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ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “ZACATENCO”

TESIS AUTOR: Luis Ivan Alvarez Trujillo

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉA MECÁNICA Y ELÉA MECÁNICA Y ELÉA MECÁNICA Y ELÉCTRICACTRICACTRICACTRICA

INGENIERÍA ELÉCTRICA

Tema: Diseño de Tablero de Subestación Tipo Interior

Autor: LUIS IVAN ALVAREZ TRUJILLO

E S I M E Z A C A T E N C O M É X I C O D. F.

2008



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INDICE DE CONTENIDO PÁGINA Objetivo 6 Campo de aplicación 6 Definiciones 6 I. Breve historia de la evolución del relevador 7 II. Introducción 9 III. Fallas en el Sistema Eléctrico de Potencia 10 IV. Generalidades de los relevadores 11 IV.I Descripción de los relevadores 12 IV.I.I Clasificación de los relevadores en cuanto a su función 13 V. Unidades electromecánicas 15 V.I.- Unidad tipo solenoide. 15 V.II.- Unidad tipo atracción de armadura 15 V.III - Unidad Polar. 16 VI. Unidades de inducción electromagnética 18 VI.I - Unidad de disco de inducción. 18 VI.II - Unidad de cilindro de inducción. 19 VI.III - Unidad D´Arsonval. 20 VI.IV - Unidades Térmicas 20 VII. Relevador microprocesado o de estado sólido 22 VII.I Particularidades de los relevadores digitales 22 VIII. Arquitectura de un Relevador Digital 25 IX. Estructura de un sistema digital integrado

de protección, control y medición. 27 X. Protección diferencial de línea. 29

X. I. Objetivo 29 XI. Aplicación de la ingeniería al campo de las protecciones,

en el marco de diseño de tableros de subestación tipo interior, distribución y transmisión. 33

XII. Construcción de un tablero metal mecánica. 34 XIII. Generalidades de construcción. 38 XIV. Metodología para el diseño de un tablero PMC

para una línea 115 kV. 42 XIV.I . Circuitos necesarios para la implementación de una diferencial Línea 115 kV 48 XV. Procedimiento experimental 68 XV.I Objetivo 68 XVI. Conclusión 81 XVII. Bibliografía 82 XVIII. Anexo A 83 XIX. Anexo B 103 XX. Anexo C 112



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ÍNDICE XVII. Anexo A FIGURAS Fig. 1 Diagrama esquemático elemental del SEP 83 Fig. 2 Relevador en su forma más simple 83 Fig. 3 Relevador con múltiples contactos “a” y “b” 83 Fig. 4 Contactos N.A. y N.C. 84 Fig. 5 Tipo solenoide 84 Fig. 6 Tipo atracción de armadura 84 Fig. 7 Unidad Polar 85 Fig. 8 Disco de Inducción 85 Fig. 9 Cilindro de inducción 86 Fig. 10 Unidad D´Ársonval 86 Fig. 11 Unidades térmicas 87 Fig. 12 Aproximación discreta de diferenciación. 87 Fig. 13. Aproximación discreta de la diferenciación. 88 Fig. 14 Diagrama de bloques de un relevador digital 89 Fig. 15. Estructura de un sistema digital integrado de

protección, control y medición. 90 Fig. 16 conexión típica unificar de un diferencial de generador 91 Fig. 17 zonas de operación del relevador con resistencias

de retención 91 Fig. 18 Unifilar delinea de transmisión a proteger con 87L 92 Fig. 19. Dimensiones de tablero 92 Fig. 20. Distribución de frentes en la sección 93 Fig. 21. Mímico 94 Fig. 22. Circuito de TC´s 94 Fig. 23 Circuito de TP 95 Fig. 24. Circuito de cierre 95 Fig. 25. Circuito de disparo Bobina 1 96 Fig. 26. Circuito de disparo bobina 2 96 Fig. 27. Circuito de control de cuchillas 97 Fig. 28. Circuito de señalización de cuchillas 97 Fig. 29. Protección Principal 98 Fig. 30. Protección de Respaldo 98 Fig. 31. Medidor 99 Fig. 32. UCAD 99 Fig. 33. Tablero para proteger una línea corta 100 Fig. 34. Falla simulada monofásica 101 Fig. 35. Falla bifásica 101 Fig. 36. Falla trifásica 102



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ÍNDICE XIX. Anexo B TABLAS Tabla. 1. Colores de conductores 103 Tabla 2. Se muestra una cotización interna,

la cual tienen como función sacar un estimado del precio total a proponer al cliente. 106

Tabla 3. La tabla muestra la propuesta que se presenta al cliente indicando únicamente los precios sin desglose únicamente los totales. 106

Tabla 4. Lista de materiales 108 Tabla 5. Alarmas típicas de un tablero PCM 109 Tabla 6. Mandos típicos de nivel superior para un tablero PCM 110 Tabla 7. Inyección de fallas relevador principal 110 Tabla 8. Inyección de fallas al relevador respaldo 111



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ÍNDICE XX. Apéndice C FORMULAS Formula 1. Aproximación trapezoidal 112 Formula 2. Aproximación discreta de la diferenciación. 112



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Objetivo: Diseñar un tablero funcional tipo interior de subestación para proteger una línea corta en 115 kV. Campo de aplicación: En subestaciones de distribución que se construyan para comisión federal de electricidad, así como aquellas en operación sujetas a mejoras y ampliación. [5] Definiciones: SEP- Sistema Eléctrico de Potencia. TC – Transformador de Corriente. TP – Transformador de Potencial. PCM – Protección Control y Medición. UCAD – Unidad de control y adquisición de datos. DEI – Dispositivo Electrónico Inteligente. 25 – Verificador de Sincronismo. 67 – Relevador direccional de sobre corriente. 67N – Relevador direccional de sobre corriente al neutro. 27 – Relevador de bajo voltaje. VCD – Voltaje de corriente directa. VCA – Voltaje de corriente alterna. 52 – Interruptor de Potencia. 50FI – Relevador de sobre corriente instantáneo por Falla de interruptor. 87L – Relevador diferencial de línea. SISCOPROMM – Sistema de control protección, medición y manteneabilidad. MCAD – Modulo de control y adquisición de datos. CFE – Comisión Federal de Electricidad. P.P. – Protección primaria. P.R. – Protección de Respaldo.



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I. Breve historia de la evolución del relevador. A continuación se presenta una cronología aproximada de los relevadores de protección en la que resaltan las distintas etapas fundamentales de las distintas generaciones de relevadores.

� Relevadores electromecánicos: [2]

1901-Relevador de sobre corriente de inducción 1908-Relevador diferencial 1910-Relevador direccional 1921-Relevador de distancia tipo impedancia 1937-Relevador de distancia tipo mho

� Relevadores estáticos: [2] 1ra. Generación: Bulbos electrónicos [2]

1925-Protección piloto por comparación direccional (onda portadora) 1930-40-Distintos tipos de relevadores 1948-Relevador de distancia

2da. Generación: Transistores [2]

1949-Esquemas de comparación de fase 1954-Relevador de distancia 1959-Relevador de sobre corriente (versión comercial) 1961-Relevador de distancia (versión comercial)

3era. Generación: Circuitos integrados [2]

1960-70-Distintos tipos de relevadores



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4ta. Generación: Microprocesadores [2]

1969-Protección de distancia 1970-Protección diferencial de barras 1972-Protección diferencial de transformadores 1973-Protección diferencial de generadores 1973-Integración de funciones de protección y control 1978-Relevador de frecuencia 1980-Relevador de sobre corriente de tiempo inverso 1980-Mediciones faso ríales para estimación de estado 1981-Protección de motores 1982-Localización de fallas 1983-Protección piloto de fibra óptica 1984-Registro digital de fallas 1987-Protecciones adoptivas

Con lo expuesto anteriormente los relevadores se pueden subdividir por su base constructiva, los cuales son electromecánicos y estáticos.

Los relevadores estáticos son aquellos que carecen de partes móviles, en cuya construcción, utilizan dispositivos electrónicos (bulbos electrónicos o elementos semiconductores) o dispositivos magnéticos (amplificadores magnéticos, etc.), sin embargo usan relevadores electromagnéticos auxiliares en calidad de elementos de salida. [2]



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II. Introducción.

El motivo primordial de este documento es difundir y exponer una de las aplicaciones de las protecciones en los tableros Protección Control y Medición (PCM). Además de realizar una guía para orientar al ingeniero electricista, a la construcción de tableros de protección.

El documento trata generalmente de la aplicación de las protecciones en una línea de transmisión corta [menor a 10 (km)], en 115 kV. Se hace mención a los relevadores micro procesados, en los cuales la aplicación de la protección día con día se combina con mayor auge, de la mano con los protocolos de comunicación, por lo que se denotará de una manera general la estructura de un relevador micro procesado y los niveles de comunicación.

Sin embargo la aplicación de protecciones es el tema esencial a tratar; las cuales se pueden implementar con relevadores microprocesador, de la misma manera la aplicación de relevadores auxiliares, en cuanto a funciones de aplicación de protección y señalización, las cuales son de gran relevancia. La implementación del siguiente proyecto se rige en cuanto a especificaciones vigentes, (ANCE, CFE), las cuales son totalmente aplicables para el ramo eléctrico.



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III. Fallas en el Sistema Eléctrico de Potencia. Es necesario entender como primera instancia el motivo de las protecciones, el cual nos lleva a cuestionar; ¿Cuales son las fallas posibles en sistema eléctrico de potencia? y como segunda interrogante ¿Qué las produce?. Por lo que es necesario saber cuando diagnosticar con seguridad una falla.

Cuando el sistema eléctrico de potencia está operando idealmente se dice que el sistema o elemento del mismo se encuentra en condiciones ideales (sin falla), sin embargo hay diversos factores que hacen que un elemento del sistema eléctrico de potencia se encuentre en condiciones anormales o bajo falla, como son:

Sobre tensiones por maniobras y ferro resonancia. Sobre tensiones por descargas atmosféricas. Desgaste de conductores. Daños por fenómenos meteorológicos. Agentes externos como accidentes automovilísticos, errores de maniobras y daños de aislamientos por roedores.

Las fallas se clasifican en temporales y permanentes:

Las temporales son las que ocurren por un tiempo relativamente corto, no suficiente para causar daños en el equipo. Una limitante de estas fallas son las protecciones sino sería permanente.

Las fallas permanentes son las que a pesar de liberarse la anormalidad se encuentra presente, así como: torres rotas, aislamientos dañados, elemento externo que afecte a las líneas de transmisión como ramas sobre los conductores, falla en los conectores.

Las fallas pueden ser de tipo:

Monofásicas a tierra. Bifásicas a tierra. Trifásicas a tierra. Bifásicas. Secuencia negativa. Inversión de fases. Falla de interruptor. Sobre corriente.



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IV. Generalidades de los relevadores La evolución de los relevadores es un claro ejemplo del avance de la tecnología, a través de la historia humana, la cual tuvo la necesidad de proteger el SEP (Sistema Eléctrico de potencia) fig. 1; a continuación se describe brevemente un SEP:

G

12

3

4

4 4

3

5

3

6

6

6

Planta Generadora

23 kV13.8 kV

S.E. Elevadora

400 kV230 kV85 kV

3∅ , 3h, 60Hz

Banco de tierra conexión zig-zag

S.E. Reductora

Alimentadores

23 kV, 3∅ , 3h

230 /√3 V3∅ , 4h

Fig. 1 Diagrama esquemático elemental del SEP.

Sistema de Potencia: Sirve para generar, transformar, transmitir y distribuir la

energía eléctrica. [1] Generador: Transforma la energía mecánica en energía eléctrica para alimentar al

sistema. [1] Transformador Elevador: Su función es aumentar el nivel tensión de generación a

un voltaje de transmisión para obtener los beneficios en la línea de transmisión: [1] a) El incremento del voltaje reduce la magnitud de la corriente ( Ι ) de la

carga y debido a esto se reducen las pérdidas por efecto Joule en la Línea de Transmisión las cuales son proporcionales a J = R Ι2 [W]

b) Al reducirse la magnitud de la corriente ( Ι ), se reduce también el calibre

de los conductores.

c) Al reducirse las pérdidas por efecto Joule en la Línea de Transmisión (L.T.) se mejora la regulación de tensión de la línea.

d) La capacidad de transmisión de potencia de la línea aumenta debido a

que es directamente proporcional al cuadrado del voltaje.



