Sesión 1 - Módulo 1.pdf

Kamal Arreaza
Venezolano
Gerente de Ingeniería
y Construcción
Egresado de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de
Oriente (UDO), Venezuela. Con una Maestría en
Ingeniería Eléctrica en la UNEXPO, Venezuela.
Catorce (14) años de experiencia en el diseño y
construcción de grandes proyectos de Ingeniería para
clientes en varios países de Latinoamérica incluyendo:
Venezuela, Chile, Perú, México, Colombia y Ecuador. Ha
revisado Ingeniería de líneas y subestaciones eléctricas
en calidad de interventor para empresas de Estados
Unidos.

Disposicion física de equipos

Diseño de Subestaciones de Potencia
COMPONENTES Y EQUIPOS PRINCIPALES
ELECTROMECÁNICOS

PATIO DE LLAVES

Diseño de Subestaciones de Potenci
COMPONENTES Y EQUIPOS
TRANSFORMADOR
a

Cambiador de tomas
a

INTERRUPTOR DE
POTENCIA
INTERRUPTOR DE POTENCIA

Diseño de Subestaciones de
SECCIONADOR DE
POTENCIA
Potencia

TRANSFORMADOR DE
TENSIÓN

Diseñ
DESCARGADOR DE
SOBRETENSIONES
o de Subestaciones de Potencia

Desarrollo Protecciones 230kV - Pos02

Medium and Long Parallel Transmission Line Protection Scheme

Short Parallel Transmission Line Protection Scheme

INTEGRACION DEL SISTEMA DE CONTROL
AUTOMATIZACIÓN Y
SCADA

EVOLUCION DE LOS IED
https://nanopdf.com/queue/smart-grid-ge-grid-solutions_pdf?queue_id=-
1&x=1599006431&z=MTg2Ljg3LjguOTI=

EVOLUCION DE LOS IED

UNIDAD DE CONTROL DE BAHIA (BCU)
www.gemultilin.com/C90P
Equipment Manufacturer Model Quantity
Digital Power Line Carrier PLC Int. UCC2021D 4
Wave Trap PLC Int. PLC 9550 4
Line Tuner PLC Int. PLC 9550 4
Coupling Capacitor ABB CCA 4
Line Current Differential Relay Siemens 7SD52 4
Breaker Failure Siemens 7VK61 4
Directional Overcurrent Siemens 7SJ64 4
Distance Relay General Electric D90 Plus 4
Bay Control Unit Siemens 6MD66 4
Energy Meters Elster A1882 4
Multiplexor General Electric Jungle Mux-OC 48 4
RTU General Electric D400 6
Switches Ruggedcom - 6

BANCO DE BATERIAS
TABLERO CARGADOR
RECTIFICADOR

TABLERO DE
SERVICIOS AUXILIARES

NUMERACIÓN ANSI
XX
SE UTILIZA PARA IDENTIFICAR LAS FUNCIONES DE
LOS DISPOSITIVOS DE CONTROLY PROTECCIONES
EN UN PLANO ELÉCTRICO
NUMERO DEL
0 AL 99
NORMAS Y SIMBOLOGIA

Nomenclatura ANSI típicas para protecciones

Nomenclatura y Simbología Eléctrica IEC típicas
para protecciones

CONFIGURACIÓN Y ESQUEMAS DE BARRAS
SUBESTACIONES
CONFIGURACIÓN Y ESQUEMAS DE BARRAS
SUBESTACIONES

ESQUEMAS DE BARRAS

45
De acuerdo a la confiabilidad y a la continuidad de servicio requerida, las S/E’s se
diseñan con un arreglo de barras, entre las cuales se destacan:
• Barra Simple
• Barra Simple Seccionada
• Doble Barra
• Barras en Anillo
• Barra Principal y de Transferencia
• Interruptor y Medio
CONFIGURACIÓN DE SUBESTACIONES ELÉCTRICAS

Tipos de configuración
Tendencia europea - Conexión de seccionadores
• Son aquellas en las cuales cada circuito tiene un interruptor, con la
posibilidad de conectarse a una o más barras por medio de
seccionadores:
• Barra sencilla
• Barra principal y de transferencia
• Doble barra
• Doble barra más seccionador de “by pass” o paso directo
• Doble barra más seccionador de transferencia
• Doble barra más barra de transferencia
46

