Reporte de investigacion ( Cuadro de cargas de lab. de bioquimica ).pdf

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Instituto Tecnológico Superior de
Coatzacoalcos
Tema: “Subestaciones de Potencia de Alta y Media
Tensión”
Actividad 1 Tema 2
DOCENTE:
Ing. Calixto Torres Martin
ALUMNOS:
Hernández Santiago Toribio Adair
Ríos Martin Edgar
Rodríguez Altunar Ever
Herrera Linares Cristian Emmanuel
Villatoro Esteban Humberto Emanuel
Zapata Martínez Pedro
Rodríguez Vázquez Carlos Eduardo
CARRERA:
Ingeniería Eléctrica
GRADO Y GRUPO: 6° semestre/Grupo AE
ASIGNATURA: Instalaciones Eléctricas Industriales
Coatzacoalcos, ver a 08 de Febrero del 2024
MB

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INSTITO TECNOLOGICO NACIONAL INSTITUTO
TECNOLÓGICO SUPERIOR DE COATZACOALCOS.
CARRERA: INGENIERIA ELECTRICA
MATERIA:
INSTALACIONES ELECTRICAS INDUSTRIALES
Índice
INTRODUCCION. ............................................................................................................3
ANALISIS. ........................................................................................................................9
OBSERVACIONES...........................................................................................................9
DESARROLLO Y ANOTACIONES RESPECTO AL DISEÑO DEL EDIFICIO. ...............14
CONCLUSION. ..............................................................................................................21
BIBLIOGRAFIA. .............................................................................................................22

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INSTITO TECNOLOGICO NACIONAL INSTITUTO TECNOLÓGICO
SUPERIOR DE COATZACOALCOS.
CARRERA INGENIERIA ELECTRICA
MATERIA:
INTRODUCCION.
Las subestaciones eléctricas son instalaciones encargadas de
realizar transformaciones de tensión, frecuencia, número de fases o conexiones de dos
o más circuitos. Se ubican cerca de las centrales generadoras, en la periferia de las zonas
de consumo o en el exterior e interior de los edificios. Por lo general, las subestaciones
de las ciudades están dentro de los edificios para así ahorrar espacio y reducir la
contaminación. En cambio, las instalaciones al aire libre se sitúan a las afueras de los
núcleos urbanos. Existen dos tipos de subestaciones:
• Subestaciones de transformación. Transforman la tensión de la energía eléctrica
mediante uno o más transformadores. Puede ser elevadoras o reductoras de
tensión.
• Subestaciones de maniobra. Conectan dos o más circuitos y realizan sus
maniobras. En este tipo de subestaciones la tensión no se transforma.
El elemento principal de las subestaciones eléctricas es el transformador que se
encarga de modificar la tensión de la energía eléctrica mediante el aumento de la
intensidad y la potencia constante. Las Subestaciones transformadoras elevadoras
elevan la tensión generada de media a alta o muy alta para poder transportarla. Se sitúan
al aire libre, al lado las centrales generadoras de electricidad. La tensión primaria de
los transformadores suele estar entre 3 y 36kV. La tensión secundaria de los
transformadores está condicionada por la tensión de la línea de transporte o de
interconexión (66, 110, 220 o 380 kV). Las Subestaciones transformadoras reductoras
reducen la tensión de alta o muy alta a tensión media para su posterior distribución.
La tensión primaria de los transformadores depende de la tensión de la línea de
transporte (66, 110, 220 o 380 kV). Mientras que la tensión secundaria de los
transformadores está condicionada por la tensión de las líneas de distribución (entre 6 y
30kV).
Sus Principales funciones son:
• Cambiar Nivel de Tensión.
• Regulación de Tensión.
• Medición de varias Magnitudes eléctricas en los diferentes circuitos.
• Conexión de las centrales de generación a los centros de consumo.