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Barras Colectoras: Su función es interconectar todos los elementos del sistema de potencia. [1]

Línea de Transmisión: Éstas transportan la energía eléctrica de las plantas

generadoras a los centros de consumo y sirven también para interconectar al SEP. [1] Subestación Reductora: Su función es reducir la tensión de transmisión a una

tensión de utilización. [1] Alimentador: Su función es transportar la energía eléctrica de la Subestación

Reductora al consumidor o cliente. [1] IV.I Descripción de los relevadores: Un relevador puede cumplir múltiples propósitos, y la manera mas simple de un relevador es constituido por una bobina y un contacto de acción, fig. 2. [1]

Bobina Contacto

RELEVADOR

Fig.2 Relevador en su forma más simple

Un relevador puede tener varios contactos normalmente “abiertos” y/o tener contactos

normalmente “cerrados”. Fig. 3

Fig.3 Relevador con múltiples contactos “abiertos” y “cerrados”.



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a

Contacto "a" ó contacto N.A.

Contacto "b" ó contacto N.C.

b

Fig. 4 Contactos N.A. y N.C.

Se dice que un relevador opera cuando cierra sus contactos “a” y/ o abre sus contactos “b”.[1] IV.I.I Clasificación de los relevadores en cuanto a su función:[3]

a) Relevadores de protección b) Relevadores de regulación c) Relevadores de recierre, sincronismo d) Relevadores de monitoreo e) Relevadores auxiliares

a) Relevadores de protección: Se encuentran asociados al sistema y actúan cuando las condiciones en sistema

son insostenibles o anormales. Éstos son aplicados en todo SEP; alimentadores, generadores, líneas de transmisión, barras, bancos de capacitores, transformadores, reactores y motores. Se alimentan con el voltaje y corriente del sistema a través de transformadores de potencial (TP`s) y transformadores de corriente (TC`s), lo cual permite realizar una mejor protección en cualquier punto y condiciones del sistema.[3]

b) Relevadores de regulación: Están relacionados con los cambiadores de derivaciones de los transformadores de potencia o en el control de generación con el equipo de nivel de voltaje (la variación respecto a la carga). Éstos son usados bajo las condiciones normales del sistema, sólo operan en condiciones normales del sistema, no bajo falla.[3]

c) Relevadores de recierre, sincronismo: Se implementan cuando se energiza o se reconecta un elemento del SEP mismo,

cumpliendo funciones propias de una clase de protocolo o programación, sin entrar al contexto de la programación en lenguaje computacional, un ejemplo claro es de librar una línea bajo falla a través de su protección, lo cual, dá inicio a un recierre y si la falla persiste se aísla por completo después del número de recierres programados.[3]



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d) Relevadores de monitoreo: Su función es empleada en la verificación de condiciones del sistema a proteger.

En otras palabras sólo supervisan las funciones del Sistema Eléctrico de Potencia (SEP) o los circuitos de protección. Ejemplos; en el sistema protección supervisor de bobina de disparo, bajo voltaje en un circuito, falla canal de tele protección. [3] d) Relevadores auxiliares:

Los relevadores auxiliares son usados a través de los relevadores de protección debido a la versatilidad que éstos necesitan. Los requerimientos más comunes son:[3]

Salida de múltiples disparos, alarmas, bloqueos, operación de otros equipos, grabación de disturbios.[3]

Implementación de contactos con alta capacidad de corriente.[3]



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V. UNIDADES ELECTROMECÁNICAS. Unidades de atracción electromagnética. V.I.- Unidad tipo solenoide. Ésta unidad se forma de un material magnético en forma cilíndrica y en el centro tiene una abertura donde está el núcleo, es un vástago que lo detiene un resorte por abajo y en la parte de arriba están los contactos. Éste vástago se puede ajustar para seleccionar la corriente de operación, ver figura 5 diagrama de la unidad tipo solenoide.

Fig.5 Tipo solenoide.

Cuando se rebase la corriente mínima de operación, la fuerza de atracción será suficiente para que la armadura suba y cierre los contactos. V.II.- Unidad tipo atracción de armadura. Funciona de la siguiente manera, si la corriente (i), produce un flujo tal que se produzca un polo norte (N) y un polo (S) se atraerán los contactos venciendo al resorte. Véase en la figura 6 la representación de la corriente que entra en el devanado en un instante de tiempo provocando la polarización.



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i

i

Resorte de control

Armadura

Contactos

Bobina de sombra

Núcleo

Fig. 6 Tipo atracción de armadura Éstos se alimentan con corriente directa (CD) por el flujo y por lo tanto la fuerza de atracción es constante. V.III - Unidad Polar.

La figura 7, muestra como opera la unidad con CD aplicada a una bobina devanada alrededor de una armadura que se encuentra en el centro de una estructura magnética. Un imán permanente que atraviesa la estructura polariza los polos de la armadura. Dos entrehierros localizados en la parte posterior de la estructura magnética se puentean con 2 tornillos magnéticos ajustables para modificar el flujo magnético y calibrar el extremo flexible de la armadura.



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Estás unidades son muy sensibles, de alta velocidad y bajo consumo de energía.

ContactosArmadura flexible

Tornillos de ajuste

Entrehierros

Núcleo magnéticoN

S

N S

i

i

∅

∅

N S+

-

Imán permanente

Puente rectificador

Flujo modificado

Fig. 7 Unidad Polar En condiciones normales la armadura está equilibrada, en condiciones de falla en la armadura se crea un polo norte (N) y polo sur (S) debido a la corriente de la bobina. La armadura flexible actúa como polo norte y es atraída por el polo sur cerrando los contactos, de esta forma actúa el relevador.



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VI. Unidades de Inducción Electromagnética. Operan en base al principio de un motor de inducción. VI.I - Unidad de disco de inducción. Ésta unidad cuenta con un retardo intencionado en la operación, la figura 8 refleja un esquema de un núcleo magnético, el cual a través de la inducción de un flujo magnético hace operar un contacto normalmente abierto, el cual cerrará el paso a través de un intervalo de tiempo calibrado con anterioridad.

2 4 6 80 10

Espiral de control

Dial de tiempo

i

i

∅1

∅ 2 ∅ 1

Contactos

Flecha

Disco de inducción de metal no magnético

Núcleo magnético

Bobina de operación

Tap = iop = 4.0 A

Bobina de sombra

Fig.8 Disco de Inducción Si el dial = 0 está cerrado, y si el dial = 10 es la máxima abertura para el tiempo.

La bobina de sombra es una pequeña bobina en cortocircuito. Por lo que al fluir un flujo magnético se induce una tensión pero como está en cortocircuito produce una corriente que genera un flujo ∅2. Para que exista el par motor se necesitan dos flujos variables



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Por la acción de éstos dos flujos se produce un par resultante que hace que gire el disco y cierre los contactos, siempre y cuando se rebase la corriente mínima de operación (iop). Habiendo operado el relevador, la espiral de control sirve para regresar al disco a su posición original una vez que ya no hay corriente de operación. VI.II - Unidad de cilindro de inducción. Ésta unidad es de operación instantánea y no ve magnitud de sobrecorriente, trabaja con dirección de corriente. La figura 9 muestra un núcleo magnético cilíndrico y sobre éste va montado el cilindro de inducción.

Cilindro de inducción

Bobina de polarización


i1

i2

i1

i2

Fig.9 Cilindro de inducción Sobre el cilindro se generan los pares al interactuar los flujos. Al operar, el cilindro gira y cierra los contactos. Ésta unidad se utiliza en la protección 67 direccional.



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VI.III - Unidad D´Arsonval.

-

+N

S

Imán permanente

Bobina movil

Núcleo magnético

i

i Puente rectificador

Fig. 10 Unidad D´Ársonval La figura 10 muestra un imán permanente con un polo norte (N) y un polo sur (S) y tiene una bobina móvil montada sobre ella. En ésta bobina móvil está uno de los contactos y el otro contacto está a la estructura. VI.IV - Unidades Térmicas. La unidad térmica consta de una tira bimetálica que tiene un extremo fijo y el otro libre. A medida que la temperatura aumenta, la diferencia de coeficientes de expansión térmica de los dos metales provoca el movimiento del extremo libre cerrando el contacto asociado. Véase figura 11.



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Contactos

Bimetal

Condiciones normales Condiciones de alta temperatura

Contactos

Bimetal

Fig. 11 Unidades térmicas



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VII. Relevador microprocesado o de estado sólido: Los relevadores estáticos o de estado sólido son predominantes en nuestra actualidad, debido en su mayoría la evolución de la tecnología digital, y así como a la introducción de ésta tecnología en el campo de protección del SEP que confiere a los relevadores y sistemas digitales de protección, por lo que se denotan ventajas definidas en referencia a los relevadores electromecánicos. Éstas son:[2]

El costo de los relevadores digitales comparable con el de los analógicos, es menor y la tendencia es a decrecer.

Los relevadores digitales tienen la capacidad de autodiagnóstico, lo que los hace más confiables que los analógicos.

Estos relevadores son compatibles con la tecnología digital que se introduce en las subestaciones.

Tienen una gran flexibilidad funcional, que les permite realizar otras funciones, como las de medición, control y supervisión.

Tienen capacidad de comunicación con otros equipos digitales de la subestación y el sistema.

Pueden constituir la base de una protección adaptiva, cuyos parámetros de operación cambian automáticamente con las condiciones del sistema.

En la actualidad el factor que impide aprovechar planamente las posibilidades potenciales de la protección digital, es la del rápido y constante cambio de los componentes del hardware mismo. [2] VII.I Particularidades de los relevadores digitales Los relevadores digitales son sistemas de microprocesadores interconectados con el sistema protegido que realizan tareas en tiempo real. Esto les confiere dos particularidades: [2]



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La información sobre los valores de las señales eléctricas de entrada llega al microprocesado en instantes discretos de tiempo.

El microprocesador solamente realiza operaciones aritméticas, tales como suma, resta, multiplicación y división.

Ésto trae como consecuencia la necesidad de resolver dos problemas. El primero de ellos consiste en que las señales discretas de entrada hay que hacerle operaciones matemáticas continuas, tales como la integración y diferenciación; para ello hay que utilizar métodos de aproximación. Así que un método para la integración de una forma exacta: [2]

( )∫ ++++

∆= −

tn

to

nno xxxxt

dttx 11 2...22

)(

Formula 1. Aproximación trapezoidal

Fig. 12 Aproximación discreta de diferenciación.

El problema tiene dos soluciones una es presentar las dependencias funcionales en forma tabular y grabar esa información en la memoria. La ventaja de este método es la alta velocidad de ejecución, pero en contra una reducida precisión o una elevada utilización de la capacidad de la memoria (depende de la cantidad de números de valores que se almacenen). [2]



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La diferenciación puede aproximarse a partir de dos valores de la función, tal como se muestra en la siguiente figura:

( ) ( ) ( )

kk

kk

tt

txtx

dt

tdx

−

−=

+

+

1

1

Formula 2. Aproximación discreta de la diferenciación.

