• Author / Uploaded
• yhony

Citation preview

SIMBOLOGÍA Y ESQUEMAS ELÉCTRICOS

Clasificación en Seco

ÍNDICE 1. Introducción

1

2. Objetivos

1

3. Símbolos electrotécnicos

2

3.1. Esquemas eléctricos

7

3.2. Esquemas utilizados

7

3.2.1. Esquema unifilar

7

3.2.2. Esquema de recorrido de la red en media tensión

8

3.2.3. Esquema de equipamiento mecánico de la subestación

9

4. Sistema de distribución

9

4.1. Características de un sistema de distribución

9

4.2. Consideraciones económicas

10

4.3. Aspectos a considerar

11

4.3.1. Seguridad del suministro

11

4.3.2. Caída de tensión

11

4.3.3. Sistema de protección

11

4.3.4. Planeamiento

11

4.4. Esquemas de distribución primaria

11

4.4.1. Radial

11

4.4.2. Anillo

11

4.4.3. Radial con formación anillo

12

5. Aisladores para redes aéreas

16

5.1. Conductividad de la masa

16

5.2. Conductividad superficial

16

5.3. Por perforación de la masa del aislador

16

5.4. Por descarga disruptiva a través del aire

17

5.5. Materiales utilizados para su fabricación

17

5.5.1. Porcelana

17

5.5.2. Material sintético

18

5.6. Funciones

18

5.6.1. Mecánicas

18

5.6.2. Eléctrica

18

Simbología y Esquemas Eléctricos

5.7. Requerimentos eléctricos

19

5.7.1. Factor de longitud de fuga

19

5.7.2. Nivel de aislamiento

19

5.8. Red primaria 5.8.1. Condición de operación

20 20

6. Resumen

23

7. Mapa conceptual

24

8. Glosario

25

9. Preguntas de autocomprobación

26

10. Respuestas de autocomprobación

27

11. Bibliografía

28

C

Simbología y Esquemas Eléctricos

SIMBOLOGÍA Y ESQUEMAS ELÉCTRICOS 1. INTRODUCCIÓN En la presente unidad nos encargaremos de revisar la simbología más utilizada en los sistemas de distribución eléctrica en media tensión. La importancia de los símbolos eléctricos es que nos va a permitir adaptarnos a unas leyes de comunicación adecuada para el tipo de proyecto que vamos a realizar, esto quiere decir que la simbología eléctrica es fundamental para un especialista en diseño de subestaciones de distribución, ya que si no sabe esta simbología normada, no se podrá trabajar e interpretar bien los esquemas con los demás. Teniendo clara la simbología utilizada, se procederá a realizar los diferentes esquemas utilizados para el diseño de subestaciones de distribución, como los esquemas unifilares, recorrido de la red primaria y el plano de equipamiento electromecánico de la subestación. Al final del capítulo se darán diferentes ejemplos de esquemas unifilares, para un correcto diseño de las subestaciones. Se tratará, también, el tema de aisladores para líneas aéreas de distribución primaria, para una correcta selección de los mismos.

2. OBJETIVOS •

Identificar los principales símbolos eléctricos normalizados para representar los equipos que conforman las subestaciones de distribución.

•

Describir los símbolos identificados.

•

Reconocer los diferentes planos necesarios para la elaboración de un proyecto de sistema de utilización en media tensión.

•

Utilizar la Norma DGE – Símbolos Gráficos en Electricidad.

1

Simbología y Esquemas Eléctricos

3. SÍMBOLOS ELECTROTÉCNICOS Los símbolos eléctricos son la representación gráfica de los equipos, componentes, accesorios de una instalación eléctrica. El uso tiene las siguientes ventajas: •

El uso debe ser universal para todo el personal involucrado.

•

Ahorra de tiempo en la representación de los componentes de un sistema eléctrico.

•

Facilitar el entendimiento de circuitos y sistemas complejos.

•

Como su uso es universal, debe ser fácilmente identificable y entendido, en cualquier país.

Es recomendable que los símbolos cumplan con algunas normas internacionales, para que su uso sea universal, entre ellas las más utilizadas en nuestro país: • CNE

: Código Nacional de Electricidad (Perú).

• IEC

: Comisión Electrotécnica Internacional.

• ANSI

: Instituto de Normalización Nacional (EUA).

• NEMA

: Asociación de Fabricantes de Productos Eléctricos (EUA).

• DIN

: Norma Alemana para la Industria.

• VDE

: Asociación Electrotécnica Alemana.

• CEI

:Comité electrotécnico Italiano.

• UNE

:Una Norma Española.

• BS

: Prescripciones británicas.

