conductores en la estructura. Esto facilita su sistematizacin al momento de presupuestar
o requerir materiales.
Las estructuras metlicas, incluyendo postes de alumbrado, canalizaciones metlicas,
marcos, tanques y soportes del equipo de lneas, cubiertas metlicas de los cables
aislados, manijas o palancas metlicas para operacin de equipo, as como los cables
mensajeros, deben estar puestos a tierra efectivamente de tal manera que durante su
operacin no ofrezcan peligro a personas o animales.
a. Estructura tipo T
Consideraciones de la estructura tipo T:
La estructura tipo "T" sirve para soportar conductores de lneas primarias sin absorber el
esfuerzo de su tensin mecnica, solo los debidos al efecto de viento o pequeas tensiones
mecnicas como las del tramo flojo o de alguna pequea deflexin.
La estructura tipo "T" se usa en lneas de distribucin urbana y rural. Esta estructura se
utilizara siempre y cuando cumpla con la separacin horizontal y vertical a construcciones,
en caso contrario se utiliza estructuras tipo V.
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Para este tipo de estructuras el claro mximo interpostal depende fundamentalmente de
s:
Se usa en lneas en media tensin urbana y rural.
La altura mnima del poste a utilizar en lneas de media tensin es de 12 m.
La fase del centro siempre debe ir al lado de la calle.
La posicin de las crucetas en el poste se debe alternar, es decir, una del lado
fuente y la siguiente en el lado de la carga.
En lneas rurales con sistemas 3F-4H con conductores pesados, el neutro se
deber llevar como hilo de guarda.
En lneas rurales de 3 fases construidas con estructuras tipo T, la fase central
se alternar en cada poste (en zigzag).
Existen cuatro derivaciones importantes de la estructura tipo T que se muestran en la
tabla 2.1:
b. Estructura TS2N
Esta estructura se utilizar en el rea rural en regiones con baja incidencia de descargas
atmosfricas y predominio de servicios monofsicos. En rea urbana se utilizara donde no
exista lnea secundaria.
Se deben de tomar en cuenta algunas consideraciones como:
En lneas rurales se instalar una bajante de tierra cada 2 estructuras. En lneas urbanas
la conexin a tierra quedara determinada por la red secundaria.
El neutro se instalar del lado del trnsito en el derecho de va.
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c. Estructura TS2G.
Esta estructura se utilizar en areas rurales con alta incidencia de descarga atmosfrica
y predominio de servicios monofsicos.
Se tomarn en cuenta algunas consideraciones como:
Se instalara una bajante de tierra cada dos estructuras.
Para aumentar distancia interpostal y eliminar la limitante de separacin a piso
utilice bayoneta p.
d. Estructura TS3N.
Se utiliza en reas rurales con baja incidencia de descargas atmosfricas y en reas
urbanas para lneas de media tensin sin red de baja tensin.
En reas rurales la fase central deber instalarse alternadamente (a uno y otro lado del
poste) en cada estructura.
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En reas rurales se instalar una bajante de tierra cada dos estructuras como mnimo
mientras que en reas urbanas la conexin a tierra la determinar la red secundaria.
e. Estructura TS3G
Esta estructura se utilizar en reas rurales con alta incidencia de descargas atmosfricas
tanto en sistemas "A" como excepcionales en sistemas "B".
En el sistema "A" utilice el neutro corrido para llevarlo como hilo de guarda.
La fase central debe instalarse alternadamente (a uno y otro lado del poste) en cada
estructura.
Para esta tipo se instalar una bajante de tierra cada dos estructuras.
Dentro de la estructura tipo T se encuentra la de tipo TD(Te doble) la cual se utiliza para
deflexiones mayores a las permitidas por la estructura TS, la estructura TD permite una
deflexin hasta 25, el claro mximo de esta estructura lo define la estructura TS, La
deflexin mxima horizontal est limitada por la resistencia mecnica de la retenida que
soporta el empuje del viento en poste y conductores, as como la componente transversal
de la tensin mxima de los cables debida a la deflexin de la lnea.
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f. Estructura tipo R.