Fig. 13. Aproximación discreta de la diferenciación. Éstos problemas tienen dos soluciones una es presentar las dependencias funcionales en forma tabular y grabar esa información en la memoria. La ventaja de ésta primera solución es la alta velocidad de ejecución, pero en contra una reducida precisión o una elevada utilización de la capacidad de la memoria (depende de la cantidad de números de valores que se almacenen). [2] Para la segunda variante de solución consiste en aproximar las funciones complejas por series que contengan solamente operaciones, tales como la serie de Taylor. El subprograma se graba en la memoria, ocupa menos memoria que la tabla, pero requiere mayor tiempo de ejecución sobre todo cuando se necesita alta precisión. Sin embargo, en ocasiones es conveniente combinar ambos métodos dando como resultado a una alta velocidad o una elevada precisión, con requerimientos de memoria no tan elevados. [2]



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VIII. Arquitectura de un Relevador Digital A continuación nos referiremos en un modo general a la estructura del relevador microprocesado. A este se le aplican señales analógicas provenientes de los transductores primarios de corriente y potencial, y señales discretas que reflejan el estado de interruptores, cuchillas y otros relevadores. El conjunto de las señales que entran al relevador reciben un procesamiento en los subsistemas correspondientes antes de su aplicación en la microcomputadora, que constituyen el elemento principal del relevador. [2] Las señales analógicas pasan adicionalmente por un proceso de conversión análogo-digital antes de entrar a la unidad central de procesamiento de la microcomputadora. Las señales discretas de salida del relevador reciben procesamiento en subsistema de salidas discretas, que generalmente incluyen relevadores electromecánicos auxiliares para proveerlo de salidas de tipo contacto. [2] El relevador también realiza funciones de señalización de operación de su estado funcional mediante dispositivos de señalización visibles al exterior. La mayoría de los relevadores digitales dispone también de la capacidad de comunicación con otros equipos digitales, mediante su puerto serial y paralelo. [2] El subsistema de señales analógicas de un relevador digital tiene las siguientes funciones: [2]

Convertir las corrientes y voltajes provenientes de los transductores primarios a voltajes ideales para la conversión análogo-digital.

Aislar eléctricamente los circuitos electrónicos del relevador de los circuitos de entrada.

Como protección de sobrevoltaje transitorios inducidos en los conductores de entrada por conmutaciones y otros procesos transitorios en el sistema primario o en los circuitos secundarios del esquema de protección.

Filtrado anti-aliasing de las señales analógicas de entrada. Éste filtrado es necesario para limitar el espectro de frecuencia de esas señales a una frecuencia no mayor que la mitad de la frecuencia de muestreo a utilizar en el relevador.

El subsistema de entradas discretas tiene las funciones de acondicionar las señales para su aplicación al procesador (lo que puede incluir una fuente de alimentación auxiliar para censar el estado de contactos), proveer el aislamiento eléctrico necesario entre las entradas y los circuitos electrónicos, y proteger al relevador contra sobrevoltajes transitorios. [2] En la interfaz análogo-digital se llevan a cabo los procesos de muestreo y conversión análogo-digital de las señales analógicas. El reloj de muestreo genera pulsos de corta duración y una cierta frecuencia, que marcan los instantes de muestreo; en cada uno de ellos se hace la conversión del valor instantáneo de la señal analógica a una palabra digital, que queda disponible para el procesador. A continuación se muestra la estructura general de un relevador microprocesado. [2]



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Fig. 14 Diagrama de bloques de un relevador digital



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IX. Estructura de un sistema digital integrado de protección, control y medición. En un SEP cada elemento del mismo es de vital importancia, ya que cualquier disturbio en cualquier elemento interconectado al SEP repercute hasta la generación o en cualquier punto, por lo que se denomina como una gran red eléctrica. [2] Lo cual nos denota que la comunicación en cada punto interconectado debe estar referido a un nivel superior, para tener un control completo del SEP, lo cual nos ayuda a tener un historial de un centro de consumo, alimentadores, líneas, de cualquier elemento que posea protección, así como reportar cualquier disturbio en tiempo real, eventos alarmas, libranzas, así como mantenimientos, etc. [2] Por lo que se deduce que un nivel debe recolectar y procesar datos, se realizan análisis de secuencia de eventos y otros, se hacen registros oscilográficos, se elaboran reportes y se organizan las comunicaciones con el nivel inferior. A continuación se presenta una estructura de un sistema digital integrado PCM. [2]



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Figura 15. Estructura de un sistema digital integrado de protección, control y medición.



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X. Protección diferencial de línea. X.I Objetivo: Diseñar un tablero funcional tipo interior de subestación para proteger una línea corta en 115 kV. Éste documento esta referido a la implementación de la aplicación de las protecciones, en cuanto al control, medición y protección de una línea de transmisión en alta tensión, el cual tiene una amplia y compleja ciencia para lo cual es necesario saber el principio de funcionamiento en cuanto a la protección de una línea corta. Al hablar de un tablero de diferencial de línea, es necesario colocar un tablero colateral el cual deberá llevar los mismos componentes que el diferencial ubicado en la subestación. Para lo que hacemos referencia a la norma de CFE tableros de protección de control y medición para subestaciones eléctricas, “especificación CFE V6700-62” Sin embargo es necesario saber que hay más de un solo diferencial, las cuales son:

Diferencial de generador (87G). Diferencial de transformador (87T). Diferencial de barras (87B). Diferencial de líneas (87L).

A continuación se hablará un poco de la protección diferencial, con la finalidad de familiarizarnos más sobre esta implementación de la protección diferencial, ya que el primer paso para el manejo de un relevador electromecánico u microprocesado, es entender la filosofía de su operación y así como la de implementación.

Protección Diferencial: La protección diferencial de generador protege principalmente contra corto circuitos entre fases. La aplicación de esta protección depende y se condiciona según el elemento a proteger, como ejemplos:

En la diferencial de transformador también se incluye la diferencial con detección de corto circuitos de fase a tierra. En la diferencial de barras no se precisa dos elementos a cotejar en valores sino que se incluyen a la diferencial el numero de elementos conectados a la barra



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La protección diferencial comparará la corriente que sale de un embobinado con la corriente que entra por el otro extremo del mismo bobinado. Si las dos corrientes son iguales el relevador no opera ya que no existe anormalidad, sin en cambio, si las corrientes difieren se determina una falla en el elemento protegido por la diferencial.

Fig.16 conexión típica unificar de un diferencial de generador

Para evitar la operación en falso se utilizan relevadores tipo pendiente. Éstos relevadores tienen dos bobinas de retención y una bobina de operación. Al circular corriente a través de las bobinas de retención se produce un par que tiende a abrir contactos, en posición al par producido por la corriente que atraviesa la bobina de operación, que tiende a cerrar contactos.



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Los límites de operación del relevador diferencial se pueden representar gráficamente.

Fig. 17 zonas de operación del relevador con resistencias de retención

Los relevadores diferenciales operan con un 10% mayor debido al arranque de los transformadores u operaciones en falso. Sin embargo los relevadores diferenciales de generador actúan con 0.2 amperes. Para este tipo de proyectos se necesitan saber de los números usados en los diagramas eléctricos por lo que se presentan los más usados:



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NÚMERO FUNCIÓN

21 Relevador de distancia. 25 Dispositivo sincronizador o verificador de sincronismo. 27 Relevador de bajo voltaje. 32 Relevador direccional de potencia. 40 Relevador de campo. 41 Interruptor de campo. 43 Dispositivo manual de transferencia o selección. 47 Relevador de voltaje de secuencia de fases. 48 Relevador de secuencia incompleta. 49 Relevador térmico de máquina o transformador. 50 Relevador instantáneo de sobrecorriente. 51 Relevador de sobrecorriente con retardo en la operación. 52 Interruptor de potencia. 57 Dispositivo para poner en cortocircuito o a tierra. 59 Relevador de sobrevoltaje. 62 Relevador de retardo de paro o apertura. 63 Relevador de presión (de líquido o de gas) o de vacío. 64 Regulador de velocidad. 67 Relevador direccional de sobrecorriente (C. A.) 68 Relevador de bloqueo. 72 Interruptor de C.D. 74 Relevador de alarma. 79 Relevador de recierre de C.A. 81 Relevador de frecuencia. 85 Relevador receptor de un sistema de onda portadora o

de hilo piloto. 86 Relevador de bloqueo sostenido. 87 Relevador de protección diferencial. 89 Cuchilla desconectadora de línea.

* Los números sombreados se debe prestar más atención ya que se mencionaran con frecuencia más adelante.



33

XI. Aplicación de la ingeniería al campo de las protecciones, en el marco de diseño de tableros de subestación tipo interior, distribución y transmisión.

Es necesario tener en cuenta que relevadores pueden usarse para distintos fines como protección, señalización, relevadores auxiliares para multiplicar los contactos de un Dispositivo Electrónico Inteligente. Lo expuesto a continuación es aplicado y viable para tableros de subestación de transmisión y distribución. Se aplicará la especificación de CFE V6700-62 y la especificación CFE V6700-55 con relación a la problemática de una línea corta. La especificación de CFE V6700-55, una línea corta es la menor o igual a 10 km; debe incluir las siguientes protecciones:

87L (Diferencial de línea). 79 (Re cierre automático). 67/67N (Direccional de corriente/neutro). 50FI (Sobre corriente instantáneo por falla de interruptor). 25/27 (Bajo voltaje/Verificador de sincronismo).

Además un bloqueo y desbloqueo de 79, a través de de un elemento manual de transferencia de estado. Se presenta un unifilar de una línea corta, la cual se ha de proteger mediante 87L

Fig. 18 Unifilar delinea de transmisión a proteger con 87L

Para éste caso se aplicarán las protecciones a un tablero de tipo simplex, 115 kV, para interior de una S. E. por lo que para la identificación de la sección es:

LT-7-87L-BS-SX [5]



34

XII. Construcción de un tablero metal mecánica: Las dimensiones de los tableros dependen en su mayoría si son simplex, duplex, integral o integral para distribución. [5] Los equipos a montarse en este tablero deben estar en unidades de rack Altura: 1 rack = 44.05 mm Ancho: 1 rack = 486.9 mm

Éste tablero en particular tiene un espacio de 44 unidades de rack para colocar equipos. Las medidas de los equipos dependen mucho del diseño del vendedor, es comúnmente encontrar equipos con dimensiones en rack completo, sin embargo eso no quiere decir que no pueda haber ni producirse equipos de esta manera. Lo que es una realidad que se forman frentes en unidades de rack para poder denominarlas racks de:

Protección Medición Registrador de eventos o alarmas Mímico Block de pruebas Contactos en 127 VCA

No es necesario hacerlo con ésta distribución de equipos, ya que la ingeniería es muy flexible, de acuerdo al diseño del tablero y cantidad de equipos a utilizar se pueden hacer un sin fin de arreglos, siempre y cuando se apliquen a la norma a seguir, lo cual es muy importante, debido a que se somenten a características propias de cada región, así como a tensiones y características particulares.

Tableros

Cualquier parte del tablero debe ser de lamina con un mínimo espesor 2,5 mm, excepto las tapas laterales y puerta posteriormente con un mínimo de 1.7 mm.

La estructura de cada gabinete debe contener un bastidor a base de perfiles angulares que garantice la rigidez mecánica del conjunto en cualquier condición de transporte y montaje.

La base debe contar con orificios para los pernos de anclaje.



35

La parte superior debe tener orificios para recibir los pernos de transporte y embarque.

La puerta de ingreso posterior debe abrir mínimo 120 grados, con empaque para evitar el polvo, manivela tipo pivote.

Se deben diseñar para integrar secciones en los extremos, sin que sean necesarios de transición.

Tapas removibles en la parte superior e inferior, dos accesos en la parte superior e inferior.

Nos basaremos en un tablero tipo simplex los cuales deben cumplir con lo siguiente: [5] sección 7.2.2.5

Esta sección debe estar formadas por uno o mas gabinetes que contienen el equipo de protección, control y medición, y un gabinete que contiene el mímico tipo mosaico, a menos que se indiquen en las características particulares que dicho mímico, se integre en el gabinete que contiene el equipo de protección, control y medición.

El frente debe contar con una puerta de acrílico transparente de un espesor no menor 5 mm, con empaques de sello para evitar entrar polvo, cerradura de manivela tipo pivote, marco estructural para evitar que se flexione.

Acceso interior tipo posterior.

Parte frontal con marcos con elementos de sujeción tipo modular.

Gabinete debe tener las siguientes dimensiones: 800 mm de ancho, 800 de fondo, 2300 mm de alto.

Gabinete del mímico en la parte frontal debe ser una pieza de lámina, y contar con una cuadricula de soporte para el montaje de fichas cuadradas y elementos de control como conmutadores. No deben contar con la puerta de acrílico.

El gabinete para el mímico debe contar son las siguientes dimensiones: 600 mm de ancho, 600 mm de fondo 2300 mm de alto.