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MATERIA:
• Interconexiones entre diferentes sistemas eléctricos de potencia.
• Suministro – Reducción de potencia reactiva en los diferentes circuitos.
• Cambio de corriente alterna en corriente continua y viceversa.
• Cambio de Frecuencia de un valor a otro.
Las subestaciones eléctricas intervienen en la generación, transformación, transmisión y
distribución de la energía eléctrica. Una subestación eléctrica está compuesta por
dispositivos capaces de modificar los parámetros de la potencia eléctrica (tensión,
corriente, frecuencia, etc.) y son un medio de interconexión y despacho entre las
diferentes líneas de un sistema eléctrico.
Los elementos principales de una subestación son:
Transformador:
Es una máquina eléctrica estática que transfiere energía eléctrica de un circuito a otro
conservando la frecuencia constante, opera bajo el principio de inducción
electromagnética y tiene circuitos eléctricos que están enlazados magnéticamente y
aislados eléctricamente.
Interruptor de potencia:
Interrumpe y restablece la continuidad de un circuito eléctrico. La interrupción se debe
efectuar con carga o corriente de corto circuito.
Restaurador:
Es un interruptor de aceite con sus tres contactos dentro de un mismo tanque y que opera
en capacidades interruptivas bajas. Los restauradores están construidos para funcionar
con tres operaciones de recierre y cuatro aperturas con un intervalo entre una y otra; en
la última apertura el cierre debe ser manual, ya que indica que la falla es permanente.
Cuchillas fusibles:
Son elementos de conexión y desconexión de circuitos eléctricos. Tienen dos funciones:
una como cuchilla desconectadora, para lo cual se conecta y desconecta, y otra como
elemento de protección. El elemento de protección lo constituye el dispositivo fusible que
se encuentra dentro del cartucho de conexión y desconexión.

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MATERIA:
Cuchillas desconectadora y cuchillas de prueba:
Sirven para desconectar físicamente un circuito eléctrico. Por lo general se operan sin
carga, pero con algunos aditamentos se puede operar con carga hasta ciertos límites.
Apartarrayos:
Se encuentra conectado permanentemente en el sistema, descarga la corriente a tierra
cuando se presenta una sobretensión de determinada magnitud. Su operación se basa
en la formación de un arco eléctrico entre dos explosores cuando se alcanza el valor para
el cual está calibrado o dimensionado.
Transformadores de instrumento:
Existen dos tipos: transformadores de corriente (TC), cuya función principal es cambiar
el valor de la corriente en su primario a otro en el secundario; y transformadores de
potencial (TP), cuya función principal es transformar los valores de voltaje sin tomar en
cuenta la corriente. Estos valores sirven como lecturas en tiempo real para instrumentos
de medición, control o protección que requieran señales de corriente o voltaje.
Barras, buses o cajas derivadoras:
Son las terminales de conexión por fase.
Los sistemas de una subestación son:
• Sistema de protección contra sobrevoltaje y sobre corriente.
• Sistema de medición y control
• Sistema de barras colectoras o buses
• Sistemas auxiliares: sistema de enfriamiento, filtrado de aceite, presión etc.
El sistema eléctrico está compuesto por las centrales generadoras, líneas de
transporte, subestaciones, líneas de distribución y centros de consumo.
Clasificación.
Por su función, las subestaciones eléctricas se clasifican en:
Subestaciones en las plantas generadoras o centrales eléctricas:
Modifican los parámetros de la energía suministrada por los generadores para poder
transmitirla en alta tensión. Los generadores pueden suministrar la potencia entre 5 y 25
kV. La transmisión depende del volumen, la energía y la distancia.

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MATERIA:
Subestaciones receptoras primarias:
Reciben alimentación directa de las líneas de transmisión y reducen la tensión para
alimentar los sistemas de subtransmisión o las redes de distribución. Pueden tener en su
secundario tensiones de 115, 69, 34.5, 6.9 ó 4.16 kV.
Subestaciones receptoras secundarias:
Reciben alimentación de las redes de subtransmisión y suministran la energía a las redes
de distribución a tensiones comprendidas entre 34.5 y 6.9 kV.
Por el tipo de instalación, se clasifican en:
• Subestaciones tipo intemperie: Son instalaciones de sistemas de alta y muy alta
tensión generalmente, y están habilitadas para resistir las diversas condiciones
atmosféricas.
• Subestaciones tipo blindado: Son una variante del tipo interior, se instalan en
edificios que disponen de espacios reducidos para alojarlas. Sus componentes
deben estar bien protegidos.
Los parámetros eléctricos que considerar para definir el tipo de construcción y los
equipos y aparatos de las subestaciones son: la tensión que requiere la instalación, el
nivel de aislamiento aceptable en los aparatos, la corriente máxima y la corriente de corto
circuito.
Las tensiones del sistema eléctrico nacional, según lo reportado por CFE son:
• Para transmisión: 161, 230 y 400 kV.
• Para subtransmisión: 69, 85, 115 y 138 kV.
• La red de distribución está integrada por las líneas de subtransmisión con los
niveles mencionados anteriormente de 69, 85, 115 y 138 kV; así como las de
distribución en niveles de 34.5, 23, 13.8, 6.6, 4.16 y 2.4 kV y baja tensión.
• Para distribución en plantas industriales: 34.5 kV, 23 kV, 13.8
kV, 4.16 kV, 440 V, 220/127 V.
Todas las especificaciones son de acuerdo a las Norma NOM-001-SEDE-2012 la
cual se considera como son regulaciones técnicas de observancia obligatoria expedidas