Tipos de configuración
Tendencia americana - Conexión de interruptores
• Son aquellas en las cuales los circuitos se conectan a las barras o
entre ellas, por medio de interruptores:
• Anillo
• Interruptor y medio
• Doble Barra Doble interruptor
47

PARAMETROS PARA SELECCIÓN DE BARRAS
PARÁMETROS DEFINICIÓN
FLEXIBILIDAD Y MODULACIÓN Desarrollo modular de los dos tipos básicos de configuración, de tal modo que permita
cambios en la configuración inicial para emigrar de una configuración sencilla a una más
compleja o configuración final.
FACILIDAD DE OPERACIÓN Complejidad y seguridad de las operaciones para despejar una falla o aislar un elemento.
FACILIDAD DE MANTENIMIENTO Representa el costo Inicial de Inversión más el costo marginal de la imposibilidad de
suministrar la energía, en determinado periodo.
FACILIDAD DE EXPANSIÓN Previsión para expansión sin que el esquema final implique interrupción de la instalación
existente.
FACILIDAD DE CONSTRUCCIÓN Grado de complejidad de un esquema en su diseño e implantación, en la medida que aumenta
el número de elementos o equipos que la conforman.
ESPACIO FÍSICO Las áreas necesarias para los diferentes arreglos de barra utilizando una determinada
disposición física.
COSTO Representa el costo Inicial de Inversión más el costo marginal de la imposibilidad de
suministrar la energía, en determinado periodo.
CONFIABILIDAD Probabilidad de que una subestación pueda suministrar energía durante un periodo de tiempo
dado, bajo la condición de que al menos un componente esté fuera de servicio.

ESQUEMAS DE BARRAS
IEEE 605-2008
Ventajas
INSTALACIÓN SIMPLE Y DE
FÁCIL OPERACIÓN
COMPLICACIÓN MINIMA EN
LAS CONEXIONES DE LOS
EQUIPOS Y DEL ESQUEMA DE
PROTECCIONES
COSTO REDUCIDO
REQUIERE DE POCO ESPACIO
FÍSICO PARA SU
CONTRUCCION

ESQUEMAS DE BARRAS
IEEE 605-2008
Desventajas
UNA FALLA EN BARRAS
INTERRUMPE EL SUMINISTRO
DE ENERGÍA
EL MANTENIMIENTO DE UN
DISYUNTOR IMPLICA DEJAR
FUERA DE SERVICIO EL TRAMO
AL CUAL ESTÁ ASOCIADO
REQUIERE QUE LA
SUBESTACIÓN ESTE
TOTALMENTE FUERA DE
SERVICIO PARA REALIZAR
AMPLIACIONES EN LA BARRA

ESQUEMAS DE BARRAS
En esta disposición la
barra colectora es un anillo
conformado por interruptores,
con los circuitos conectados
entre cada dos de ellos. Para
aislar un circuito es necesaria la
apertura de los dos interrupto-
res correspondiente, abriendo
así el circuito.
BARRA EN
ANILLO

ESQUEMAS DE BARRAS
IEEE 605-2008
Ventajas
ABRIR UN INTERRUPTOR
NO AFECTA LA
CONTINUIDAD DEL
SERVICIO.
REQUIERE SOLO UN
INTERRUPTOR POR
CIRCUITO.
CADA CIRCUITO ES
ALIMENTADO POR DOS
INTERRUPTORES.

ESQUEMAS DE BARRAS
IEEE 605-2008
Desventajas
LA APERTURA SIMULTANEA DE
DOS INTE-RRUPTORES PUEDE
DEJAR FUERA DE SERVICIO A
UNA O MÁS SALIDAS.
SI UNA FALLA OCURRE DURANTE
EL PERIODO DE
MANTENIMIENTO DE UN
INTERRUPTOR, EL ANILLO
PUEDE SER SEPARADO EN DOS
SECCIONES.
ES IMPOSIBLE AMPLIAR LAS
INSTALACIONES SIN SERIAS
INTERRUPCIONES EN EL
SERVICIO.