La conexión del gabinete del mímico tipo mosaico con el resto de los gabinetes que conforman la sección tipo, deben realizarse mediante un cable multiconductor, con conectores metálicos de uso rudo en la parte superior de cada sección vertical. Las alarmas deben montarse en un panel de alarmas, mismo que deben montarse en la parte superior del mímico.



36

Fig. 19. Dimensiones de tablero Al saber ya lo que es un rack, ya podemos hacer una distribución para el arreglo de los frentes, es la colocaron del equipo que contiene la sección. El siguiente diseño muestra la distribución de equipos para la protección, control y medición de una línea de 115 kV, como sigue: AA Protección Principal. FF Block de pruebas. BB Protección de Respaldo. CC Medición. DD Unidad de control de adquisición de datos. EE Mímico.



37

Figura 20. Distribución de frentes en la sección



38

XIII. Generalidades de construcción: Puerta de acrílico: El gabinete e deberá contar con una puerta frontal de acrílico transparente, no menor a 5mm con empaques de sello para evitar la entrada de polvo, cerradura de manivela tipo pivote y marco estructural para evitar que se flexione. [5] Mímico: Se considera un mímico embutido en lámina como en la figura 21, donde la A (apertura) se indica con luz, verde y el C (cierre) del 52 es rojo. [5] sección 7.2.2.7.1.4. Además de contar con un unifilar del arreglo del SEP; el unifilar deberá acatar el artículo 174, del reglamento de colores de despacho y operación del SEP. Las tensiones de operación (voltajes) se identificarán por la siguiente tabla de colores: [6]

400 kV AZUL. 230 kV AMARILLO. De 161 hasta 138 kV VERDE. De 115 hasta 60 kV MORADO MAGENTA. De 44 hasta13.2 kV BLANCO. Menor de 13.2 kV NARANJA.

Este código de colores se aplicará en tableros mímicos, dibujos, unifilares y monitores de computadora. Por lo que el mímico en este caso debe ser de color morado magenta.



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43/79

Fig. 21. Mímico

Conductores: Los conductores deben cumplir las siguientes características: [5] sección 7.3.8

Cumplir con la norma NMX-J-438-ANCE. Identificación grabada permanente e indeleble, identificación en cada extremo del origen o punto donde esta conectado el otro conductor. No empalmes. Sección transversal de los conductores y colores, deben ser como siguen:

Ctos. Señalización y alarmas Rojo 22 AWG Ctos. Control c.d. Rojo 14 AWG Ctos. Control c.d. disparo y cierre

Naranja 14 AWG

Ctos. Potencial Negro 14 AWG Ctos. Corriente Blanco 14 AWG Ctos. Tierra Verde 10 AWG Ctos. Auxiliares c.a. Azul 12 AWG

Tabla. 1 Colores de conductores.



40

Terminales: Las terminales deben ser sujetables por tornillo, tipo ojillo, cubiertas con aislante. El material debe ser una aleación cobre y color plata, con funda aislante de pvc. Las terminales deben conectarse al cableado mediante presión mecánica aplicada con pinzas especiales para este fin. Las dimensiones de las terminales deben permitir la conexión con las tablillas. [5] sección 7.3.10 Tablillas [5] sección 7.3.9

Deben permitir conexiones con cables de hasta 10 AWG. Se agregara un 20% para el uso de CFE. Cumplir especificación CFE 54000-48. Las tablillas y puntos deben estar identificados de acuerdo al alambrado. Contar con dos extremos de conexión uno para CFE.

Canaletas: El conductor por el cual los conductores realizan su trayectoria, son las canaletas las cuales, deben ser de plástico y contar con perforaciones para facilitar la conexión de los conductores soportados por tornillos o remaches, colocadas verticalmente en paneles laterales. Se deben considerar canaletas independientes para conductores de campo y para cableado interno de la sección. [5] sección 7.3.11 Block de prueba: Con la finalidad de hacer pruebas y aislar los circuitos de potencial y corriente en las secciones se implementan blocks de pruebas que deben ser compactos (máx. 5 cm por 20 cm) colocarse en el frente de la sección, fácil acceso y estar donde se encuentre involucrado ya sea protección, medición o control. Se debe usar el menor número de blocks de prueba para realizar funciones de desconexión y corto circuito. Así mismo debe aceptar conexiones de conectores de hasta 10 AWG y cualquier Terminal que garantice la sujeción mecánica y conducción eléctrica. [5] sección 7.3.13



41

Relevadores auxiliares: Los relevadores auxiliares deben cumplir con la norma CFE GR94X-99. Los relevadores auxiliares tienen una extensa aplicación, no únicamente el aumentar el número de contactos de un DEI (dispositivo electrónico inteligente), sino también se emplean para obtener:

Imagen de interruptor. Imagen de cuchillas. Posición de interruptor. Posición de cuchillas. Supervisor de bonina. Alarma 27 c.d. Señalización. Bloqueo sostenido por protección.

Transporte: El tablero debe estar preparado para el transporte de fábrica hasta posición final, tomando en cuenta lo siguiente: La parte superior del gabinete, debe estar conformada por una estructura de acero preparada con orificios para recibir los pernos para maniobra de transporte y embarque. [5] Barra de tierras: Para la conexión final a tierra debe colocarse una barra de cobre, con una capacidad mínima de conducción de 300 A. [5]



42

XIV. Metodología para el diseño de un tablero PCM para una Línea en 115 kV. Éste capítulo abarca de modo general una ruta para afrontar un proyecto de tableros tipo interior PCM. Debido a que este capítulo esta editado en base a experiencias laborales en el desarrollo de este tipo de proyectos, el texto se de implementa como una narrativa.

El primer paso es el tener las bases de la licitación de CFE, para revisar el tipo de proyecto a ejecutar, (en este caso es una línea corta en 115 kV). Es importante tomar en cuenta los siguientes aspectos:

Revisar las características particulares de la licitación, usualmente se encuentra la final del documento como anexo. Las características particulares incluyen regularmente los cambios por los usuarios finales, tales como, un block de prueba diferente, relevadores auxiliares específicos, protección específica, etc.

De la misma manera es necesario revisar el diagrama unifilar para determinar si es un anexo de línea, línea nueva, ver las características y propiedades del proyecto, ya que de ésto se deriva la mayor parte del diseño.

Las bases denotan una fecha para una junta de aclaraciones la cual tiene como finalidad terminar las dudas surgidas en cuanto a la aplicación de la ingeniería ó realización del tablero por parte del oferente del servicio solicitado.

En cuanto se tenga las respuestas a las dudas surgidas de la junta de aclaraciones, se realiza la cotización para el tablero de acuerdo a la especificación de CFE V7600-62 vigente de tableros PCM y en conjunto de las características particulares; (las características particulares están por arriba de la norma en los puntos mencionados en la junta de aclaraciones). La cotización se realizara tomando en cuenta todos los componentes para formar cada circuito citado en la norma de CFE V7600-62, los cuales se mencionan mas adelante. Sin embargo de manera importante se considera en la cotización lo siguiente: ver tabla 2.



43

1. Relevadores de protección a emplear, protección primaria y respaldo. 2. Relevadores auxiliares, de doble bobina, una bobina, bloqueo sostenido, disparo

rápido, supervisores de bobina. 3. Cable para alambrado del tablero. 4. Precio del gabinete. 5. Horas de personal involucrado (maestro en metal mecánica, técnicos electrónicos,

ingenieros en protecciones, ayudante metal mecánica y tiempos). 6. Transporte. 7. Tipo de medidor. 8. Tipo de UCAD. 9. Botoneras y señalización del tablero.

LINEA CORTA 115 KV 1

Tipo de Cambio: 10.85

DESCRIPCIÓN FUNCIÓ

N MARCA Y MODELO

CANTIDAD

UNI

PRECIO UNITA IMPO PRECI

O (dólare

s)

DAD RIO RTE

EQUIPO PRINCIPAL Relevador diferencial de línea 87 SEL-311-L 1

Pza.

$86,800.00

$86,800.00

$8,000.00

Relevador de Sobrecorriente

67/67N/81/25/79 SEL-351-6 1

Pza.

$32,550.00

$32,550.00

$3,000.00

Multimedidor PRESICION 0.5 MM ION 8600 1

Pza.

$22,700.00

$22,700.00

$2,092.17

Cuadro de Alarma con Registro AL SEDPC-REDSAD 1

Pza.

$25,000.00

$25,000.00

$2,304.15

EQUIPO AUXILIAR

Relevador Auxiliar 25X SCHRACK, MT201125 1

Pza. $850.00

$850.00 $78.34

Relevador Auxiliar 81X ARTECHE 1 Pza. $850.00

$850.00 $78.34


Pza. $850.00

$850.00 $78.34

Relevador Auxiliar 27 SCHRACK, MT201125 9

Pza. $99.00

$891.00 $82.12

Relevador Auxiliar de Bloq. Sost. 86FI

VOLTAMP NEMA 86 1

Pza. $0.00

Relevador Auxiliar 27BD ARTECHE VDF-10 2 Pza.

$1,080.00 $2,160

.00 $199.0

8

Block de Pruebas B.P. AREVA 2 Pza.

$4,000.00 $8,000

.00 $737.3

3

Botón pulsador V 52XA TELEMECANIQUE, XB4BW34G5 1

Pza. $250.00

$250.00 $23.04

Botón pulsador R 52XC TELEMECANIQU 1 Pz $250.00 $250.0 $23.04



44

E, XB4BW33G6 a. 0

Lámpara Piloto V 89XA TELEMECANIC 3 Pza. $0.00

Lámpara Piloto R 89XC TELEMECANIC 4 Pza. $0.00

Lámparas señalizadora LED LED, 130 Vcd 9 Pza. $20.00

$180.00 $16.59

Conmutador de Bloqueo 43/79 TELEMECANIQUE, XB4BD25 1

Pza. $250.00

$250.00 $23.04

Interruptor Termomagnético Vcd 2 polos TM SIEMENS 9

Pza. $186.40

$1,677.60

$154.62

Interruptor Termomagnético Vca 3 polos TM SIEMENS 1

Pza. $107.36

$107.36 $9.89


Pza. $90.72 $90.72 $8.36

Tablillas cortocircutables TI CORE, CR-304 3 Pza. $100.00

$300.00 $27.65

Tablillas de control T CORE, RF30-20 10 Pza. $50.00

$500.00 $46.08

Canaleta plástica gris 80x80x200 - BALDI 6

Pza. $118.00

$708.00 $65.25


Pza. $87.81

$263.43 $24.28

Rieles - LEGRAND, DIN, 2 mts. 1

Pza. $50.00 $50.00 $4.61

Luminaria - 1 Pza. $53.13 $53.13 $4.90

Foco incandescente de 60 W - LEGRAND, OVAL 1

Pza. $4.00 $4.00 $0.37

Contacto Doble Polarizado - 1

Pza. $7.00 $7.00 $0.65

Microswitch 1 Pza. $3.50 $3.50 $0.32

Barra de Tierra - SOLERA DE COBRE 3/16 x 1" 1

Pza. $40.00 $40.00 $3.69

Aisladores - CORE, H-08 2 Pza. $11.50 $23.00 $2.12

Identificadores Frontales - Lamicoid 4 x 1,5 cm 9

Pza. $8.00 $72.00 $6.64

Identificadores Frontales - Lamicoid 4 x 6 cm 10 Pza. $10.00

$100.00 $9.22

Identificadores Frontales - Lamicoid 20 x 6 cm 1

Pza. $35.00 $35.00 $3.23

Diagrama Unifilar - Plexiglass 1 Pza. $200.00

$200.00 $18.43

Cable cal.16 AWG, rojo - CONDELMEX, THW-LS 1100

mts. $1.33

$1,463.00

$134.84


mts. $2.15

$559.00 $51.52

Cable cal.14 AWG, negro - CONDELMEX, THW-LS 130

mts. $2.15

$279.50 $25.76



45

Cable cal.14 AWG, blanco -

CONDELMEX, THW-LS 200

mts. $2.15

$430.00 $39.63

Cable cal.12 AWG, verde - CONDELMEX, THW-LS 25

mts. $2.92 $73.00 $6.73

Zapata ojillo cal. 14-16 - PANDUIT, PV14-8R-M 1400

Pza. $0.67

$938.00 $86.45


Pza. $0.67 $87.10 $8.03

Zapata pin cal. 14-16 - PANDUIT, PV14-10R-M 130

Pza. $0.67 $87.10 $8.03

Pines 20 A - ABB 260 Pza. $20.00

$5,200.00

$479.26

Cinchos plásticos 96x2,5 mm STEREN, TY23BL 1300

Pza. $0.10

$130.00 $11.98


Pza. $0.20

$132.00 $12.17

Cinchos plásticos 190x4,8 mm - STEREN, TY25BL 130

Pza. $0.30 $39.00 $3.59

Base autoadherible de nylon, 28 x 28 mm STEREN, TY40 130

Pza. $1.00

$130.00 $11.98

MANO DE OBRA

Alambrado - 14 dias 1 Lote

$13,500.00

$13,500.00

$1,244.24

Montaje de Equipos(1,5 personas x 10 horas) -

2 horas/2 personas 1

Lote $500.00

$500.00 $46.08

Etiquetado Interno y Externo (1personax1dia) -

3 horas/ 1 personas 1

Lote $250.00

$250.00 $23.04

Elaboración de etiquetas de alambrado -

(1 persona x 5 dias) 1

Lote $500.00

$500.00 $46.08

GABINETE Montaje de Barra de Tierra

- - 1 Lote $200.00

$200.00

Montaje de Canaletas

Montaje de Tablillas

Montaje de Rieles $18.43

Precio del Gabinete - SEDPC S.A. 1

Gab.