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MATERIA:
por las dependencias competentes, que tienen como finalidad establecer las
características que deben cumplir los procesos o servicios que podrían representar un
riesgo para la seguridad de las personas o la salud humana; así como aquellas relativas
a terminología y las que se refieran a su cumplimiento y aplicación.
En México, existen diferentes tipos de dependencias con la capacidad de expedir
o actualizar las Normas Oficiales Mexicanas. Según la organización que supervise el
cumplimiento de la Norma en cuestión, será uno de los atributos que formarán el nombre
o nomenclatura correspondiente a cada NOM. Esta misma responde a la regulación de
las necesidades técnicas que se requieren para la utilización de la energía eléctrica en
instalaciones eléctricas en todo el ámbito nacional.
Esta norma establece las especificaciones y lineamientos técnicos que las
instalaciones eléctricas deben cumplir para garantizar un aprovechamiento seguro,
correcto y responsable de la energía eléctrica, preservando la integridad física de las
personas y las propiedades e infraestructura.
Concretamente, la NOM-001-SEDE establece lineamientos de protección contra
problemas que puedan resultar del desafío o falta de seguimiento de las normas, como
son:
• Choques eléctricos
• Efectos térmicos
• Sobrecorrientes
• Corrientes de falla
• Sobretensiones
Además de la NOM-001-SEDE, existen otras normas relacionadas con el correcto
uso de la energía en diversos sectores, áreas y aplicaciones. A continuación, se presenta
una tabla con varios ejemplos:
Sus aplicaciones en un campo laboral se toman en cuenta que:
• Incluye propiedades industriales, comerciales y residenciales, sin importar su
uso, ya sean públicas o privadas, y en cualquier nivel de operación
• Casas móviles, vehículos de recreo, construcciones flotantes, ferias,
circos y exposiciones, estacionamientos, talleres, lugares de reunión, lugares de
atención a la salud, construcciones agrícolas, marinas y muelles.
• Todas las instalaciones del usuario situadas fuera de los edificios

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MATERIA:
• Alambrado fijo para telecomunicaciones, señalización, control y similares.
Mediante el pase del tiempo se fueron actualizaron a la Norma Oficial Mexicana
NOM-001-SEDE de Instalaciones Eléctricas (utilización), desde su publicación inicial el
20 de abril de 1999, ha tenido tres revisiones: en 2005, 2012 y en el año 2018.
El Comité́ Consultivo Nacional de Normalización de Instalaciones Eléctricas
(CCNNIE) para realizar la revisión a la NOM-001-2018 se basó en la norma NFPA-70
Edición 2017, el NEC en el artículo 517 contiene conceptos y referencias importantes de
las normas NFPA 20, NFPA 99, NFPA101 y NFPA110 que no fueron aclarados en la NOM-
001-SEDE-2012. A la NOM-001-SEDE-2018 se integraron varios artículos que aplican
tecnologías nuevas, además se incluyó en el Capítulo 11 el Procedimiento de Evaluación
de la Conformidad (PEC), el cual establece la metodología para que, mediante la
verificación, se evalúen las instalaciones eléctricas por una Unidad de Verificación de
Instalaciones Eléctricas con respecto a la NOM-001-SEDE-2018. También hace más
énfasis en la seguridad de las personas calificadas que se dedican a intervenir los
tableros eléctricos en cuanto a las descargas eléctricas y en los eventos de los
relámpagos de arco (Arc-Flash). Y referente al diseño de las instalaciones eléctricas, se
solicitará de manera obligatoria que el estudio de cortocircuito se realice por un Ingeniero
Electricista con Cédula Profesional; con la información obtenida se deberá elaborar una
etiqueta, que contenga el valor de la corriente de cortocircuito y la fecha en que se elaboró
el estudio y se colocará en el equipo de la acometida, tableros eléctricos, centros de
control de motores, tableros de control industrial, etcétera.