ESQUEMAS DE BARRAS
IEEE 605-2008
Características:
• Similar al caso de doble barra, pero se
requiere un interruptor y medio para
cada carga
• Gran flexibilidad para labores de
mantenimiento y operación
• Presenta una alta confiabilidad y
continuidad de servicio para la carga
• Sistemas de control y protección bastante
complicados

Ventajas:
1- Ofrece gran fiabilidad y flexibilidad.
2- La contingencia simple de una falla en barras no ocasiona la perdida de circuito
alguno.
3- Trabajos de mantenimiento en cualquier de los interruptores o seccionadores de
barra, no implican la desenergización del circuito asociado.
Desventajas:
1- Los sistemas de medición, protección y cierre de los circuitos son relativamente
complicados.
2- En el caso de estar asociados a plantas de generación, el sistema de selección
del disyuntor para sincronización se hace bastante complicado.
Interruptor y medio
ESQUEMAS EN INTERRUPTOR Y MEDIO

ESQUEMAS DE BARRAS
Esta configuración consiste en
dos barras independientes; la
barra principal que se halla
normalmente energizada y la
barra de transferencia que se
usa cuando las condiciones de
operación así lo requieren.
BARRA PRINCIPAL Y
DE TRANSFERENCIA
BT
BP

ESQUEMAS DE BARRAS
IEEE 605-2008
Ventajas
SE PUEDE REALIZAR EL
MANTENIMIENTO DEL INTERRUPTOR
DE UN TRAMO TRANSFIRIENDO SU
CARGA.
FACILITA EFECTUAR EL
MANTENIMIENTO DE LOS
SECCIONADORES DE LÍNEA Y DE
TRANSFERENCIA, AFECTANDO
SOLAMENTE EL TRAMO AL CUAL
ESTÁN ASOCIADOS.

ESQUEMAS DE BARRAS
IEEE 605-2008
Desventajas
PARA EFECTUAR EL
MANTENIMIENTO DE LA BARRA Y DE
LOS SECCIONADORES A ELLA
ASOCIADOS, ES NECESARIO
DESENERGIZAR TOTALMENTE LA
MISMA.

ESQUEMAS DE BARRAS
IEEE 605-2008
El funcionamiento de
este esquema es con dos
barras principales
energizadas, las cuales
pueden acoplarse entre sí
mediante un Interruptor
y sus Seccionadores
asociados.
BARRA DOBLE
DOBLE BARRA

ESQUEMAS DE BARRAS
IEEE 605-2008
Ventajas
PERMITE TRASLADAR TODAS LAS
SALIDAS A UNA SOLA BARRA
DURANTE EL MANTENIMIENTO DEL
INTE-RRUPTOR DEL CIRCUITO DE
SALIDA, SE TRANSFIEREN LAS
PROTECCIONES AL INTERRUPTOR
DE ACOPLAMIENTO.

ESQUEMAS DE BARRAS
IEEE 605-2008
Desventajas
PARA REALIZAR EL MANTENIMIENTO
DEL DISYUNTOR DE UN TRAMO, ES
NECESARIO DEJAR FUERA DE
SERVICIO EL TRAMO
CORRESPONDIENTE.
REQUIERE GRAN ESPACIO FÍSICO
PARA SU CONSTRUCCIÓN.

ESQUEMAS DE BARRAS
Esta configuración es una
modificación del doble juego de
barras convencional, y que opera
con dos interruptores
automáticamente conectados a
cada una de las barras y asocia-
do a cada línea de salida.
BARRA DOBLE CON
DOS INTERRUPTORES
BP1
BP2

ESQUEMAS DE BARRAS
IEEE 605-2008
Ventajas
CADA CIRCUITO TIENE DOS
INTERRUPTORES DEDICADOS.
TIENE FLEXIBILIDAD EN PERMITIR
QUE LOS CIRCUITOS ALIMENTADOS
PUEDAN SER CONECTADOS A
CUALQUIERA DE LAS DOS BARRAS.

ESQUEMAS DE BARRAS
IEEE 605-2008
Desventajas
LA INSTALACIÓN ES MÁS COSTOSA,
PUESTO QUE SE NECESITA MAYOR
CANTIDAD DE EQUIPO.
SI LOS CIRCUITOS NO SON
CONECTADOS A AMBAS BARRAS, AL
FALLAR UN INTERRUPTOR SE
PIERDEN LA MITAD DE LOS
CIRCUITOS.

ESQUEMAS DE BARRAS
http://www.dcbsubstations.com/
IEEE 605-2008

ETAPAS DEL DISEÑO DE SUBESTACIONES DE
POTENCIA
ETAPAS DEL DISEÑO DE SUBESTACIONES
DE POTENCIA

NIVELES DE INGENIERÍA
Ingeniería Básica
Ingeniería Conceptual
Ingeniería de Detalle
Pre-inversión

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