• SEN

: Normas Electrotécnicas Suecas.

• Etc. Los símbolos deben cumplir las siguientes características: •

El símbolo debe tener alguna característica principal al equipo que representa.

•

No deben ser diseñados con detalle.

•

Los nombres deben ser sencillos y precisos.

En la siguiente tabla se dan los símbolos más utilizados para el diseño de subestaciones y redes eléctricas de distribución primaria, estos están basados en la normas de la Dirección General de Electricidad, que también se basa en las recomendaciones de la IEC. http://es.scribd.com/doc/208651642/C-4-SIMBOLOS-Y-ESQUEMAS-ELECTRICOS

2

Simbología y Esquemas Eléctricos

Tabla 1. Simbología utilizada en subestaciones. (Fuente.http://es.scribd.com/doc/208651642/C-4-SIMBOLOS-Y-ESQUEMAS-ELECTRICOS).

SÍMBOLOS UTILIZADOS EN LOS ESQUEMAS DE SUBESTACIONES ELÉCTRICAS DE DISTRIBUCIÓN SÍMBOLO

DESCRIPCIÓN Subestación (de caseta, a la intemperie, al interior de edificios). En proyección. Subestación (de caseta, a la intemperie, al interior de edificios). En servicio.

Subestación aérea monoposte. En proyección.

Subestación aérea monoposte. En servicio.

Subestación aérea biposte. En proyección.

Subestación aérea biposte. En servicio.

Subestación compacta bóveda. En proyección. Subestación compacta bóveda. En servicio.

Subestación compacta pedestal. En proyección

3

Simbología y Esquemas Eléctricos

Subestación compacta pedestal. En servicio.

Transformador monofásico con dos devanados y pantalla. Ejemplo. Transformador monofásico con dos devanados separados 22,9/0.23 kV; 50 kVA tensión de cortocircuito igual a 4 % Grupo de tres transformadores monofásicos, conexión triangulo(delta)-estrella. Ejemplo. Grupo de tres transformadores monofásicos, con dos devanados separados, conexión triangulo - estrella Dy5; 10/0,38-0,23 kV, 3x37,5 kVA; tensión de cortocircuito de 3% Transformador trifásico, conexió estrella - triangulo(delta)

Transformador trifásico, cambiador de tomas bajo carga, conexión estrella - delta.

Transformador de dos devanados.

Autotransformador.

Transformador de corriente con un devanado secundario con una toma.

Transformador de corriente o de pulso con dos devanados secundarios en el mismo núcleo.

Transformador de corrientecon dos núcleos con un devanado secundario en cada núcleo.

4

Simbología y Esquemas Eléctricos

Interruptor

Seccionador (aislador).

Interruptor-seccionador (contacto aislador en carga).

Fusible símbolo general.

Fusible con enlace mecánico (fusible golpeador).

Fusible interruptor.

Fusible – seccionador (aislador de fusible).

Contacto de tres polos con liberación automática por uno de los fusibles golpeadores.

Contacto - seccionador de fusible (contacto de fusible aislador en carga).

Interruptor diferencial, interruptor de corriente residual.

Dispositivo de maniobra, símbolo general. Bobina de relé, símbolo general.

5

Simbología y Esquemas Eléctricos

Relé de sobre intensidad de acción retardada

Relé de mínima tensión. Rango de muestra de 50 V a 80 V. Relación de restablecimiento 130%. Panel de distribución o centro de control.

Tablero empotrado.

Traductor de señal, símbolo general.

Explosor.

Pararrayos.

Línea (Símbolo general) (Aérea o subterránea). Línea subterránea. Sólo exigible donde esté en conflicto con el símbolo anterior. Retenida inclinada (viento). Retenida vertical.

Soporte para línea aérea (símbolo general) (Donde existen diferentes tipos de materiales, indicará soporte de concreto). Rectificador alterno – continua.

6

Simbología y Esquemas Eléctricos

3.1. Esquemas eléctricos. Existen diferentes esquemas eléctricos, en si todos tratan de representar simbólicamente una instalación, para este caso eléctrica, donde podemos ver las relaciones que hay entre los diferentes componentes, así como las conexiones que los enlazan. Algunas de las finalidades de los esquemas eléctricos serian: •

Proveer de información sencilla, clara a los operadores y técnicos, para poder seleccionar de acuerdo a los requerimientos de la instalación.

•

Facilitar la instalación y cableado de los equipos.

•

Es necesario tener los esquemas actualizados, para facilitar las labores de mantenimiento.