$10,500.00

$10,500.00

$967.74

PRUEBAS

ALAMBRADO (1,5 dias) - 2 dias 1 Lote

$1,200.00 $1,200

.00 $110.6

0

A EQUIPOS (1,5 dias) - 2 dias 1 Lote

$2,300.00 $2,300

.00 $211.9

8

INTEGRALES ( 2 dias) - 2 dias 1 Lote

$4,000.00 $4,000

.00 $368.6

6

INGENIERIA

MANO DE OBRA - (4 dias x 2 Ing. Especialistas) 1

Lote

$3,200.00 $3,200

.00 $294.9

3 MATERIALES Y CONSUMIBLES -

30 hojas doble carta 1

Lote $660.00

$660.00 $60.83

Otros - baterias rotuladora, etc. 1

Lote $330.00

$330.00 $30.41



46

EMPAQUE - - 1 Lote $130.00

$130.00

$11.98

COSTO TOTAL EN PESOS - - - - -

$232,633.44

$21,440.87

*NOTAS: Los precios son de costo y no incluyen IVA

Agregar precio de relevadores y embarque

Tabla 2 Se muestra una cotización interna, la cual tienen como función sacar un estimado

del precio total a proponer al cliente.

Los elementos anteriores son vitales debido a que indican el mayor peso en la cotización debido al precio que reflejan. A consecuencia de éste proceso se termina enviando un propuesta con el precio final a CFE en la fecha estipulada en las bases, es importante que saber que a CFE solo se le muestra el total y no el desglose de la cotización. Ver Tabla 3.

COTIZACIÓN S.E. CENTRAL

CLIENTE: CFE

SISCOPROM TIPO DE CAMBIO

10.85

DESCRIPCIÓN COSTO

EN PESOS

COSTO EN

DÓLARES OBSERVACIONES

SECCIÓN 2: 1 ESQUEMA DE LÍNEA LARGA 115 KV

$232,633.44 $21,440.8

7

MANIOBRAS $0.00

EMBARQUE $0.00

PRUEBAS LAPEM $0.00

SUBTOTAL EN PESOS $232,633.4

4 -

SUBTOTAL EN DOLARES - $21,440.8

7

INDIRECTOS 20 % $46,526.69 $4,288.17

IVA $41,874.02 $3,859.36

TOTAL EN PESOS $321,034.1

5 -

TOTAL EN DOLARES - $29,588.4

0

Tabla 3. La tabla muestra la propuesta que se presenta al cliente indicando únicamente los

precios sin desglose únicamente los totales.



47

Junto con el precio final se integran los dibujos referentes del tablero indicando los elementos principales del tablero PCM, con la finalidad que se vea que es lo que se oferta.

Una vez ganado la licitación, la ingeniería se inicia, es importante recalcar que la en ningún motivo se debe alterar la norma de CFE, ni el contarto de bienes adquiridos el cual se firma cuando se ha ganado el contrato. Sin embargo solo son normas la ingeniería es libre y flexible, depende en su totalidad de la empresa ganadora.

El diseño de la ingeniería es de vital importancia ya que al dibujar los planos de lo que será cada unos de los circuitos a proyectar se debe éstar con la certeza que funcionarán y cumplirán en su totalidad con lo solicitado, sin embargo se debe cuidar el no colocar elementos de sobra ya que esto afecta directamente las ganancias de la empresa.

La identificación de cada relevador, bornes de tablillas, cada rack, contacto, luminaria, identificación de cada cable es libre del diseñador. Cuando se ha terminado el diseño con ayuda de los planos, se inicia la elaboración de una guía de mecánica; la cual ayuda a los cableadotes a realizar el alambrado del tablero y lo cual nos da la certeza de revisar que este correcto el alambrado posteriormente a su elaboración; de la misma manera la guía mecánica es de gran ayuda para determinar si en la elaboración de la ingeniería hay errores como bornes repetidos y cables en el color apropiado. La guía mecánica es un seguimiento de cada cable a bornes, relevadores de protección, auxiliares, termomagnéticos, y cualquier elemento dentro del tablero PCM.

Como siguiente paso se realiza la alimentación en VCD del tablero esto es puenteando positivo y negativo de cada circuito, para obtener un par de conductores, esto es únicamente en la fábrica ya que en la subestación, la alimentación de cada circuito es independiente. “Al energizarlo se comprueba que no exista un error en el cableado ya que ocurriría un

corto de haber un error.”

El siguiente paso es el colocar simulador de un interruptor y sus respectivas cuchillas, es un arreglo simple el cual se realiza con un relevador biestable, el cual se debe contemplar como un elemento no propio de del tablero es únicamente para pruebas, de esta manera se inicia la prueba del control, para esto se realiza una revisión de lista la cual



48

consiste en hacer los mandos de aperturas, cierres, disparos, alarmas y bloqueos con la ayuda de puentes de alambrado. “La revisión de lista se integra en su totalidad en los planos, es decir, es un reflejo fiel en escritura de la funcionalidad del tablero.” Éste proceso es vital ya que la carga de programación de los DEI´s dependen en de que el tablero este bien al 100%. El siguiente paso es la carga de DEI´s; protecciones, medidor, UCAD, mandos todo lo que requiera una programación, para que funcione automáticamente en condiciones diferentes el tablero. Después de esto y al haber ratificado el funcionamiento correcto del tablero, se dá el aviso a CFE para que se realice las pruebas en fábrica, con la inspección de tercería, (tercería es un juez imparcial al fabricante y al usuario final, que emite un fallo a favor o en contra del tablero construido). “Las pruebas en fabrica son similares a las realizadas anterior mente, aun que se realiza

una inspección visual del tablero y se implemente un protocolo de prueba similar a la

revisión de lista.” Si se concreta exitosamente las pruebas de fábrica se empaca el tablero y se envía a su destino final, donde se cableara desde campo al tablero para realizar las pruebas de puesta a punto y en puesta en servicio. XIV.1. Circuitos necesarios para la implementación de una diferencial Línea 115 kV Con lo expuesto en los capítulos anteriores, podemos darnos una idea de lo que es una sección y como se constituye. A continuación se analizará la aplicación de las protecciones



49

a una línea, menor a 10 km., de una tensión 115 kV y de la misma manera los circuitos necesarios para elaborar el proyecto. Por lo cual sus protecciones que la integran son:

87L 67/67N 50FI 79 25/27

Circuito de corriente: Se observa en la Fig. 22. El diagrama trifilar de la línea a proteger, el cual posee tres transformadores de corriente (TC), de los cuales para este caso no debe tomarse en cuenta mas que su conexión, la cual es en estrella con neutro a aterrizado, la cual se hace en campo llegando al tablero las tres fases y el neutro a tablillas corto circuitables (CC). Este tipo de tablillas solo se usan para corrientes debido que pueden corto circuitar si el TC por el lado de baja. “En este diseño las tablillas CC se etiquetan con las siglas CC y lo cual esta libre a

diseño.” Antes de alimentar con corriente los DEI´s, la corriente se hace conducir a través de block de pruebas, diseñadas para corto circuitarse cuando la peineta de pruebas ingrese. Con la finalidad de librar las corrientes de la línea con el tablero y así operar libremente con el tablero. La asignación de cada TC ya sea para medición y protección las da CFE en el unifilar. Todos lo cables que se requieran en este circuito deben ser de color “blanco”. Cada DEI debe contener un block de pruebas propio.



50

Fig. 22. Circuito de TC´s.

1 Block de pruebas P.P. 2 tablillas cortó circuitables. 3 Block de pruebas P.R.



51

Circuito de Potencial:

Los circuitos de potencial son el reflejo de la aportación las tensiones del secundario de los transformadores de potencial (TP), hacia los relevadores de protección y a los medidores multifunción, véase Fig. 23. También se obtiene la referencia para la protección 25, el cual es permisivo al cierre del interruptor. La tensión que ingresa a los relevadores de protección y el medidor, se hace conducir antes por el block de pruebas, con la finalidad de abrir el circuito cuando se requiera realizar pruebas. De igual manera la conexión de los TP´s se hace en la caja centralizada en campo, para así llegar 4 hilos, tres fases y un neutro, a los bornes de 30 A, del tablero los cuales se dirigen hacia los relevadores y el medidor. Éstos equipos tienen como protección fusibles por fase, 600 V, 30 A referencia CFE V6700-72, sección 7.3.7. Todo el cableado en este circuito debe ser de color “negro”.



52

Fig. 23. Circuito de TP.

1 Tablillas para recepción de potencial. 2 Fusibles por fase para proteger DEI´s y Medidores. 3 Block de pruebas P.R. 4 Tablillas para recepción de potencial (25). 5 Block de pruebas P.P.



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Circuito de cierre del interruptor. El circuito de cierre del 52 se protege a través de un termomagnético o un fusible. Éste circuito es el más importante debido a las lógicas de permisivos al cierre como son:

Cuchilla para evitar el cierre del 52, así como las protecciones, alarmas y señalización que tiene este circuito, Fig. 24.

Como primer punto es necesario dar a notar que los recuadros, que tienen las etiquetas circuito de cierre del 52 y posición del 52; son de campo sólo indican donde deben llegar estas terminales del interruptor. Para este diseño sólo se observan tres maneras de hacer que se cierre el 52:

Botonera. Cierre nivel superior. 79.

Ésta acción solo ocurre si cumple con las condiciones siguientes:

Verificación de sincronismo (se elimina cuando están en fase los dos puntos de la línea a energizar ó cuando no hay diferencia de potencial). Bloqueo por cuchillas (se elimina el permisivo si las cuchillas de la línea se encuentran cerradas). Bloqueo por operación del relevador 86FI, (es inoperante mientras no opere el la protección de falla de interruptor). Bloqueo por operación de 86FI existente, (aplica únicamente si existe otro 86 FI en la subestación).

Se observa que un relevador biestable cumple la función de estado del interruptor, mandando la señal a los DEI´s y al UCAD. En paralelo a las entradas del relevador antes mencionado se colocan los leds de señalización del 52, que estarán en las botoneras para señalizar con rojo el 52 cerrado y verde el 52 abierto. Se agrega la alarma de protección 27 de C.D. aplicada a través de un relevador mono estable el cual sólo manda una alarma al UCAD. Lo importante de ésta protección es que indica si no hay voltaje en ele circuito ó si el circuito ésta roto, ya sea por que un conductor no esta bien enzapatado, mal atornillado o simplemente se rompió. Todo el cableado debe ser de “color rojo”.



