El documento describe los requisitos para diseñar una línea de transmisión eléctrica de 250 MW y 150 km para alimentar un centro urbano desde una central eléctrica. Se debe considerar la resistencia, inductancia y capacitancia de la línea. También se debe incluir torres de transposición y seguir normas para cruces de ductos, autopistas y ferrocarriles. El diseño de la subestación eléctrica también es importante, incluyendo el transformador elevador.

1. ALUMNO: JULIO ALEJANDRO CORDOVA RIVERA
1.- Características que debe llevar una línea de transmisión para alimentar un
centro urbano a partir de una central eléctrica.
(Considerando que la central eléctrica genera 250 MW y se encuentra a 150 km
de la población). Las líneas de transmisión tienen tres características o parámetros
típicos: Resistencia, inductancia y capacitancia. Para líneas de transmisión de con
una longitud mayor a 150 km, se deben instalar torres de transposición,
localizadas a 1/6, 1/2 y 5/6 de longitud total de la línea de transmisión. La
ubicación se debe realizar en terreno plano, evitando tenciones desbalanceadas
en los claros adyacentes de la transposición, además de considerar la utilización
señalada en la relación de estructuras normalizadas. Con relación a la proximidad
con ductos subterráneos se debe cumplir lo indicado en la norma de referencia
NRF-015-CFE Para el cruzamiento de las líneas de transmisión con farreas
autopistas de primer orden y súper carreteras, deben proyectarse estructuras de
remate en ambos lados del cruce, cuando exista un puto de deflexión antes del
cruzamiento se debe considerar una estructura de deflexión en este sitio y una
estructura de remate en el otro lado del cruce. En las llegadas y salidas de las
subestaciones la distancia de la primera estructura y el marco de la subestación
debe estar comprendida entre 60 m y 80 m y los cables deben tener una tención
mínima necesaria para cumplir con los libramientos especificados. Debemos de
considerar las necesidades de la sociedad para la alimentación de la red eléctrica
o las líneas de transmisión eléctricas, así como el diseño de la subestación
eléctrica. Así como incluir el transformador: Cuando se requiere transportar
energía eléctrica, desde los centros de generación (centrales eléctricas)a los
centros de consumo, se eleva la tensión(desdeunos15 a 20 kV hasta85, 115, 230
o 400 kV) y se efectúa la transmisión mediante líneas aéreas o subterráneas con
menor corriente, ya que la potencia en ambos lados del transformador es
prácticamente igual, lo cual reduce las pérdidas de transmisión. Por lo que para el
diseño del trasformador debe ser elevador ya que este es el que ; se denomina
transformador elevador al transformador que aumenta la fuerza electromotriz
aplicada en el primario(VI).La razón de vueltas del secundario al primario Ns/Np es
mayor que 1, lo que lleva a que el embobinado secundario tenga más vueltas que
el primario.
2.- Debemos definir la necesidad, el terreno, los términos ambientales,
levantamiento topográfico, la mecánica de suelos, resistividad, manteniendo la
ingeniería básica (planos, características de construcción, criterios,
especificaciones), así como la ingeniería de detalle, diseño electromecánico, obra
electromecánica, diseño civil, obra civil, pruebas y puesta en servicio. Deben
considerar lo siguiente Cumplimiento de las distancias mínimas eléctricas de fase
de tierra. Longitud de aisladores con sus herramientas. La longitud de conductores
de fase contra cualquier parte metálica de la estructura. Las distancias eléctricas
para las condiciones atmosféricas que se esperan en condiciones de servicio.
También debemos considerar, los sistemas de distribución, los cuales están