3.2. Esquemas utilizados 3.2.1. Esquema unifilar Esquema donde cada conexión es representada por una línea.

ESQUEMA UNIFILAR UNIFILIAR PARTICULAR PARTICULAR 22,9 ESQUEMA 22,9 kV kV (OPERACIÓN INICIAL (OPERACIÓN INICIAL 10 10 kV) kV) CELDA LLEGADA MARCA SAREL TIPO ITI O SIMILAR

CELDA PROTECCIÓN Y MANIOBRA MARCA SAREL TIPO TM O SIMILAR

CELDA PROTECCIÓN Y MANIOBRA MARCA SAREL TIPO TM O SIMILAR

BARRA DE CU 630A

INTERRUPTOR DE POTENCIA 24 KV, 630A, 20 KV PUNTO DE DISEÑO FIJADO POR LUZ DEL SUR S.A. SE - 472

RELE PROTECCIÓN 50N 51N

SECC. DE POT. 24KV 630A 20KA f= 31.5A(10KV)

SECC. DE POT. 24KV 630A 20KA f= 63A(10KV)

50 51

BARRA DE TIERRA TERMINAL INTERIOR 25 KV

A POZO A TIERRA MT

BARRA DE TIERRA

3 -1 x 50 mm2 N2XSY - 18/30 KV PROYECT L = 592m.

TERMINAL INTERIOR 25 KV

BARRA DE TIERRA

TERMINAL INTERIOR 25 KV

TRANSFORMADOR 500 KVA 10 = 22.9/0.23KV

A TABLERO GENERAL

TRANSFORMADOR 320 KVA 10 = 22.9/0.40KV

A TABLERO GENERAL

Figura 1: Esquema unifilar de una S.E.

7

Simbología y Esquemas Eléctricos

3.2.2. Esquema de recorrido de la red en media tensión. Esquema donde se indica el recorrido del alimentador de media tensión, desde el punto de diseño fijado por la concesionaria, hasta la subestación del abonado. Este esquema debe contener: •

El recorrido del alimentador.

•

Cortes y detalles de las calles y avenidas que cruza el alimentador.

•

Detalles de buzones, si los hay.

•

Ubicación del sistema de puesta a tierra, si hay espacio disponible.

•

Detalle del sistema de puesta a tierra, si hay espacio disponible.

En caso que el sistema de puesta a tierra fuera una malla o conformada por varios pozos, este se puede ubicar en un plano dedicado solo al sistema de puesta a tierra.

Figura 2: Plano de recorrido de la red primaria.

8

Simbología y Esquemas Eléctricos

3.2.3. Esquema de equipamiento mecánico de la subestación. En este esquema se detallan la instalación y ubicación de los equipos en la subestación como transformadores, celdas de llegada, celdas de protección, celdas de transformación y sistemas de ventilación de la subestación. Este plano debe contener vista de planta y diferentes cortes de la subestación para una correcta instalación.

Figura 3: Plano de equipamiento electromecánico.

En este plano también se puede incluir el esquema unifilar de la subestación.

4. SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN Es un conjunto de conductores o cables, sus elementos de instalación y los accesorios de todo ellos, destinados al transporte o la distribución de la energía eléctrica. 4.1. Características de un sistema de distribución. •

Debe tener el menor costo inicial posible (económicamente).

•

Posibilidad de ampliación de cualquier parte del sistema sin sustitución de materiales o lo mínimo posible, sin paralización del servicio.

•

Bajas perdidas de energía.

•

Eficiente sistema de protección.

•

Facilidad de mantenimiento.

•

Facilidad de operación.

•

potencia de cortocircuito.

•

Eficiente regulación de tensión, potencia y frecuencia.

•

Oportuno grado de estabilidad estática y transitoria.