Consideraciones acerca de la estructura R:
La estructura tipo RD se usa para rematar los conductores donde principia o
termina la lnea. El remate de los conductores se hace en cruceta, las estructuras
RD se deben instalar en tangente.
Esta soporta las cargas verticales, transversales y longitudinales que transmiten los
cables, as como el empuje del viento sobre el poste, sin embargo para el diseo
rigen las cargas longitudinales de los cables.
La capacidad de carga de sta estructura depende fundamentalmente de la
resistencia de la cruceta as como el conjunto retenida, perno ancla, ancla y
empotramiento.
Para el diseo de la estructura se considera a la lnea como un sistema formado
por estructuras de: paso, deflexin anclaje y remate con tensiones mecnicas de
cables iguales, de tal manera que en las estructuras de paso y deflexin las
tensiones horizontales se encuentran en equilibrio y que la estructura de remate
absorbe las tensiones longitudinales.
Existen cinco derivaciones importantes de la estructura tipo R como se muestra en la tabla
2.2
En las estructuras RD2N, RD2G, RD3N, RD3G, todas son utilizadas para rematar
conductores ligeros y pesados en lneas rurales en un lado del poste.
En reas urbanas se remata el neutro en bastidor y carrete h.
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g. Estructura RD3N/RD3
Esta estructura es la comnmente llamada estructura tipo E. En esta estructura se
procura que los puentes queden de una sola pieza.
h. Estructura tipo A
Consideraciones de la estructura tipo A:
La estructura A de anclaje para lneas de media tensin tiene como funcin aislar
mecnicamente una lnea con trayectoria recta, cambio de calibre y pequeas
deflexiones.
Cuando el remate de los conductores se realice en el poste, el nombre genrico de
esta estructura es AP (anclaje en el poste). Esta estructura se utiliza para rematar
conductor de cualquier calibre.
En reas urbanas generalmente se utiliza estructuras de anclaje con remate en las
crucetas.
En lneas rectas debe existir una estructura de anclaje cada 1 Km cuando menos;
en zonas geogrficas sometidas a condiciones climatolgicas que ponen en riesgo
el dao de las instalaciones deber consultarse con el rea correspondiente.
A todas las estructuras de anclaje en lneas rurales se les debe instalar retenidas
de tempestad.
Existen cuatro derivaciones importantes de la estructura tipo A como se muestra en la
tabla 2.3.
Las cuatro estructuras antes mencionadas todas son utilizadas para anclar conductores
pesados y ligeros en uno o en ambos lados del poste.
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Ya la seleccin de estas depender del conductor a utilizar y de la deflexin en la lnea.
i. Estructura tipo V
Consideraciones de la estructura tipo V:
Esta estructura es tpicamente urbana y se utiliza para dar libramiento horizontal
a edificios de varios pisos o a algn tipo de obstculos como anuncios, arbotantes,
etc.
Esta estructura se debe usar en tramos hasta de 65 m.
En estructuras de remate (VR) o anclaje (VA) para conductor pesado se recomienda
postes de acero con retenida volada a poste o estaca para evitar esfuerzos de
torsin al poste de concreto.
La estructura de anclaje (VA) solo se usara en cambio de calibre de conductor.
Cuando no existan problemas de libramiento horizontal se puede utilizar la cruceta
volada para reducir deflexiones de la lnea en urbanizaciones irregulares.
La cruceta debe quedar a 90 con respecto a la cara del poste.
Entre las ms utilizadas en el campo laboral encontramos 6 derivaciones de la estructura
tipo V como se observa en la tabla 2.4:
Todas estas derivaciones son utilizadas exclusivamente en reas urbanas y cuando no
existan lneas secundarias.
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Las limitantes para el tramo mximo son por libramiento a piso o por resistencia del alfiler.
Tambin se utiliza en sistemas urbanos con neutro corrido cuando existen problemas por
separacin a construcciones.
Conductores
Para seleccionar conductores se deben considerar factores elctricos, mecnicos,
ambientales y econmicos. Las condiciones ambientales pueden ser normales,
contaminadas o hielo.
Elctricamente se calcula el calibre en funcin de la carga por alimentar y la distancia de
la fuente a la carga. (Analizando regulacin y perdidas de energa por conduccin).