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Fig. 24. Circuito de cierre. 1 Permisivos de cuchillas al cierre de 52. 2 Cierre automático 79. 3 Permisivo por 25. 4 Cierre por auxiliar de botonera o nivel superior. 5 Cierre por botonera. 6 Cierre por Nivel superior. 7 Relevador auxiliar para propósito de cierre del 52. 8 Señalización de 52 cerrado. 9 Relevador para propósito de posición del 52. 10 Señalización de 52 abierto. 11 Relevador función 27 c.d.



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Circuito de disparo. Los circuitos de apertura no tienen restricción de ningún tipo, por lo cual no se protege con ningún termomagnético o fusible. La apertura del 52 se puede hacer por los siguientes medios:

Botonera. Apertura por nivel superior. Disparo de una protección (P.P. ó P.R.).

Cada disparo debe pasar a través de un punto de block de prueba para poder probar cada protección independiente, y así mantener en espera a los disparos de otras protecciones o todas si se está en campo. Los circuitos de disparo contienen supervisor de bobina, las cuales sólo deben mandar la alarma correspondiente al UCAD, de ninguna manera realizar una apertura. La alarma producida se origina si la bobina está rota, o falta tensión en la bobina para realizar su apertura. También se cuenta con la alarma de protección 27 de C.D. aplicada a través de un relevador mono estable el cual solo manda una alarma al UCAD. Lo importante de esta protección es que indica si no hay voltaje en el circuito o si el circuito está roto, ya sea por que un conductor no esta bien enzapatado, mal atornillado ó simplemente se rompió. Existen dos bobinas de disparo y lo anterior aplica en su para la segunda bobina de disparo, con la exclusión de la apertura por botonera y nivel superior, ya que volverlos a involucrar serìa clonarlos, por lo que la solución es que cada apertura sin discriminar alimente la bobina de un relevador auxiliar monoestable, y los contactos normalmente abiertos del mismo le pegan de manera simultanea a la bobina 1 y 2, Fig. 26. Todo el cableado debe ser de “color naranja”.



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Fig. 25. Circuito de disparo Bobina 1. 1 Supervisor de bobina. 2 Disparos para apertura del 52. 3 Apertura por botonera. 4 Apertura por Nivel Superior. 5 Relevador auxiliar apertura del 52 Bobina 1 y 2(por mando de botonera ó nivel superior). 6 Supervisor 27 c.d.



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Fig. 26. Circuito de disparo bobina 2.

Circuito de control y señalización de cuchillas. Los circuitos que se presentan se protegen a través de un sólo termomagnético o fusible, Las cuchillas motorizadas tienen dos modos de mando:

apertura por mando local, botonera. apertura por mando de nivel superior.



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De manera similar se hace el cierre de las cuchillas, (local y superior). Se aplica el mismo concepto para la apertura y cierre, y debido a que son dos acciones distintas por dos mandos de acción distinto entonces se aplica un relevador monoestable, el cual se energizará no importe cual sea el modo de acción seleccionado, y ésto es para cierre y apertura respectivamente, ver Fig.27. Es preciso tener la señalización de la posición de las cuchillas en campo; tal función se realiza a través de un relevador biestable, (relevador de dos bobinas tipo enclavado). Ver Fig. 28. El cual sólo necesita un pulso en una de las entradas de su bobina para dejar enclavado el contacto en una posición u otra, es decir, cuando le llaga un positivo a la bobina de operación los contactos normalmente abiertos se cierran y cuando se energiza la bobina de restablecimiento los contactos vuelven a su posición original. En paralelo a cada uno de las bobinas se colocan focos ó led´s los cuales nos indican de forma permanente la posición de la cuchilla en mímico del tablero; rojo cerrado y verde abierto. También se cuenta con la alarma de protección 27 de C.D. aplicada a través de un relevador mono estable el cual solo manda una alarma al UCAD. Lo importante de esta protección es que indica si no hay voltaje en el circuito ó si el circuito esta roto, ya sea por que un conductor no esta bien enzapatado, mal atornillado ó simplemente se rompió. El cableado se denomina como control el cual lleva conductor “color rojo.”



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Fig. 27. Circuito de control de cuchillas. 1 y 8 contactos de apertura y cierre de 89. 2 y 9 relevador auxiliar para cierre de 89. 3 y 10 mando de cierre por botonera. 4 y 11 mando de cierre por nivel superior. 5 y 12 relevador auxiliar para apertura de 89. 6 y 13 mando de apertura por botonera. 7 y 14 mando de apertura por nivel superior. 15 permisivo de operación de cuchillas por posición de 52.



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Fig. 28. Circuito de señalización de cuchillas.

1 y 4 señalización de 89 abierto. 2 y 5 relevador auxiliar propósito posición de interruptor. 3 y 6 señalización de 89 cerrado. 7 Supervisor de 27 c.d.

Circuito de protección principal. La protección principal es un SEL-311L para este proyecto, el cual cumple la protección 87L únicamente y como arranque de 50FI. El DEI necesita la alimentación de VCD ó VCA para los circuitos propios del relevador, además de las corrientes de los TC´s y TP´s del elemento a proteger. Debido a esto necesita la protección 27 el cual aplica como una alarma de protección 27 de C.D. aplicada a través de un relevador mono estable el cual solo manda una alarma al UCAD.



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Lo importante de esta protección es que indica si no hay voltaje en el circuito ó si el circuito esta roto, ya sea por que un conductor no esta bien enzapatado, mal atornillado ó simplemente se rompió. Éste equipo se debe proteger con un termomagnético o fusible. El DEI no sólo es ocupado para disparos de protección sino también como arranque de protecciones, lógicas de control, mandos remotos y alarmas. Cada salida del DEI se puede casar a una o varias estradas del mismo para poder así, hacer lógicas de protección mediante sus contactos programables. La Fig.29 presenta la aplicación de un DEI.

Fig. 29. Protección Principal

1 Contacto disponible a bornes 2 Alarma de operación del DEI por 87 3 Arranque de 50FI 4 Disparo a bobina 1, del 52 por 87 5 Disparo a bobina 2, del 52 por 87 6 Arranque de 79 7 Entrada digital, programada para posición del 52 8 Alarma falla crítica del DEI 9 Supervisor de 27



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Circuito de protección de respaldo La protección principal es un SEL-351, el cual cumple la protección 67/67N/50FI/79/25. El DEI necesita la alimentación de VCA ó VCD para los circuitos propios del relevador, además de las corrientes de los TC´s y TP´s del elemento a proteger. Debido a ésto necesita la protección 27 el cual aplica como una alarma de protección 27 de C.D. aplicada a través de un relevador mono estable el cual sólo manda una alarma al UCAD. Lo importante de esta protección es que indica si no hay voltaje en el circuito o si el circuito esta roto, ya sea por que un conductor no esta bien enzapatado, mal atornillado ó simplemente se rompió. Éste equipo se debe proteger con un termo magnético o fusible. El DEI no sólo es ocupado para disparos de protección sino también como arranque de protecciones, control, mandos remotos y alarmas. Cada salida del DEI se puede casar a una o varias estradas del mismo para poder así, hacer lógicas de protección mediante sus contactos programables. A continuación se presenta la aplicación de un DEI. Debido a que es un relevador microprocesado es ocupado multifuncionalmente, hasta el grado que un contacto podría cerrar por más de una protección si se programara con esas condiciones. Para éste caso se integran bloqueos de funciones como 79, bloqueos por falta de 25, arranques de 79 y 50FI por operación de principal si lo requieren, posición de interruptor, disparos a bobina 1 y 2. Disparo por 50FI a través de un 86. Ver Fig. 30.

Fig. 30. Protección de Respaldo.



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1 Entrada programada para posición de 52. 2 Entrada programada para arrancar el 79. 3 Entrada programada para bloquear 79, nivel local y remoto. 4 Arreglo de bloqueo del 79 remoto. 5 Relevador biestable, tipo enclavado. 6 Entrada programada para arrancar el 50FI. 7 Alarma opero 67/67N. 8 Contacto que realiza 79. 9 Disparo bobina 1 por 67/67N. 10 Contacto permisivo de 25. 11 Disparo bobina 2 por 67/67N. 12 Alarma opero 50FI. 13 Falla critica del DEI. 14 Contacto que opera por 50FI y a través de block de pruebas energiza la bobina del 86FI. 15 Contacto transferido DTL. 16 Supervisor del circuito por 27.

Medidor Es un medidor multifuncional debe ser capaz de cumplir la norma CFE V6700-55, además de las particulares, sin embargo debe de proporcionar los siguientes valores como mínimo:

Potencia activa. Potencia reactiva. Potencia aparente. Frecuencia. Voltaje línea. Voltaje al neutro. Demanda mensual. Demanda anual. Factor de potencia. Corrientes por fase. Corriente promedio. Gráficos de voltajes y corrientes.

Y preparado para un sistema de 4 hilos, 3 fases y un neutro. Además se debe comunicarse en protocolo DNP3 y propietario. Se muestra el diagrama 31 de un medidor ION 8600.



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El medidor necesita una alimentación de VCD ó VCA para sus circuitos propias además del las corrientes del TC (Fig. 22) y voltajes del TP (Fig. 23). Y aplica la protección 27 el cual aplica como una alarma de protección 27 de C.D. aplicada a través de un relevador mono estable el cual sólo manda una alarma al UCAD. Lo importante de ésta protección es que indica si no hay voltaje en el circuito o si el circuito ésta roto, ya sea por que un conductor no esta bien enzapatado, mal atornillado o simplemente se rompió. Éste equipo se debe proteger con un termomagnético o fusible.

Fig. 31. Medidor

1 Supervisor del circuito por 27



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Registrador de eventos Un UCAD, Unidad Control de Adquisición de Datos, su función es reportar de manera inmediata todos los eventos ocurridos, como operación de protección, alarmas y eventos; y tiene que estar registrados en este componente, a su vez mandarlo a la pantalla propia de alarmas y eventos, de la computadora central de la subestación. Lo único que necesita para su operación es ser alimentado en VCA ó VCD, y que a cualquiera de sus entradas configuradas exista un positivo, para que éste alarme y emita su reporte. éste equipo se debe proteger con un termomagnético o fusible. Para éste caso no solo el UCAD se utiliza como registrador de datos si no también como un hibrido capaz de realizar mandos, como por ejemplo apertura y cierre de cuchillas, interruptores, bloqueo y desbloqueo de recierre, etc. También se aplica la protección 27 el cual aplica como una alarma de protección 27 de C.D. aplicada a través de un relevador mono estable el cual sólo manda una alarma al UCAD. Lo importante de esta protección es que indica si no hay voltaje en el circuito o si el circuito esta roto, ya sea por que un conductor no esta bien enzapatado, mal atornillado o simplemente se rompió. Sólo que esta alarma se deja a bornes secos para enviarse a otro UCAD, ya que si se va la energía este equipo deja de operar.



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Fig. 32. UCAD

1 Este UCAD, es capaz de realizar mandos 2 Alarma falta de VCD del UCAD 3 Supervisión por protección de 27 Tablero PCM de Linea Corta. Con lo expuesto en los capítulos anteriores, y los circuitos mencionados son para línea 115 kV, en su forma mas simple ya que cada arreglo en un SEP nunca es el mismo debido a lo complejo del un SEP que se adapta a las demandas de energía. La Fig. 33 muestra un tablero con la siguiente distribución, cabe volver a mencionar que el arreglo puede cambiar es cuestión del diseñador. Siempre y cuando cumpla con la especificación de CFE y las bases del proyecto.