9

Simbología y Esquemas Eléctricos

4.2. Consideraciones económicas. Las redes de distribución pueden ser aéreas o subterráneas, la selección obedece toma el costo anual de operación y consideraría razones económicas, de seguridad y estética. Cuando las cargas a servir son de baja o media densidad, las redes son aéreas. Cuando se trata de grandes densidades (existencia de edificios, centros comerciales, etc.), generalmente es subterránea, ello fundamentalmente por razones constructivas y dimensiones de cables. Cuando las cargas son grandes la sección del conductor es mayor, existiendo un límite en los conductores aéreos que son soportados por postes, este límite es mayor en el caso de redes subterráneas en la que los cables de energía van sobre zanjas en el terreno, además de otras razones. Al hacer comparaciones económicas para seleccionar uno u otro tipo de red, se cosidera lo siguiente: Amortización del capital invertido. Perdidas de potencia (energía). Costos de operación y mantenimiento. El costo de una instalación subterránea puede ser de 2 a 4 veces la aérea, por ello la energía a distribuir en forma subterránea, debe ser importante, para reducir los costos de amortización del capital. En una instalación aérea la densidad de corriente admisible en los conductores es mayor que en la subterránea, además tiene una capacidad de sobrecarga y flexibilidad para ampliaciones y crecimiento de carga. Generalmente, para 100 kVA o más por cada 300 m de longitud de cable, el costo anual se inclina a favor de la red subterránea. La vida promedio de una red aérea es de 25 años y para la subterránea de 40 años, tiempo en el cual la red debe alcanzar sus valores de diseño o los materiales empleados pueden requerir recambio en algunos casos. A favor de una instalación subterránea se tiene un mejor aspecto estético, la importancia de la continuidad del servicio, los menores costos de mantenimiento y el distribuir grandes cargas. La red aérea es más susceptible de sufrir interrupciones por tormentas, rayos, caída de árboles, accidentes de tránsito, etc., pero cuando ocurre la falla, es más fácil localizarla y repararla. El punto en el cual uno u otro resulta más económico, debe ser analizado para cada caso específico. En ocasiones se escoge una combinación de ambos. Ejemplo: podría haber tramos largos de red aérea, la llegada a la subestación del abonado puede ser red subterránea.

10

Simbología y Esquemas Eléctricos

4.3. Aspectos a considerar 4.3.1. Seguridad del suministro Al escoger una topología de la red se tomará en cuenta la seguridad o confiabilidad del suministro eléctrico que se desea brindar a las cargas que se alimentan, cuando se trata de cargas industriales esta seguridad debe ser la mayor, por lo que al escoger un esquema de distribución se tomará en cuenta que la falla de un alimentador no deja sin servicio a estas cargas, pudiendo ser atendidas por otro alimentador. 4.3.2. Caída de tensión La caída de tensión está relacionada con la calidad del servicio, el CNE fija las máximas caídas de tensión para los alimentadores residenciales o los rurales, como porcentaje de la tensión nominal, estos están fijados de manera que la tensión que se recibe en una industria o una vivienda, este dentro del rango de tensiones que permitan la operación de sus equipos eléctricos. 4.3.3. Sistema de protección Todo sistema de protección que provee mayor seguridad al suministro involucra un costo mayor, igualmente cuando se trata de escoger una topología de red, cuanto más enmallado sea, los equipos de protección serán de mayor poder de ruptura, lo que eleva también el costo, en el diseño de la protección se tomará en cuenta la adecuada coordinación de los equipos de protección, según el esquema de distribución que se elija. 4.3.4. Planeamiento Las consideraciones del crecimiento de la carga obligan a elaborar planes de ampliación, la topología de la red que se defina, deberá tomar en cuenta alternativas de alimentación al crecimiento de la carga y a cargas futuras. 4.4. Esquemas de distribución primaria 4.4.1. Radial Es aquel en que los circuitos alimentadores parten de la subestación o punto de alimentación y se alejan, sin retornar al punto de origen. 4.4.2. Anillo Esquema en el cual los circuitos alimentadores retornan al punto inicial, cerrando un lazo, permitiendo que las cargas se sirvan por frentes distintos. 11

Simbología y Esquemas Eléctricos

4.4.3. Radial con formación anillo Básicamente es un anillo que opera como esquema radial, al tener un elemento operando normalmente abierto. Ejemplos: Sistema radial con fusibles laterales, para reducir el número de consumidores afectados por fallas en los laterales. S.E. 60 / 10 kV

10,0 kV / 0,40 kV

10,0 kV / 0,40 kV Seccionador fusible 10,0 kV / 0,23 kV

10,0 kV / 0,40 kV

10,0 kV / 0,40 kV

10,0 kV / 0,23 kV

10,0 kV / 0,40 kV 10,0 kV / 0,40 kV

Figura 4: Sistema radial.

S.E. 60 / 10 kV

10/0,40 kV

10/0,40 kV

10/0,40 kV

10/0,40 kV

Seccionador fusible

Figura 5: Circuito radial con circuito de lazo.

12

Simbología y Esquemas Eléctricos

Sub-estación AT/MT

Sub-estación AT/MT

CIRCUITO “A” CIRCUITO “B”

Figura 6: Esquema de distribución con doble alimentación.