Empleando como mnimo 1/0 ACSR, 3/0 AAC y N 2 Cu.
Los conductores se normalizan en base a:
o Calibres.
o Material.
En las lneas areas de media tensin se pueden tener tres tipos de conductor desnudos:
o AAC (Conductor fabricado en aluminio, de nominacin usada generalmente para
conductores desnudos.): Se utiliza en reas urbanas y de contaminacin. ACSR
(Cable de aluminio con refuerzo central de acero): Se utiliza en lneas y reas
rurales en todos los calibres normalizados
o COBRE (Cable de cobre desnudo en temple duro, semiduro y suave): Se utiliza en
reas donde se justifique tcnica y econmicamente.
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La imagen 2.21 muestra las caractersticas de los conductores desnudos para media
tensin:
Tendido de conductores en reas urbanas y rurales
Conductores En reas Urbanas.
Consideraciones a tomar en el tendido de conductores:
En construccin de nuevas lneas primero se debe tender y tensar la lnea de media
tensin y posteriormente la lnea de baja tensin.
Cuando no existan problemas por trnsito de vehculos en la trayectoria de la lnea
se tendera el conductor en el piso. Los conductores de AAC o ACSR no se deben
arrastrar.
En la construccin de una lnea de media tensin, se subir primero a la cruceta el
conductor del lado de la acera, luego el conductor de la fase central y por ltimo
el del lado del arroyo.
Cuando existan problemas por trnsito de vehculos en la trayectoria del tendido,
se deben llevar los conductores sobre las estructuras.
La lnea de media tensin se debe llevar sobre rodillos instalados en las crucetas,
procurando mantener una tensin suficiente al conductor para que no cuelgue
demasiado y ocasione problemas por libramiento inadecuado con algunos
obstculos o superficies.
Se debe tender el conductor sobre los postes, rematar en un extremo y jalar el
otro lado hasta obtener la tensin necesaria para las condiciones en que se est
trabajando.
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Despus de dar la tensin especificada, se corta el cable dejando suficiente
punta para los puentes de las conexiones. Se debe procurar dejar los puentes sin
conectadores.
Conductores En reas Rurales.
Consideraciones a tomar en el tendido de conductores:
Para tender el conductor en el piso, coloque los carretes con el conductor en un
vehculo con soportes para carretes, fije un extremo del conductor y con el
desplazamiento del vehculo, deposite el conductor sobre el suelo.
Cuando se construye una lnea donde existe un circuito en el nivel superior, se
debe tender el conductor de la fase central alternando de posicin en cada
poste. Posteriormente se deben tender los de los extremos.
Para subir los conductores pesados a la cruceta, se requiere utilizar poleas, o una
gra.
Para tensar los conductores se deben apoyar en rodillos instalados sobre las
crucetas.
Para rematar en crucetas, los conductores de los extremos se debe dar
simultneamente la misma tensin a ambos. La fase del centro se debe tensar y
rematar posteriormente igualando la flecha con las otras dos.
El tendido del conductor se debe hacer de forma que permita el mximo ahorro y
que los puentes queden de una sola pieza.
Fijacin de conductores
Seleccin de grapas remate.
Las grapas se utilizan para rematar y soportar los conductores en lneas de media
tensin, neutro o guarda.
Las grapas remate y suspensin sern de hierro o bronce para conductor de cobre y de
aluminio para sujetar ACSR o AAC.
Amarre de conductores en media tensin.
Existen dos tipos de amarres de conductores en media tensin:
Amarre doble.
Amarre tipo moo.
El amarre doble se puede utilizar para conductores ligeros y pesados, ya sea para tramos
cortos o largos.
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Para conductores de cobre el amarre se hace con alambre suave o recocido de cobre N 6
AWG, mientras que para conductores de ACSR o AAC el amarre se hace con alambre de
aluminio suave N 4 AWG.
El amarre tipo moo se utiliza en lugares donde predominen fuertes vientos.
Para conductores de cobre el amarre se hace con alambre suave o recocido de cobre N 6
AWG mientras que para conductores de ACSR o AAC el amarre se hace con alambre de
aluminio suave N 4 AWG.
El cambio de amarre se efectuara en lnea desernegizada o en un sistema aislado sobre
aislado.