2. formados por los siguientes elementos: Subestaciones receptoras secundarias,
circuitos de distribución primarios, transformadores de distribución, circuito
secundario. En el diseño electromecánico se debe considerar. Localización de
estructuras, considerar la hipótesis de carga, el cálculo de flechas y tensiones así
como la distancia entre estructuras. Sistema de amortiguamiento, es necesario
para cada uno de los claros efectivos a lo largo de una línea de transmisión con el
objetivo de evitar daños a los cables conductores y cables de guarda con fibras
ópticas por efecto de vibraciones eólicas e impedir la transmisión de esfuerzos
adicionales a la estructura. Señalización especial, se refiere a los señalamientos
cuando hay cruces de vías férreas, cruce con líneas de transmisión, carreteras
caminos, zonas de huertos, cafetaleras líneas de caña, zonas inundables, etc.
Sistema de tierra: protege contra tenciones generadas por la inducción de otras
líneas cercanas, contra descargas atmosféricas. Los niveles de máximos a utilizar
de las torres autosoportadas para el proyecto de localización de estructuras,
deben ser de acuerdo a lo siguiente: - Para 115 kV - Nivel + 6 - Para 230 kV -
Nivel + 8 - Para 400 kV - Nivel + 1
3.- uso de los niveles superiores a los de arriba indicados para las torres
seleccionadas para el proyecto electromecánico únicamente aplica para los
siguientes casos: - Cruzamiento con las líneas de transmisión, - Cruzamiento con
vías férreas, - Carreteras, caminos, calles, - Zonas de huertos, - Zonas
cafetaleras, - Cultivo de caña, - Zonas inundables, zonas navegables, zonas de
riego por aspersión móviles o portátiles, - Restricciones indicadas en las
especificaciones ambientales para el diseño, construcción y puesta en servicio de
la línea de transmisión, - Cruzamientos identificados por el INAH como zona de
vestigios arqueológicos. Sistema de amortiguamiento, es necesario en cada uno
de los claros efectivos en las líneas de transmisión con el objetivo de evitar daños.
Señalización especial, cruce de líneas de transmisión, carreteras, caminos, calles,
etc. Sistemas de tierras, protege contra descargas atmosféricas. La cual debe
cuidar los aspectos siguientes EL nivel de tensión. Ingeniería para instalación de
cable conductor en estructuras existentes Las actividades que se deben incluir
como parte de este concepto son las siguientes: A) Verificar claros, desniveles y
flechas de circuito instalado a partir de esta información generar el cálculo de las
flechas y tenciones para el tendido del cable conductor quedando que estas
queden de manera similar a las del circuito ya instalado en las estructuras,
considerando el envejecimiento (fluencia metálica) del cable instalado a diez años.
La hipótesis de partida para el cálculo de flechas y tenciones debe ser la H1
indicado en el indicio 6.1.2.1
(http://lapem.cfe.gob.mx/normas/construccion/pdfs/1/DCDLTA01.pdf)
4.- B) Determinar las cantidades y tipo de materiales de instalación
permanentemente por estructura y para toda línea de transmisión del circuito a
tender para cadenas de suspensión en V incluir herrajes y accesorios para que las
cadenas formen un ángulo de 90° C) Sistema de amortiguamiento para cable
conductor D) Elaboración de planos de cruzamiento con línea de energía eléctrica,
con firma del perito responsable y con la probación respectiva incluyendo la
memoria de cálculo. E) Se deben entregar a CFE, las tablas de flechas y

3. tenciones lista de materiales y planos, así como las hojas de distribución
correspondiente al circuito (s) que se instaló con el respectivo tipo de torres y
claros y desniveles verificados, con la firma del responsable de ingeniería.
Seleccionar si el circuito debe ser sencillo o doble. Debe ser doble; características
particulares, se debe realizar el análisis y revisión al diseño estructural de las
torres autosoportadas de tención para alojar dos cables de hilo de guarda con
fibras ópticas con los usos mecánicos de diseño. Menciona el número de
conductores por fase. Elementos de una subestación eléctrica 1. Apartar rayos,
dispositivo protector que limita las sobretensiones transitorias descargando o
desviando la sobre corriente producida, y evitando que continúe el paso de la
corriente eléctrica. 2. Transformadores de potencial, son dispositivos en los que la
tensión secundaria, dentro de las condiciones normales de operación, es
prácticamente proporcional a la tensión primaria. Tienen la función tanto de
transformar la tensión, como de aislar los instrumentos de protección y medición
conectados en circuitos de alta tensión. 3. Transformadores de corriente,
dispositivos en los cuales la corriente secundaria es prácticamente proporcional a
la corriente primaria bajo condiciones normales de operación, aunque con un
ligero desfasamiento. 4. Dispositivos de potencial, elementos equivalentes a los
transformadores de potencial, aunque en vez de ser del tipo inductivo son del tipo
capacitivo. Se usan para alimentar con tensión los instrumentos de medición y
protección de un sistema de alta tensión. 5. Cuchillas, cuchillas son dispositivos
que sirven para conectar y desconectar diversas partes de una instalación
eléctrica, efectuar maniobras de operación o realizar operaciones de
mantenimiento.
5.- Trampas de onda, también llamada bobina de bloqueo o bobina de onda
portadora, tiene la función de impedir que las señales de alta frecuencia se deriven
en direcciones indeseables, con el fin de no perjudicar la transmisión de energía
eléctrica a frecuencia nominal de 60 Hz en la república mexicana. 7. Bancos de
capacitores, Son grupos de capacitores usados en las subestaciones para
proporcionar potencia reactiva al sistema. Los bancos de capacitores de alta
tensión se conectan por lo general en estrella con el neutro flotante, rara vez con
el neutro conectado a tierra. 8. Buses, en una subestación eléctrica son los
conductores eléctricos que se utilizan como conexión común de los diferentes
circuitos de que consta una subestación. Además son un elemento necesario los
aisladores, básicamente elaborados de plástico porcelana y vidrio. Proveen la
seguridad necesaria cuando se manejan niveles de tensión altos. Su función es
sujetar los conductores a la torre para evitar que se muevan y evitar la fuga de
corriente de la línea de transmisión a la línea de tierra También debemos tomar en
cuenta los interruptores de potencia en las subestaciones eléctricas Interruptor de
potencia: está destinado al cierre y apertura de circuitos eléctricos bajo
condiciones de carga o de corto circuito. Las cámaras de extracción son parte
primordial de cualquier interruptor eléctrico. El arco eléctrico desprende calor, por
lo que se produce calentamiento y oxidación de los contactos, lo que da como
resultado una gran resistencia de contacto y disipación de calor, y con el tiempo
viene el deterioro del interruptor. Explica que material utilizarías para el conductor.
Barra tipo tubo. El tipo de barra más usado es el cable, el cual es un conductor