Ejemplo: Esquema unifilar de una subestación que tiene un transformador hasta 1 000 kVA. Celda de llegada

Celda de Transformación

Cl. 1 100/5 A 30 VA 5P10

Relé

50/51 50N/51N

12 kV 400 A 16 kA

Vienededelala Viene Concesionaria Concesionaria

50/1 A

12 kV 630 A 16 kA

50/1 A

Transformador de corriente Transformador de toroidal, para protección corriente toroidal, homopolar. para protección homopolar

1000 kVA 10/0.40 kV Dyn5 ucc%= 5.2

N2XSY 3-1x50mm2 18/30kV

Figura 7: Esquema unifilar de S.E. con protección interruptor de potencia.

Solución adoptada con protección principal de un interruptor de potencia. Cuando la potencia contratada a la concesionaria es mayor a 1 MW, ésta obliga al usuario a instalar un Interruptor de potencia como protección principal de su sistema.

13

Simbología y Esquemas Eléctricos

Ejemplo: Si la potencia es menor, el usuario puede adoptar la solución con protección seccionador-fusible, que es más económica. Celda de llegada Relé

Celda de Transformación 12 kV 400 A 16 kA

50/51 50N/51N

12 kV 400 A 16 kA

Viene Viene de de la la Concesionaria Concesionaria

Transformador de Transformador de corriente toroidal, para protección corriente toroidal, para homopolar. protección homopolar

50/1 A

12 kV 63 A 16 kA

1000 kVA 10/0.40 kV Dyn5 ucc%= 5.2

50/1 A N2XSY 3-1x50mm2 18/30kV

Figura 8: Esquema unifilar de S.E. con protección seccionador – fusible.

Ejemplo: Esquema unifilar de una subestación con 3 transformadores al interior de una planta industrial:

Celda de llegada

Cl. 1 100/5 A 30 VA 5P10

Relé

12 kV 630 A 16 kA

50/51 50N/51N

12 kV 400 A 16 kA

Viene de Viene de la la Concesionaria Concesionaria

50/1 A

Celda de Transformación N°01

Celda de Transformación N°02

12 kV 400 A 16 kA

12 kV 400 A 16 kA 12 kV 63 A 16 kA

Celda de Transformación N°03

12 kV 63 A 16 kA

500 kVA 10/0.40 kV Dyn5 ucc%= 5.2

12 kV 400 A 16 kA 12 kV 63 A 16 kA

500 kVA 10/0.40 kV Dyn5 ucc%= 5.2

500 kVA 10/0.40 kV Dyn5 ucc%= 5.2

N2XSY 3-1x50mm2 18/30kV

Figura 9: Subestación con 3 transformadores.

La protección principal de todo el sistema la cumple el interruptor de potencia en la celda de llegada. Cada transformador debe contar con una protección independiente.

14

Simbología y Esquemas Eléctricos

Ejemplo: Esquema unifilar de una planta industrial que cuenta con 2 subestaciones:

Celda de llegada

Cl. 1 100/5 A 30 VA 5P10

Relé

12 kV 630 A 16 kA

50/51 50N/51N

Celda de Transformación N°03

Celda de salida

12 kV 400 A 16 kA

12 kV 400 A 16 kA 12 kV 63 A 16 kA

12 kV 63 A 16 kA

12 kV 400 A 16 kA

Vienede delala Viene Concesionaria Concesionaria

500 kVA 10/0.40 kV Dyn5 ucc%= 5.2

50/1 A

N2XSY 3-1x50mm2 18/30kV

Hacia S.E. N°02

Figura 10. Unifilar de 2 subestaciones en el predio.

Como la planta cuenta con dos subestaciones, la alimentación que viene de la concesionaria, debe llegar a una protección principal (interruptor), luego se hacen las protecciones de cada transformador o subestación. Esquema unifilar de una subestación aérea

Pozo a Tierra de M.T.

Cortacircuito Seccionador Fusible (Cut-Out) Transformador de Potencia

B.T. Tablero de Distribución B.T.

Pozo a Tierra de B.T.

Figura 11: Unifilar de una S.E.D. aérea.

15

Simbología y Esquemas Eléctricos

5. AISLADORES PARA REDES AÉREAS La principal función de los aisladores es impedir el paso de la corriente del conductor al soporte y/o estructura, esta conducción se puede dar por las siguientes causas: 5.1. Conductividad de la masa Esta corriente se daría atravesando la masa del aislador, y en estos tiempos por la calidad de los materiales aislantes es muy insignificante.

Figura 12: Conductividad de masa de un aislador.

5.2. Conductividad superficial Esta corriente de fuga se da en la periferia del aislador, y aumenta gracias a la impregnación del polvo con la humedad, y si esta instalado en las cercanías del mar o donde hay polución de sales y químicos que aumentan la conducción superficial.

Figura 13: Conductividad superficial de un aislador.