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MATERIA:
Figura 1. Subestaciones en Empresas Energizadas
ANALISIS.
Levantamiento de cargas del edificio del laboratorio de Bioquímica.
Como actividad de Clase se el profe solicito un diseño de un levantamiento de
subestación eléctrica la cual se diseño en Programa de AutoCAD, el Docente dando las
indicaciones de elegir cualquier edificio o subestación, con una buena organización se
tomó como decisión hacer el levantamiento del edificio del laboratorio de bioquímica la
cual los alumnos se presentaron con las herramientas para anotar y verificar toda la
estructura en el cual se estaba por trabajar.
OBSERVACIONES.
Figura 2. Caja de conexiones dentro el laboratorio de Bioquímica

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MATERIA:
Figura 3. Centro de Carga donde se visualiza los circuitos conectados y alimentados de
forma estética

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MATERIA:
Figura 4. Placa de datos del Boiler
.
Figura 5. Un Boiler guardado en la bóveda como protección ante medidas peligrosas

12
MATERIA:
Figura 6. Caja de Registro en muy mal estado

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MATERIA:
Figura 7. Placa de Datos de Un Generador de Vapor el cual se obtuvo datos claves
Figura 8.

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MATERIA:
DESARROLLO Y ANOTACIONES RESPECTO AL DISEÑO DEL EDIFICIO.
Durante el desarrollo nos percatamos que el edificio contaba con diferentes
tableros que contenían diferentes interruptores dependiendo el en la cual nos
percatamos que había ciertas áreas que contaban con conexiones o tomas especiales,
una vez identificadas las áreas y los tableros se prosiguió a corroborar las cargas de las
cuales se encuentran predeterminadas.
Figura 9. Caja de Registro donde se observa las distintas áreas que se alimentan

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MATERIA:
Continuando Con la actividad se comunicó con la Persona Encargada en la cual
nos asignaron el permiso, con la supervisión de un Personal con experiencia que en todo
momento estuvo al tanto de todo, dicha persona que nos fue instruyendo en las
habitaciones del edificio donde se inspecciono visualmente las conexiones en el área
donde nos encontrábamos y se observó los distintos tableros que contenían conexiones
de los aires acondicionados entre otros circuitos llegando a un punto donde se llevó a un
área la cual se considera zona de riesgo donde se conocía por tener gases, siguiendo
con el observamiento se avanzó a otra habitación a observar un Generador de vapor que
marchaba a 440 V y su alimentación venia directamente del transformador.
En un momento la persona encargada nos llevó a otra parte de la habitación se
observó otra maquinaria que trabaja a 220 V.
Continuando con el trabajo en pláticas se continuó anotando los datos de todo el
edificio los cuales servirán para el desarrollo en la plataforma de Programación de
AutoCAD. Asi mismo con los datos ya adjuntos se prosiguió con la programación

16
MATERIA:

17
MATERIA:
Posteriormente una vez finalizado el levantamiento de carga del laboratorio de
bioquímica proseguimos a leer sobre la simbología y como ir insertando cada
componente de los circuitos ya que hasta este momento no teníamos el conocimiento
de cómo manejar el AutoCAD.
Posteriormente realizamos un diagrama unifilar a mano alzada para poder
plasmarlo de manera más rápida y precisa y asi también tener una imagen de como
poder realizar el circuito unifilar una vez teniendo todas esta parte proseguimos realizar
el dibujo en la aplicación de AutoCAD
AutoCAD
Con el análisis ya hecho los alumnos empezaron a dividirse en partes la cual con
una excelente coordinación se empezaron a buscar las distintas ideas y partes del trabajo
la cual se comenzó con el diseño de la subestación con el Programa de AutoCAD con el
conocimiento de programación y paciencia se llego al diseño que se muestra a
continuación.
Posteriormente con la ayuda del cuadro de cargas que se realizó proseguimos con
el armado del diagrama unifilar en la aplicación del AutoCAD la cual dividimos por zonas
igual que el cuadro de cargas. Después empezamos a posicionar las dichas conexiones
y que aparatos se alimentaria cada una de ellas.
En la siguiente hoja se mostrara la imagen de como quedo al final nuestro dibujo
del cuando de cargas