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43/79

Fig. 33. Tablero para proteger una línea corta



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XV. Procedimiento experimental: XV.1 Objetivo: Diseñar un tablero funcional tipo interior de subestación para proteger una línea corta en 115 kV. Procedimiento experimental: El mejor inicio es el saber que protecciones aplican par una línea de 115 kV, por lo que se aplicó como protección principal 87L, protección de respaldo 67/67N, 79 tripolar, bloqueo, desbloqueo del 79, (el 79 se debe iniciar sin importar si es por protección principal o de respaldo y bloquearse directo si se hace un mando de apertura) local y remoto, 25, 50FI. Además se necesitó revisar en las especificaciones del proyecto que se requería medidor multifuncional, UCAD, cuchillas motorizadas, block de pruebas de 18 puntos, y que todo el tablero debía cumplir con la especificación de CFE V6700-62. Por lo que se hizo el diseño con base a los relevadores:

SEL-311L como protección principal 87L. SEL-351 como protección de respaldo 67/67N, además 25, 79, 50FI. ION 8600 como medidor multifuncional REDSAD como Unidad de Control y Adquisición de Datos

Esta información es muy importante debido a que los equipos están en unidades de rack. Y con este dato se inicio el diseño de los frentes y la construcción del tablero en cuanto a metalmecánica se refiere. Quedando un tablero de las siguientes características: Con Atura: de 2.30 m, la base de 800 por 800 cm., se constitución del tablero fue de lamina con un espeso 3 mm, dos bases superior e inferior, en donde se montaron cuatro postes. Esta estructura contiene 2 laterales, puerta abatible con bisagras, y un frente de 44 unidades de rack totales, quedando la distribución de racks de la siguiente manera: El primer rack protección primaria SEL-311L, segundo rack SEL-351C, tercer rack medidor ION 8600, cuarto rack mímico, quinto rack block de pruebas, sexto rack de contactos polarizado. El montaje se hizo con tornillos tropicalizados, para facilitar el colocar y quitar los racks todo el tablero fue pintado de color gris ANSI además de aplicarle anticorrosivos.



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En la base superior como en la inferior llevan dos tapas desmontables, con el motivo de ingresar según la necesidad el cable de control de campo.

En la base superior además se colocan 2 cancamos para facilitar su transporte. Y en la base inferior se colocan cuatro cortes de riel H para no dañar el tablero en el transporte y posición del mismo. El tablero descrito se puede ver en la figura 20.

Esta acción se realizó por separado con la ingeniería la cual se expondrá por partes debido a las diferentes particularidades que posee cada circuito. Material utilizado para la ingeniería del proyecto:

POSICIÓN EQUIPO FUNCIÓN DESCRIPCIÓN AA SEL-311L 87L Relevador de protección

microprocesado, con entradas y salidas configurables, protocolo de comunicación DNP3, puerto configurable a RS-232 y RS—485, alimentación en VCA ó VCD.

BB SEL-351 67/67N/79/25/50FI Relevador de protección microprocesado, con entradas y salidas configurables, protocolo de comunicación DNP3,puerto configurable a RS-232 y RS—485, alimentación en VCA ó VCD

CC ION8600 MEDIDOR Medidor multifunción, mediciones instantáneas, potencia (P,Q,S), frecuencia, voltaje, corriente, armónicos, comunicación DNP3

DD REDSAD UCAD Unidad de adquisición y control de datos, capacidad de 1024 registros automáticamente, mensajes no solicitados.

EE2 * B.P. VERDE Botón pulsador verde con contactos normalmente abiertos, 125 VCD.

EE4 EE6 EE1 * B.P. ROJO Botón pulsador rojo con contactos

normalmente abiertos, 125 VCD. EE3 EE5 EE12 * SELECTOR Selector ON/OFF, 125 VCD FA * B.P. 87L Block de pruebas ABB de corrientes,

voltajes y disparos. 18 polos 30 A. FB B.P 67,50FI HA * FUP Base porta fusibles con fusibles 3p,



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10 A. Guold shamut. HB * FU1 Base porta fusibles con fusibles 2p,

10 A. Guold shamut. HC FU2 HD FU3 HE FU4 HF FU5 HG IT * TM Interruptor termomagnetico1p. 30 A,

125 VCD, ABB. JA * 27C Relevador de auto reposición, 2

juegos de contactos (nc-na), shcrack, tipo mt210125.

JB 27D1 JC 27D2 JD 27S JE 27PP JF 27PR JG 27M JK 27DD KA * 52CX Relevador de auto reposición, 2


KD 89-1CX KE 89-1AX KF 89-2CX KG 89-2AX KB * 52D1X Relevador arteche, disparo rápido

RF-4R 2 juegos CNC-CNA KC 52D2X GB * 89-1X Relevador arteche tipo latching para

imán, BF4. 4 juegos de contactos NC-NA

HI 89-2X GA 52X CI BLOQ 79 N.S. GE * 52D2 Relevador supervisor de bobina de

disparo, arteche VDF10 2 juegos CNC-CNA

GD 52D1 GH * 86FI Relevador de bloqueo sostenido

reposición manual Voltamp, 125VCD

Tabla 4. Lista de materiales



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Circuito de transformadores de corriente:

Tiene como propósito alimentar las entradas analógicas de los DEI´s y el medidor, cada fase proveniente de un transformador de corriente dirigido a los equipos antes mencionados, se les colocó una terminal del block de pruebas con la finalidad de corto circuitarse durante pruebas al tablero. Todo el cableado fue de color blanco, ver figura 22. Circuito de potenciales: Este circuito se protegió con fusibles únicamente el alimentador principal, ya que como es el mismo potencial se hicieron puentes entre los DEIS´s y el medidor. Todo el cableado en este circuito fue de color negro. De aquí en adelante se hablará de circuitos de VCD; los circuitos de corriente directa se protegieron con la protección 27 para dar una alarma de falta de voltaje en el circuito asignado; además todos los circuitos fueron protegidos por termo magnéticos de un tiro dos polos. Los circuitos de disparo quedan exentos del interruptor termomagnético, ver figura 23.

Circuito de cierre de interruptor: Este circuito se diseño con los siguientes bloqueos.

Por cuchillas el cual no permite el cierre del interruptor hasta que las cuchillas se encuentren cerradas, colocando en serie las cuchillas existentes.

Por 86FI si existiese este bloqueo entra en función cuando el relevador 86 es disparo, el permisivo se anula cuando se hace la reposición local del relevador 86. Además se proyectaron bornes para un 86FI existente o adjunto, de acuerdo al arreglo a proteger.

Permisivo se aplica la protección 25, el cual es el elemento final para energizar la bobina de cierre, esta supervisión por 25 se hace a través de un DEI el cual recibe en 2 terminales separadas los potenciales a supervisar. Hay que tener en cuenta que el cierre se hace a nivel local (botonera) ó nivel superior. Por donde se realice el mando tiene que pasar por un relevador monoestable debido a que los contactos por los que se hacen estos mandos no tienen alta capacidad de corriente, por lo que se fundirían. Para el caso de la imagen del interruptor se colocó dentro de este circuito ya que se pudo colocar dentro de otro circuito ó uno independiente. Para la posición e imagen del interruptor se utilizó un relevador biestable; el cual contiene dos bobinas, una de operación y otra de reset, la polaridad negativa de las bobinas se alambra al negativo del circuito. Mientras que el positivo de cada bobina se alambra a un borne, designando la energización de contactos normalmente abiertos es referido a la bobina de apertura del interruptor y la bobina que energiza los contactos normalmente cerrados simulan el cierre del interruptor.



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Para la imagen o señalización se colocan en paralelo a las bobinas del relevador biestable lámparas de cierre y apertura, color verde para señalizar la apertura y rojo para el cierre del interruptor. Todo componente que integra el circuito de cierre fue cableado de color rojo, ver figura 24. Circuito de disparo: Éste circuito se diseño sin ningún permisivo para su apertura, la única manera de hacer que se energice la bobina de apertura, es por medio de un disparo por protección primaria (87), 86FI ó de respaldo (67/67N) y un mando de apertura a nivel superior ó local (apertura por botonera,) el cableado que se contiene en este circuito fue de color naranja, ver figura 25. Cada interruptor debe tener dos circuitos de disparo, debido a sus bobinas de operación de apertura; se aplica las mismas condiciones descritas en el párrafo anterior. Como una aportación extra se integró bornes para disparos que pudieran integrarse a los circuitos de disparo, ver figura 26. Circuito de control y señalización cuchillas: El diseño aplicado para las cuchillas se baso para 2 cuchillas propias del interruptor. El control de cada cuchilla y señalización es independiente, pero ambos casos tienen un permisivo el cual no permite la apertura de las cuchillas, a través del interruptor en su posición de cerrado. Se tomó en cuenta que para la apertura y cierre de las cuchillas, se pueden hacer por mandos a nivel local ó nivel superior, los dos mandos respectivamente a su función que desempeñan, tienen que pasar a través de un relevador monoestable el cual a través de uno de sus contactos, lleva acabo el cierre o apertura según su función. Ésto se debe a que la capacidad interruptiva de estos contactos no es la suficiente para energizar las bobinas de cierre ó apertura de las cuchillas, ver figura 27. La señalización de las cuchillas se hicieron con un relevador biestable ocupando la misma metodología ocupada en el interruptor y los contactos de éste relevador sirven para el permisivo del interruptor, los cuales se colocan en serie con el otro contacto de la cuchilla existente, ver figura 28. Circuito del relevador de protección principal Se aplicó la protección 87 en el SEL 311L, el cual posee 6 entradas digitales programables las cuales se ligaron a las lógicas de protección y 16 salidas programables, de las cuales las primeras dos de cada tarjeta de contactos son de alta capacidad interruptiva, las cuales se designaron para los disparos en la bobina uno y dos, los otros contactos se ocuparon como señalización o arranques. La configuración del DEI no la veremos en este documento



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En este relevador solo necesitamos programar la entrada IN101, la cual cumple la función de dar la posición del interruptor al relevador la cual es indispensable para la programación del DEI. Los contactos de salida se asignaron de acuerdo a las necesidades del esquema a proteger y arranques útiles. Aunque el relevador empleado tiene dos tarjetas de contactos de salida, sólo se ocuparan los indispensables, dejando los no utilizados como contactos disponibles, sin programación. La primera tarjeta de contactos de salida se etiquetan de la siguiente manera y de forma de progresiva desde OUT101 hasta OUT108. La segunda tarjeta se etiqueta de manera similar, y de la siguiente forma OUT201 hasta OUT 208.

El contacto OUT104 arranque del 79. El contacto OUT107 arranque de 50FI. El contacto OUT108 alarma falla crítica del relevador. El contacto OUT204 disparo a la bobina 1, del interruptor principal por 87L. El contacto OUT205 disparo a la bobina 2, del interruptor principal por 87L. El contacto OUT104 alarma opero protección 87.

Se entiende que al mencionar arranque es dar el inicio de la protección o acción a desempeñar, y que al enviar un arranque no se realiza esta operación en este DEI si no en otro. Y por disparo es la acción activada y realizada por el relevador referida a la protección asignada. Las salidas denominadas alarmas son sólo un positivo que manda a la entrada del UCAD, lo cual explicaremos mas adelante, ver figura 29. Circuito del relevador de protección de respaldo. El relevador que se empleo fue el SEL-351el cual cumple con las protecciones 79, 67,67N, 50FI. El cual tiene 6 entradas digitales programables y 8 salidas programables de las cuales dos son de alta capacidad de corriente, ver figura 30. La asignación de las entradas digitales se hizo de la siguiente manera: IN101Posición del 52 IN102 Arranque de 79por disparo de protección primaria IN103 Bloqueo del 79 IN104 Arranque de 50FI IN105 Disponible IN106 Disponible



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Y los contactos se diseñaron de la siguiente manera: OUT101 Disparo por protección 67/67N, bobina 1. OUT102 Disparo por protección 67/67N, bobina 2. OUT103 Disparo por protección 50FI. OUT104 Alarma opero protección 67/67N. OUT105 Asignado para recierre. OUT106 Asignado como permisivo de 25. OUT107 Alarma opero protección 50FI. OUT108 Alarma falla crítica del relevador. Circuito del medidor. El medidor empleado fue el ION8600, el cual no constituye un problema puesto que solo se le conectaron las corrientes de los transformadores de corriente y el potencial de los transformadores de potencial, ver figura 31. Circuito del UCAD