5.3. Por perforación de la masa del aislador Cuando se producen gradientes de potenciales peligrosos y concentrados, podría perforar la masa del aislador si en este existieran burbujas de aire en su interior.

16

Simbología y Esquemas Eléctricos

5.4. Por descarga disruptiva a través del aire ,Conducción que se da a través del aire, alrededor del aislador, cuando del campo eléctrico que produce el conductor, supera la rigidez dieléctrica del aire que es alrededor de 30 kV/cm, a este nivel de tensión el aire se hace conductor.

Figura 14: Descarga disruptiva en un aislador.

5.5. Materiales utilizados para su fabricación 5.5.1. Porcelana Es de los primeros aisladores que se utilizaba, por su dureza, impermeabilidad al agua, polvo y demás contaminantes. Se le aplica una capa semiconductora en la parte exterior que va a tener contacto con la tensión, para uniformizar el campo eléctrico que genera el cable.

Figura 15: Aislador de porcelana.

17

Simbología y Esquemas Eléctricos

5.5.2. Material sintético Una combinación de materiales, para dar le mayor resistencia y rigidez dieléctrica, así como la fibra de vidrio y la resina epóxica. Caucho siliconado: Material utilizado últimamente para redes de distribución rural y de zonas cercanas a la costa, donde hay alta polución y contaminación, los mantenimientos no son tan rutinarias como otros tipos de aisladores.

Figura 16: Aisladores poliméricos.

5.6. Funciones 5.6.1. Mecánicas Cumplen la función de soportar el conductor que se suspenden de crucetas y soportes de postes, donde se transfieren todos los esfuerzos que soporta el cable, a determinadas condiciones de operación. 5.6.2. Eléctrica Permite aislar eléctricamente el conductor y la estructura de soporte.

18

Simbología y Esquemas Eléctricos

5.7. Requerimentos eléctricos 5.7.1. Factor de longitud de fuga Definido para la zona de instalación, se presenta en la tabla 2. Tabla 2: Factor de longitud de fuga.

Características de la zona

Factor de longitud de fuga cm/kV

Explotación agrícola y forestal, sin ninguna industria (atmósfera limpia).

1,3 a 1,8

Escasa suciedad (zonas al borde de localidades industriales), niblas frecuentes o intensas. Intensa suciedad industrial (Lima y aledaños).

2,0 a 2,5 2,6 a 3,5

Contaminación muy intensa y conductiva (proximidad a centrales térmicas, áreas industriales, químicas), brisa marina a orillas del mar.

Mayor de 3,5

5.7.2. Nivel de aislamiento Valores de tensión que caracterizan el aislamiento de un material o equipo, relativos a su aptitud para soportar los esfuerzos dieléctricos sin deterioro, falla, ni perforación. Los valores de niveles de aislamiento según el Código Nacional de Electricidad y la Norma IEC-71 se muestran a continuación. Tabla 3: Niveles de aislamiento. Practica en Europa y otros países.

Tensión max. del equipo kV (eficas) 3,6 7,2 12,0 17,5 24,0 36,0

Tensión no disruptiva al impulso (onda 1,2/50 μs) kV pico Lista 1 20 40 60 75 95 145

Lista 2 40 60 75 95 125 170

Tensión no disruptiva a frecuencia de servicio kV (eficas) 10 20 28 38 50 70

19

Simbología y Esquemas Eléctricos

5.8. Red primaria 5.8.1. Condición de operación Las tensiones disruptivas de operación de los aisladores deben ser mayor a las calculadas a continuación, para el caso de circuitos monofásicos conectados a circuitos trifásicos, las tensiones requeridas no deben ser menores que las calculadas apara aisladores en circuitos trifásico.

Altitud y temperatura de operación. Para sistemas que operan por encima de los 1000msnm, se deberá multiplicar la tensión calculada por el factor siguiente, para determinar el valor del nivel de aislamiento necesario a esas condiciones.

Si la temperatura donde operara el sistema es mayor a 40°C, se debe multiplicar por:

t = temperatura normal de servicio (> 40 °C)

Nivel de aislamiento necesario.

U = tensión eficaz nominal en servicio (kV) Uc = tensión no disruptiva bajo lluvia a frecuencia de servicio (kV)

El en el lugar de instalación, las condiciones son severas con respecto a polución y nivel de humedad, nivel isoceuranico (caída de rayos), se deberá incrementar el nivel de aislamiento calculado.

20

Simbología y Esquemas Eléctricos

Ejemplo. Se desea seleccionar los aisladores para una línea de distribución primaria, según las siguientes características: Tensión nominal:

10 kV

Altitud:

3 000 msnm

Máxima temperatura de servicio:

30 °C

Tipo de contaminación:

Ubicación de la línea en la cercanía de una mina.