Conexin de puentes en media tensin.
Se denomina puentes a los conductores elctricos que no estn sujetos a tensin
mecnica en una misma estructura.
En estructuras de anclaje y deflexin, invariablemente se procurara que los puentes
sean parte del mismo conductor evitando el uso de conectadores, excepto cuando se
cambie de calibre y/o material del conductor.
Cuando se utilice conectador, este ira colocado en el puente, no en el conductor con
tensin mecnica.
Todos los conductores para puentes debern estar planchados y preformados para una
correcta separacin y buena apariencia.
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La longitud de los puentes debe ser exacta para dar los libramientos necesarios ya que si
se tienen puentes de longitud excesiva pierden rigidez y pueden ocasionar fallas por el
viento durante la operacin y si se tienen puentes cortos pueden ocasionar problemas de
separacin.
Conectadores de media tensin.
Para todo tipo de conexiones en conductores, en especial de aluminio y ACSR, y de estos
con conductores de cobre, invariablemente se deben usar conectadores de compresin.
En el caso de conexiones cobre-cobre se puede utilizar, entorche o conectador de
compresin de cobre.
Para la aplicacin de conectadores de compresin es necesario:
Inmediatamente antes de efectuar la conexin se deben de limpiar
perfectamente las superficies de contacto con cepillo de alambre.
Para efectuar una correcta conexin elctrica se deben seguir las indicaciones
del fabricante tanto del conectador como de la pinza para la compresin.
Verifique la correcta operacin de la pinza.
Aplique en el conectador el nmero y forma de compresiones indicadas por el
fabricante.
No debe retirar el empaque del conectador sino hasta el momento inmediato
antes de su instalacin.
Existen siete tipos de conectadores:
Conectador derivadores de 90 grados.
Conectador derivadores paralelo.
Conectador unin con tensin.
Conectador unin sin tensin.
Conectador para tierra.
Conectador bipartido.
El conectador derivadores de 90 grados que se utiliza para la conexin elctrica para
derivar a 90 en cables Aluminio-Aluminio y Aluminio-ACSR.
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Los conectadores derivadores en paralelo se utilizan en una conexin elctrica para la
derivacin en paralelo de alambres y cables como Aluminio-Aluminio, Aluminio-ACSR,
Aluminio-Acero y Aluminio-Cobre.
El conectador unin con tensin se utiliza en la Conexin elctrica de cables Aluminio-
Aluminio y ACSR-ACSR; sometidos a tensin mecnica.
El conectador unin sin tensin se utiliza en la Conexin elctrica de cables Aluminio-
Aluminio y ACSR-ACSR, que no estn sometidos a tensin mecnica.
El conectador para tierra se utiliza en la conexin de conductores de cobre al electrodo
para sistemas de tierra.
El conectador bipartido se utiliza en la conexin mecnica de conductores de cobre o
acero.
a. Crucetas:
Se utilizan para soportar los conductores instalados en los postes de hormign. Son
metlicas, construidas con perfiles de acero galvanizado, unidos mediante tornillos.
En las instalaciones de media tensin se tienen tres importantes tipos de crucetas:
Crucetas de madera.
Crucetas tipo C.
Crucetas tipo P.
Para las crucetas de madera tienen que ser de una madera especial como lo es el abeto
Douglas y el pino amarillo del sur que pueda soportar los esfuerzos que se le vayan a
aplicar. Tambin se le debe dar un tratamiento especfico como lo puede ser
pentaclorofenol con la finalidad de hacer que la cruceta resista tanto tiempo como la
estructura.
Las crucetas de tipo C y P ambas son metlicas. Entre las ms utilizadas estn las C4T y
las PT.
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Las PT depender de que tensin se est manejando, mientras que las C4T sus siglas solo
cambian dependiendo del tipo de estructura.
b. Abrazaderas.
Las abrazaderas se dividen en dos tipos:
Abrazadera UC o UL.
Abrazadera AG
Las abrazaderas UC o UL se utilizan para fijar las crucetas a las estructuras de las lneas y
redes areas.
Las abrazaderas AG se utilizan para fijar los aisladores de suspensin en estructuras de
deflexin, con ngulos de 90 a 180.
c. Tirantes.