4. formado por un grupo de alambres trenzados en forma helicoidal. La ventaja que
presenta respecto a los otros tipos es que es el más económico; la desventaja es
que tiene pérdidas mayores por efecto corona y efecto superficial. Los materiales
más usados para cables son el cobre y el aluminio reforzado con acero (ACSR).
Debe incluir además Arreglos de interruptores en subestaciones. Arreglo de
interruptor y medio, es el más utilizado en las subestaciones, ya que proporciona
flexibilidad en caso de perder un interruptor del equipo primario, o bien, en caso de
mantenimiento a los equipos, en donde el servicio o flujo eléctrico no se pierde.
Arreglo de barra sencilla, arreglo más sencillo y, por lo tanto, el de menor
confiabilidad con respecto a la continuidad del suministro eléctrico.
6.- Barra sencilla con bus de transferencia, Este arreglo permite la interconexión
de diferentes elementos de la subestación sin pasar por los elementos de la
subestación. Es útil cuando se debe dar mantenimiento al interruptor propio del
elemento o cuando queda bloqueado por falla. Así como de los esquemas de
protección Los relevadores actúan sobre interruptores, los cuales reciben una
señal de disparo de dichos relevadores y desconectan el elemento con falla.
Puede incluir también Los relevadores digitales funcionan con una alimentación de
125 VCD (voltaje de corriente directa) y cuentan con una luz LED de color verde
que indica que el relevador está en servicio. Protección primaria La primera
protección proporciona la primera línea de seguridad. La protección primaria debe
desconectar únicamente el elemento dañado. Al ocurrir una falla dentro de la zona
de protección, solo se deben abrir los interruptores dentro de esa zona. Protección
de respaldo Tanto los esquemas de protección como el equipo asociado a ellos
están sujetos a fallas, y esto provoca que todos los elementos de potencia cuenten
con protección de respaldo. Al ocurrir un cortocircuito, las protecciones primarias y
de respaldo detectan la falla; en caso de no operar la protección primaria, la de
respaldo, con retraso de tiempo, sacará de operación la zona que presenta dicha
falla. Esquema de protección para subestaciones eléctricas (transformador)
Protección diferencial (87 T), La protección actuará cuando se presenten fallas en
el interior del transformador o en las áreas donde abarquen los transformadores
de corriente. La señal de operación de este relevador la recibe el relé auxiliar 86 T
que es un relevador de reposición manual, el que actuará mandando las señales
de alarmas y disparo a los interruptores asociados; por lo cual el transformador
quedará des energizado. Protección de respaldo de sobre corriente instantánea de
fases (50/51 H) Protección de respaldo de sobre corriente del neutro por 400 kV
(51 NTH)
7.- Protección de sobrepresión Buchholz (63), Este relevador se vale del hecho de
que los aceites minerales producen gases inflamables cuando se descomponen a
temperaturas mayores a 350 °C, tales como el acetileno y otros hidrocarburos de
molécula simple, hidrógeno y monóxido de carbono. Clasificación de fallas en
sistemas eléctricos de potencia. Una falla eléctrica es una condición que impide la
operación de uno o más equipos de un sistema eléctrico de potencia, e implica a
un evento, o conjunto de eventos, que: • Produzca la apertura de un interruptor por
medio de la señal de un relevador. • Muestre la operación errónea de un
interruptor por error humano. • Presente cualquier interrupción del flujo eléctrico no

5. planificado. Algunas de las características del diseño y operación dirigidas a
prevenir fallas eléctricas en los sistemas eléctricos de potencia son: Provisión del
nivel de aislamiento adecuado. Coordinación de aislamiento con base en las
capacidades de los apartar rayos. Uso de cables de tierra aéreos y de baja
resistencia de pie de torre. Diseño de una alta resistencia mecánica para reducir la
exposición y minimizar la probabilidad de falla causada por animales o el
ambiente. Prácticas correctas de operación y mantenimiento. Por ultimo debemos
incluir un diagrama unifilar ya que permite representar los elementos del sistema
de potencia trifásico de manera compacta y funcional. Descripción breve: barras o
buses, cuchillas, interruptores, capacitores, transformadores, cuchillas de tierra,
extremos de línea de transmisión, generadores eléctricos. El diagrama debe
proporcionar de una manera clara, precisa y concisa el arreglo de los equipos de
la misma. Aun cuando una subestación se encuentra en operación, se continúa
utilizando a diferentes profesionales de ingeniería, ya que los sistemas de
comunicación, el mantenimiento de la subestación y la operación de la misma
requieren hacer uso de tecnologías, ya sea de forma remota o presencial.