Tipo de instalación:

Al exterior

Tipo de conductor:

Cu desnudo de 25 mm2; 6,45 mm de diámetro

Tiro máximo:

400 kg

Velocidad del viento:

50 km/h

a) Determinación del nivel de aislamiento

U = Tensión nominal de servicio U´ = tensión de servicio corregida

De la tabla de niveles de aislamiento, para la serie I, basada en la práctica en Europa y otros países, se dan los niveles mínimos de aislamiento, en la tensión no disruptiva al impulso considerar la Lista 1 para instalaciones al interior de edificios y la Lista 2 para instalaciones al exterior: Tensión no disruptiva a 60 Hz:

38 kV

Tensión no disruptiva al impulso:

95 kV

21

Simbología y Esquemas Eléctricos

b) Determinación de la distancia de fuga De la tabla de factor de longitud de fuga

Tabla 4: Características eléctricas de aislador.

PROPIEDADES ELÉCTRICAS Tensión nominal Tensión de impulso negativo Tensión de impulso positivo Flashower en seco a 60 Hz. Flashower en húmedo a 60 Hz. Nivel de radio influencia a 1 MHz. Distancia de arco Línea de fuga Número de aletas Clase de contaminación IEC 815 Prueba de envejecimiento IEC 1109-C

kV

15

28

36

46

52

kV

163

202

241

281

323

kV

158

187

220

247

286

kV

93

114

134

148

160

kV

74

87

112

120

139

uV mm mm Und.

Hr

8 a 10 kV 8 a 18 kV 8 a 23 kV 8 a 29 kV 8 a 33 kV 190 515 5

240 703 7

290 875 9

330 1122 11

370 1270 13

III

III

III

III

III

5000

5000

5000

5000

5000

Figura 17. Aislador polimérico.

22

Simbología y Esquemas Eléctricos

6. RESUMEN Los símbolos electrotécnicos son representaciones gráficas de los componentes de una instalación eléctrica, que se usan para transmitir un mensaje, para identificar, calificar, instruir, mandar y advertir. Los esquemas eléctricos son las representaciones gráficas de un circuito o instalación eléctrica, en la que van indicadas las relaciones mutuas que existen entre sus diferentes elementos, así como los sistemas de conexión que los enlazan entre sí. Esquema unifilar: Esquema donde cada conexión es representada por una línea. Esquema de recorrido de la red en media tensión: Esquema donde que nos indica el recorrido del alimentador de media tensión, desde el punto de diseño fijado por la concesionaria, hasta la subestación del abonado. Esquema de equipamiento mecánico de la subestación: En este esquema se detallan la instalación y ubicación de los equipos en la subestación, tales como transformadores, celdas de llegada, celdas de protección, celdas de transformación y sistemas de ventilación de la subestación. Aspectos a considerar en una red de distribución: •

Seguridad del suministro.

•

Caída de tensión.

•

Sistema de protección.

•

Planeamiento.

Tipos de esquema de distribución primaria: Radial: Es aquel en que los circuitos alimentadores parten de la subestación o punto de alimentación y se alejan, sin retornar al punto de origen. Anillo: Esquema en el cual los circuitos alimentadores retornan al punto inicial, cerrando un lazo, permitiendo que las cargas se sirvan por frentes distintos. Radial con formación anillo: Básicamente es un anillo que opera como esquema radial, al tener un elemento operando normalmente abierto. Aisladores para redes aéreas: Los aisladores tienen por misión no dejar pasar la corriente del conductor al soporte, esta puede tener lugar por las causas siguientes: •

Conductividad superficial.

•

Por perforación de la masa del aislador.

•

Por descarga disruptiva a través del aire.

Requerimientos eléctricos de los aisladores: •

Factor de longitud de fuga.

•

Nivel de aislamiento.

23

Simbología y Esquemas Eléctricos

7. MAPA CONCEPTUAL SIMBOLOGÍA ELÉCTRICA Código Nacional de Electricidad CNE - IEC - NEMAANSI - DIN

Normas de referencia

Esquemas Eléctricos

Representación gráfica de un circuito, donde se indican las relaciones mutuas que existen entre ellos.

Tipos Esquema de recorrido de la red de M.T.

Esquema unifilar

Esquema de equipamiento electromecánico

Ascpectos a considerar en un sistema de distribución

Seguridad de suministro

Caída de tensión

Planeamiento

Sistema de protección Tipos

Con formación de anillo

Anillo

Radial

AISLADORES EN REDES AÉREAS

Pueden ser:

Porcelana Material sintético

No dejan pasar la corriente del conductor al soporte.