En el tendido de redes areas se tienen tres tipos de tirantes:
Tirante tipo T.
Tirante tipo H.
Tirante tipo CV.
El tirante tipo H y CV son utilizados para reforzar estructuras en instalaciones de media
tensin.
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El tirante tipo T es utilizado para el soporte de crucetas en estructuras de tipo volada.
d. Molduras y ojos Re.
La moldura Re se usa para el remate de la fase central en las redes de distribucin.
El ojo Re se utiliza para reforzar estructuras de remate y deflexin, as como para el
remate de aislamientos en las redes de distribucin.
e. Bastidores tipo B.
Los bastidores tipo B se utilizan para dar soporte a los aisladores tipo carrete en las redes
areas. Estos bastidores siempre van acompaados con abrazaderas para poder sujetarlos.
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f. Tornillos y pernos doble rosca.
Los tornillos y los pernos doble rosca son los utilizados para sujetar todos los herrajes
que van en la estructura. Dentro de los tornillos se tiene los de tipo M que es el tornillos
tipo mquina y los de tipo E que son los de tipo estructural, mientras que el perno doble
rosca brinda una mayor facilidad en el armado de los herrajes.
g. Aisladores.
Los conductores empleados en lneas areas, en la mayor parte de los casos, son desnudos;
por lo tanto, se necesita aislarlos de los soportes por medio de aisladores, fabricados
generalmente con porcelana o vidrio.
Teniendo en cuenta lo anteriormente expuesto, las cualidades especficas que deben
cumplir los aisladores son:
Rigidez dielctrica suficiente para que la tensin de perforacin sea lo ms
elevada posible. Esta rigidez depende de la calidad del vidrio o porcelana y del
grueso del aislador. La tensin de perforacin es la tensin a la cual se ceba el
arco a travs de la masa del aislador
Disposicin adecuada, de forma que la tensin de contorneamiento presenta valores elevados y por consiguiente no se produzcan descargas de contorno entre los conductores y el apoyo a travs de los aisladores.
o La tensin de contorneamiento es la tensin a la que se ceba un arco a travs del aire siguiendo la mnima distancia entre fase y tierra, es decir, el contorno del aislador. Esta distancia se llama lnea de fuga.
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Resistencia mecnica adecuada para soportar los esfuerzos demandados por el
conductor, por lo que la carga de rotura de un aislador debe ser cuanto menos
igual a la del conductor que tenga que soportar
Resistencia a las variaciones de temperatura
Ausencia de envejecimiento. Debe perdurar lo mximo a lo largo del tiempo
Los aisladores son, de todos los elementos de la lnea, aquellos en los que se pondr
el mximo cuidado, tanto en su eleccin, como en su control de recepcin,
colocacin y vigilancia en explotacin.
En efecto, frgiles por naturaleza, se ven sometidos a esfuerzos combinados,
mecnicos, elctricos y trmicos, colaborando todos ellos a su destruccin. Todo
nuevo tipo de aislador necesita ser confirmado por un uso muy prolongado, dada
la imperfeccin de nuestro conocimiento en esta materia.
h. Aisladores tipo poste.
Un aislador tipo poste es aquel que consiste de una pieza de material aislante ensamblado
permanentemente a una base metlica y en ocasiones a un herraje para fijacin del
conductor, para ser montado rgidamente a una estructura o cruceta por medio de un
perno o varios tornillos.
Este aislador se divide en dos tipos importantes:
Aislador para zonas contaminadas (PC).
Aislador para zonas con descargas atmosfricas (PD).
Los aisladores para zonas contaminadas son aisladores de tipo poste que por sus
caractersticas dimensionales de diseo del perfil y materiales, es adecuado para trabajar
en zonas con nivel de contaminacin media, alta y extra alta.
Los aisladores para zonas con descargas atmosfricas son aisladores de tipo poste que por
sus caractersticas dimensionales de diseo del perfil y materiales, es adecuado para
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trabajar en zonas con incidencia de descargas atmosfricas, con una probabilidad mnima
de flameo o perforacin a 60 Hz.
Los aisladores tipo poste se clasifican de acuerdo a:
Tensin elctrica nominal del sistema (Kv): ser de 13,8, 23, 34,5.