19
19
Este fue en cuadro de cargas que se realizó para plasmarlo en nuestro dibujo de
AutoCAD y poder finalizar la actividad de manera satisfactoria y poder entregarla en
tiempo y forma
Cuadro de Carga de Laboratorio de Bioquímica
Zona 2
No Descripción corriente Potencia Voltaje Calibre de los
Conductores
Tipo de
Conductor
Interruptor
Fase Neutro Tierra
2 Lampara 0.36 A 40W 110 v 10 12 14 AWG 1 x 15 A
2 Contacto
Especial
31.8 A 7KW 220 v 8 AWG 2 x 30 A`
Zona 3 (Zona de Riesgo)
No corriente Corriente Potencia Voltaje Calibre de los
conductores
Tipo de
conductor
Interruptor
Fase Neutro Tierra
2 Lampara 0.36A 40W 110 v 10 12 14 AWG 15 A
2 Contacto 0.54 A 60W 110 v 10 12 14 AWG 15 A
2 Contacto
Especial
15 A 1200W 220 v 8 AWG 2 x 30
Zona 3,4, 5, 8 y 10
24 Contactos 0.36 A 40w 110 v 10 1 14 AWG 30 A
12 lámparas 0.54 A 60w 110 v 10 12 14 AWG 20 A
Contacto
especial
0.0159 A 3.5Kw 220 v 8 AWG 20 A
Zona 6
14 lámparas 0.36 A 40w 110 v 10 12 14 AWG 50 A
16 lámparas 0.36 A 40W 110 v 10 12 14 AWG 100 A
8 lámparas 0.36 A 40W 110 v 10 12 14 AWG 4 X 15ª
1 Contactos 0.54 A 60W 110 v 10 12 14 AWG 20 A
7 Contacto 0.54 A 60W 110 v 10 12 14 AWG 7 x 30ª
Toma especial para generador de vapor
1 Generador
de Vapor
113.63 A 50KW 440 v 2/00 AWG 110 A

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MATERIA:
Cuadro de Carga de Laboratorio de Bioquímica
Zona 6 Centro de carga de aire acondicionado
No Descripción corriente Potencia Voltaje Calibre del
Conductor
Tipo de
Conductor
Interruptor
Fase Tierra
1 Contacto
especial
16.78 A 3678 W 220 V 8 AWG 30 A
2 Aire
acondicionado
16.78 A 3678 W 220 V 8 AWG 60 A
1 Aire
acondicionado
16.78 A 3678 W 220 V 8 AWG 30 A
1 Aire
acondicionado
16.78 A 3678 W 220 V 8 AWG 15 A
1 Aire
acondicionado
16.78 A 3678 W 220 V 8 AWG 30 A
1 Aire
acondicionado
16.78 A 3678 W 220 V 8 AWG 30 A
1 Aire
acondicionado
16.78 A 3678 W 220 V 8 AWG 30 A

21
MATERIA:
CONCLUSION.
Mediante el trabajo realizado llegamos a la conclusión de las ventajas de utilizar el
diagrama unifilar, respecto a la recaudación de datos el desarrollo y Con el apoyo de la
herramienta electrónica AutoCAD podemos considerar que el diseño o sus ciertas
características las cuales facilitaron el desarrollo del problema tanto en la estructura de
notas hasta la construcción de esta en el programa, además de facilitar el modelo de
cómo están diseñados las subestaciones eléctricas. Asi mismo con los ejemplos
observados y los conceptos del docente queda concluido un fuerte conocimiento en los
estudiantes los cuales poco a poco se están introduciendo al tema de Instalaciones
eléctricas

22
MATERIA:
BIBLIOGRAFIA.
Subestaciones eléctricas. (s.f.). Endesa. Recuperado el 9 de febrero de 2024, de
https://www.fundacionendesa.org/es/educacion/endesa-educa/recursos/subestaciones-
electricas
Unidad ii. Subestaciones DE Potencia Alta y Media Tensión. (s.f.). Doku.Pub.
Recuperado el 9 de febrero de 2024, de https://doku.pub/documents/unidad-ii-
subestaciones-de-potencia-alta-y-media-tension-5d0n268k5e0z
SUBESTACIONES ELÉCTRICAS. (2016, 14 de octubre). RELSAMEX.
https://www.relsamex.com/subestaciones-electricas/
Herrera, K. A. C. I. (s.f.). ELEMENTOS DE DISEÑO DE SUBESTACIONES DE ALTA Y
EXTR TENSIÓN. Edu.Co. Recuperado el 9 de febrero de 2024, de
https://biblioteca.utb.edu.co/notas/tesis/0044435.pdf
« ¿Cuáles son los tipos de subestaciones y su clasificación? (2022, 3 de enero). Renta
de energía; Power Rent Soluciones en Energía. https://rentadeplantas.com.mx/tipos-de-
subestaciones-electricas-en-la-industria/
Cuáles son las características de las subestaciones de potencia de alta y media
tensión. (2023, 15 de octubre). Microscopio.pro; admin.
https://www.microscopio.pro/subestaciones-de-potencia-de-alta-y-media-tension/

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