Causas de la conducción

Conductividad de la masa

Conductividad superficial

Preparación de la masa

Descarga disruptiva a través del aire

24

Simbología y Esquemas Eléctricos

8. GLOSARIO Aislador: Material aislante de una forma diseñada para soportar físicamente un conductor y separarlo eléctricamente de otros conductores y objetos. En servicio: Las líneas y equipos son considerados en servicio, cuando están conectados al sistema y son capaces de suministrar energía o señales de comunicación. Instalación a la intemperie: Es una instalación eléctrica o de comunicaciones al aire libre, expuesta directamente a la radiación solar. Instalación al exterior: Es una instalación eléctrica o de comunicaciones, protegida contra la radiación solar directa y precipitaciones atmosféricas, se incluye el viento en casos especiales. Por lo demás equivale al aire libre. Instalación al interior: Es una instalación eléctrica o de comunicaciones, dentro de un edificio o una envolvente, cuyos medios de servicio están protegidos contra las influencias atmosféricas. Cable subterráneo: Conjunto de conductores aislados entre sí, con una o más cubiertas y que puede ir directamente enterrado. Calzada: La porción de una calle o autopista incluyendo los carriles de parada de emergencia de uso vehicular. Terminación del cable: Un accesorio del cable que restituye el aislamiento y hermeticidad del cable, permite una adecuada conexión eléctrica y es resistente al intemperismo o ambiente de su instalación. Buzón de inspección: Un recinto subterráneo en el cual el personal puede entrar y que es utilizado con el propósito de instalar, operar o mantener equipos, o cables o ambos. Buzón de registro: Una abertura de acceso, prevista en un equipo o en un recinto subterráneo relacionado con líneas subterráneas, en el cual el personal puede tener acceso sin poder entrar, con el propósito de instalar, operar o mantener equipos, cables o ambos.

25

Simbología y Esquemas Eléctricos

9. PREGUNTAS DE AUTOCOMPROBACIÓN 1.- ¿Algunas ventajas del uso de símbolos electrotécnicos? 2.- ¿Bajo qué normas nos basamos para representar la simbología eléctrica? 3.- ¿Qué debe contener el esquema de recorrido de la red de media tensión? 4.- ¿Qué aspectos se debe considerar para realizar una red de distribución? 5.- ¿Qué es un esquema de distribución radial? 6.- ¿Cuáles son las causas por la que un aislador podría dejar pasar corriente? 7.- Mencione algunas características de los sistemas de distribución. 8.- De los sistemas de distribución, ¿Cuál es más económico ejecutarlo?

26

Simbología y Esquemas Eléctricos

10. RESPUESTAS DE AUTOCOMPROBACIÓN 1.- Entre ellas podemos citar: •

Su empleo es universal.

•

Ahorro de tiempo en representar los componentes de un circuito.

•

Facilita la interpretación de circuitos complicados.

• Permite una comunicación universal entre las personas independientemente del idioma del país. 2.- Algunas de las normas tenemos: IEC, CNE, ANSI, NEMA, etc. 3.- Debe contener: •

El recorrido del alimentador.

•

Cortes y detalles de las calles y avenidas que cruza el alimentador.

•

Detalles de buzones, si los hay.

•

Ubicación del sistema de puesta a tierra, si hay espacio disponible.

•

Detalle del sistema de puesta a tierra, si hay espacio disponible.

4.- Seguridad del suministro, caída de tensión, sistema de protección y planeamiento. 5.- Es aquel en que los circuitos alimentadores parten de la subestación o punto de

alimentación y se alejan, sin retornar al punto de origen.

6.- Por conductividad de la masa, por conductividad superficial, por perforación del

aislador, y por descarga disruptiva a través del aire.

7.- Eficiente sistema de protección. •

Facilidad de mantenimiento.

•

Facilidad de operación.

•

Baja potencia de cortocircuito.

8.- El sistema de distribución aéreo.

27

Simbología y Esquemas Eléctricos

11. BIBLIOGRAFÍA •

http://www.slideshare.net/jandrogc/ud1-redes-de-distribucin-subestaciones

•

http://subestacoiones.blogspot.com/2011/01/subestaciones-electricas-se.html

•

http://www.monografias.com/trabajos90/estructuras-tierras-y-diagramasunifilares/estructuras-tierras-y-diagramas-unifilares.shtml

•

http://ebookbrowsee.net/diagramas-unifilares-osinerg-pdf-d306043800

•

http://www.diagramasunifilares.info/

28