Instalacin: ya sea en postes de madera, fibra de vidrio, metlicos o postes
de concreto.
La zona de aplicacin: puede ser de contaminacin o descargas atmosfricas.
Material: puede ser envolvente de hule silicn con ncleo de fibra de vidrio,
porcelana, concreto polimrico.
Distancia de fuga: puede ser con distancia de fuga simple o distancia de fuga
protegida.
El acabado del aislador en cualquier material, porcelana, concreto polimrico o hule
silicn, debe tener una superficie lisa, homognea y libre de defectos superficiales.
i. Aislador tipo suspensin.
Un aislador de tipo suspensin es un arreglo de esbozo aislante y herrajes para el
acoplamiento no rgido con otras unidades o al herraje de sujecin.
Los aisladores tipo suspensin se pueden clasificar en:
Por su aplicacin: pueden ser de horquilla y ojo anular o calavera y bola.
Por su aplicacin: puede ser para condiciones normal, con contaminacin y
corrosiva.
Normal: Es aquella con niveles de contaminacin menores o iguales a 0.06 mg/cm2. Contaminada: Es la que sobrepasa los niveles de 0.06 mg/cm2. Corrosiva: Es aquella donde existen ambientes industriales, de alta humedad y marinos que aceleran la degradacin de partes metlicas del aislador. Para el aislamiento el esbozo debe tener un acabado vidriado y liso; de constitucin homognea, compacta y libre de porosidades. Los aisladores de porcelana deben ser de color gris o caf obscuro y los de vidrio templado deben ser verdes o de un color claro traslucido.
El vstago (ojo anular o bola) debe ser de acero o hierro nodular o maleable que cumpla
con el valor de la resistencia mecnica para su aplicacin. La posicin del vstago debe
ser perpendicular al plano del esbozo del aislador y estar alineado con respecto al eje
central del esbozo y horquilla o calavera.
Los aisladores de suspensin sintticos son aquellos que estn formados al menos de dos partes aislantes, llamadas ncleo y una cubierta, equipada con herrajes metlicos
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para su uso en tensin o suspensin. El ncleo tiene una cubierta integral hermtica, sobre la cual se colocan los faldones. Para este tipo de aislador de suspensin se tienen para zonas contaminadas y normales.
La zonas contaminadas sern aquellas que donde exista contaminacin mayor a 0.2
mg/cm2 y hasta 0.6 mg/cm2. Mientras que la normal ser aquella donde la contaminacin
sea menor o igual a 0.2 mg/cm2.
j. Aislador tipo carrete y retenida.
El aislador de tipo carrete (1c) tiene forma cilndrica, con una o varias ranuras
circunferenciales externas y perforado axialmente para su montaje. En media tensin son
utilizados normalmente para el neutro o el hilo de guarda.
El aislador de tipo retenida es un aislador de forma cilndrica con dos agujeros y ranuras
transversales. Es utilizado en tirantes de postes de remate final e intermedio. Los
comnmente ms utilizados son los 3r y los 4r que son para 23 Kv y 33 Kv respectivamente.
El material del que estn hechos es porcelana. El aislamiento debe tener una superficie
vidriada y lisa, de constitucin homognea, compacta y libre de porosidades.
k. Herrajes.
Todos los herrajes utilizados en redes areas de baja y mediana tensin son de acero
galvanizado. (Grapas, varillas de anclaje, tornillos de mquina, collarines, ues, espigos,
etc).
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l. Apartarrayos.
Son dispositivos destinados a absorber las sobretensiones producidas por descargas
atmosfricas, por maniobras o por otras causas que en otro caso, se descargaran sobre
aisladores o perforaran el aislamiento. Ocasionando interrupciones en el sistema
elctrico.
Para su correcto funcionamiento, los Apartarrayos siempre se encuentran conectados
entre la lnea y la tierra, y son elegidos con caractersticas tales que sean capaces de
actuar antes de que el valor de la sobretensin alcance los valores de tensin del
aislamiento de los elementos a proteger.
Entre las caractersticas ms importantes de un Apartarrayos estn:
Tensin nominal: valor mximo de la tensin en condiciones norma