Para este caso se empleo un REDSAD-HIBRIDO, el cual cumple la función de registrador de eventos y a su vez hacer realiza mandos a través de nivel superior o local. Este equipo cuenta con 32 entradas para alarmas de las cuales se emplearon 28; y 16 mandos de los cuales se emplearon 8; quedando de la siguiente manera, ver figura 32: Entradas digitales, alarmas del tablero: 1 RESORTE DESCARGADO DEL 52 2 BAJA PRESION DE SF6 DEL 52 3 BLOQUEO DE BAJA PRESION DE SF6 DEL 52 4 SELECTOR LOCAL DEL 52 5 FALLA DE CTO, VCA DEL 52 6 OPERO PROTECCION DE RESPALDO 67/67N 7 ALARMA FALLA CANAL DE TELEPROTECCION 8 OPERO 50FI 9 FALTA VCD CTO. CIERRE 10 FALTA VCD CTO. DISPARO BOBINA 1 11 FALTA VCD CTO. DISPARO BOBINA 2 12 ANORMALIDAD EN LA BOBINA DE DISPARO 1 13 ANORMALIDAD EN LA BOBINA DE DISPARO 2 14 OPERO PRTECCION 87L 15 FALTA VCD CTO. CONTROL Y SEÑALIZACION DE CUCHILLAS 16 FALTA VCD CTO. PROTECCION PRIMARIA 17 FALTA VCD CTO. PROTECCION DE RESPALDO 18 FALTA VCD CTO. MEDICION



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19 FALLA CRITICA DEL RELEVADOR 87L 20 FALLA CRITICA DEL RELEVADOR 67/67N 21 MANDO MANUAL DE APERTURA DEL 52 22 MANDO MANUAL DE CIERREDEL 52 23 52 ABIERTO 24 52 CERRADO 25 89-1 ABIERTA 26 89-1 CERRADA 27 89-2 ABIERTA 28 89-2 CERRADA

Tabla 5. Alarmas típicas de un tablero PCM * Las demás entradas ó alarmas están disponibles. Los mandos de salida se aplicaron como sigue: Y1 MANDO DE CIERRE 89-1

Y2 MANDO DE APERTURA 89-1 Y3 MANDO DE CIERRE 89-2 Y4 MANDO DE APERTURA 89-2 Y5 MANDO DE BLOQUEO DE 79 Y6 MANDO DE DESBLOQUEO DE 79 Y7 MANDO DE CIERRE DE 52 Y8 MANDO DE APERTURA DE 52 Y9 Y10 Y11 Y12 Y13

Tabla 6. Mandos típicos de nivel superior para un tablero PCM * Las 8 salidas restantes están disponibles.

Al termino del diseño se realiza una guía mecánica, la cual consiste con ayuda de los planos hacer un seguimiento punto a punto de las conexiones realizadas y al mismo tiempo se formo una lista de cableado para que así se disponga a realizar conexiones por el personal correspondiente, cableadores.

La guía mecánica es una última depuración de la ingeniería, los errores encontrados en la guía mecánica fueron bornes duplicados, o un excedente de cables en un borne, así también errores en el color del cableado (varia según norma aplicada).



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Pruebas a tableros: Al termino del cableado al un tablero se le aplicaron las siguientes pruebas.

Pruebas por continuidad: Se realizo con un multimetro en función de continuidad, se hizo en base a la guía mecánica, esto nos sirve para ratificar que la conexión corresponda con la ingeniería. Ya que el cableador pudo haber errado en las conexiones.

Energización del tablero en C.D: La alimentación es de 125 VCD, para todos los circuitos propios del tablero, la principal finalidad es ratificar que ningún componente esta en corto circuito

Colocación de los simuladores de cuchillas e interruptor: Ésta simulación se hace mediante un relevador biestable tipo latch, que cuente mínimo con un par de contactos un tiro un polo, el arreglo se basa principalmente en energizar cada una de las bobinas una con el cierre y otra con la apertura; los contactos propios del relevador son la imagen de apertura y cierre. Es importante mencionar que se hace un arreglo para cada elemento, en este caso se hicieron tres un 52 y dos para 89. La principal finalidad es la de probar los disparos, lógicas de cierre de interruptor, cierre o´apertura de cuchillas, alarmas, señalización correcta, entre otras más.

Chequeo de lista: Consiste en revisar el control del tablero con el esquema energizado, con la finalidad de que si hay algún error eliminar el control, reduciendo el campo de búsqueda.

Parametrización del equipo a probar según las especificaciones: Se aplica para todo componente electrónico que requiera que programación, ejemplos: bandera de alarma en el UCAD, programación de un relevador de protección, etc. Inyección de corrientes y voltajes simulando fallas.

Inyección de corrientes y voltajes simulando fallas: Se realiza estas pruebas con las finalidad de probar los ajustes requeridos, en fábrica y puesta a punto no se requieren ajustes muy exactos solo en la puesta en servicio por lo que no hay que preocuparse por los cálculos del disparo, los ajustes finales los implanta el usuario.

Parametrización de los equipos para comunicación con la CPS: La finalidad es asignar el baudaje apropiado para la red de comunicación, a asignar la mayoría de equipos a un solo bus tomando en cuenta, el baudaje, número de hilos y protocolo de comunicación. Por otra parte es necesario asignar un punto en DNP para cada equipo para poder hacer los mandos desde la IHM, contenida en la CPS.



77

El tiempo de estas pruebas fue de 5 días aplicando por día 9 horas de trabajo efectivo. Después de estas pruebas el tablero esta listo para las pruebas de fábrica con el comprador, el cual sigue al pie de la letra el protocolo que el posea o en su defecto el propuesto por la empresa el cual para fines prácticos es muy parecido al chequeado de lista. Y en el momento que el comprador ratificó, que las pruebas al tablero son satisfactorias. Se firmó una minuta para validarlo, y en ese instante se procedió a empacarse para enviarlo al punto donde dará el servicio. Resultados tablas y graficas El resultado es una sección integral para la protección de una línea corta menor a 10 km.,

en la cual la protección principal es una diferencial de línea (87L), la protección de

respaldo es un direccional de corriente con referencia al neutro (67/67N), verificación al

cierre del 52 por 25, con 79 tripolar, 86FI, medidor multifunción, un UCAD, 2 blocks de

pruebas y relevadores auxiliares para la señalización y alarmas. Cumple en su totalidad

con la especificación de CFE V6700-62.

Al tablero se le inyectaron fallas en prueba en fábrica, resultando aprobado.

Fig. 34. Falla simulada monofásica



78

Fig. 35. Falla bifásica

Fig. 36. Falla trifásica



79

Inyección de voltaje y corriente en relevador SEL-311L, protección de primaria 87L.

La inyección al relevador es únicamente para comprobar que realice el disparo por la protección solicitada por el comprador, ya que los ajustes finales para el relevador de protección principal los da el usuario final. Por lo que las magnitudes colocadas para el pick-up del relevador son los que traen signados de fábrica, o simplemente se modifican sin ningún estudio previo.

Acción Amperes Voltaje Proceso Falla 1ø 6 fase C 110 fases AB Disparo tripolar por 87L,

inicio de 79, 50FI en P.R. Falla 2ø 6 fase AB 110 fase C Disparo tripolar por 87L,

inicio de 79, 50FI en P.R. Falla 3ø 6 fase ABC 0 fase ABC Disparo tripolar por 87L,

inicio de 79, 50FI en P.R.

Tabla 7. Inyección de fallas relevador principal Cualquier falla detectada por el relevador principal (87L) realizara un disparo sobre las bobinas 1 y 2 del interruptor; además de realizar un arranque de 79 y de 50FI las cuales están en el relevador de protección de respaldo. El arranque de estas protecciones debido a la protección principal se coloca siempre y cuando lo requiera el cliente en las bases de la licitación ya que no es obligado colocar los dos arranques de las protecciones si operan por el disparo de la protección primaria.

Inyección de voltaje y corriente en relevador SEL-351, protección de respaldo 67/67N

De igual manera la inyección al relevador es únicamente para comprobar que realice el disparo por las protecciones solicitadas por el comprador, ya que los ajustes finales para el relevador de protección principal los da el usuario final. Por lo que las magnitudes colocadas para el pick-up del relevador son los que traen signados de fábrica, o simplemente se modifican sin ningún estudio previo.

acción Amperes Voltaje Proceso Falla 1ø 6 fase C 110 fases AB Disparo tripolar por

67/67N Disparo por

67/67N

0 fase ABC 0 fase ABC Mando 79 tripolar

Falla 2ø 6 fase AB 110 fase C Operación por 67/67N



80

Disparo por

67/67N


Falla 3ø 6 fase ABC 0 fase ABC Operación por 67/67N Disparo por

67/67N


Falla de 52 6 fase ABC 0 fase ABC Disparo por 50FI Disparo por 50FI

6 fase ABC 0 fase ABC Disparo por 86FI

Positivo en IN102

------------ ------------ Inicio de 79

Positivo en IN104

------------ ------------ Inicio de 50FI

Positivo en IN103

------------ ------------ Bloqueo de 79

Tabla 8. Inyección de fallas al relevador respaldo Cualquier falla generada por el relevador de protección de respaldo se genera un disparo tripolar, además de generar el arranque del 79 de 50FI. Para este caso se modificaron los tiempos de operación de de 79 y 50FI, dejando el tiempo de 50FI mayor que el del 79 con la finalidad de ver bien la operación de ambos.



81

XVI. Conclusión: El objetivo se cumplió al 100% al obtener del diseño y aplicación de las protecciones eléctricas, un tablero de protección, control y medición, funcional; el cual se puso en servicio en una línea de 115 kV, en Matamoros, en subestación central. La aplicación de las protecciones eléctricas se vuelve muy versátil debido a que la ingeniería es muy flexible; de esta manera se abre una ventana para el diseño e implementación de las protecciones. Cada diseño es diferente, debido a que el sistema eléctrico de potencia es un mundo con características particulares en cada punto del mismo, aunque se trate del mismo elemento ha proyectar.



82

XVI. Bibliografía: 1.- The art.& science of protective relay C. Russel Mason; G&E. Ed. Cia. Editorial Continental 2.- Introducción a los relevadores y sistemas digitales de protección Dr. Héctor Jorge Altuve Ferrer. Universidad Autónoma de Nuevo León 3.- Protective relaying principles and applications J.Lewis Black Burn, second edition. Ed. Marcel Dekker Inc. 4.- Esquemas de protección eléctrica Comisión federal de electricidad Ed. Mexicana, México D.F. 5.- Tableros de protección, control y medición para subestaciones eléctricas Especificación CFE V6700-62 Febrero 2006 6.- REGLAS DE DESPACHO Y OPERACIÓN DEL SISTEMA ELÉCTRICO NACIONAL. D. O. F. 3 de noviembre de 2005. http://www.ordenjuridico.gob.mx/Federal/PE/APF/OD/SENER/Avisos/03112005(1).pdf



83

XVII. Anexo A Figuras:

G

12

3

4

4 4

3

5

3

6

6

6

Planta Generadora

23 kV13.8 kV

S.E. Elevadora

400 kV230 kV85 kV

3∅ , 3h, 60Hz

Banco de tierra conexión zig-zag

S.E. Reductora

Alimentadores

23 kV, 3∅ , 3h

230 /√3 V3∅ , 4h

Fig. 1 Diagrama esquemático elemental del SEP

Bobina Contacto

RELEVADOR

Fig.2 Relevador en su forma más simple

Fig.3 Relevador con múltiples contactos “a” y “b”



84

a

Contacto "a" ó contacto N.A.

Contacto "b" ó contacto N.C.

b

Fig. 4 Contactos N.A. y N.C.

Fig.5 tipo solenoide

i

i

Resorte de control

Armadura

Contactos

Bobina de sombra

Núcleo

Fig. 6 Tipo atracción de armadura



85

ContactosArmadura flexible

Tornillos de ajuste

Entrehierros

Núcleo magnéticoN

S

N S

i

i

∅

∅

N S+

-

Imán permanente

Puente rectificador

Flujo modificado

Fig. 7 Unidad Polar

2 4 6 80 10

Espiral de control

Dial de tiempo

i

i

∅1

∅ 2 ∅ 1

Contactos

Flecha

Disco de inducción de metal no magnético

Núcleo magnético


Tap = iop = 4.0 A

Bobina de sombra

Fig.8 Disco de Inducción



86

Cilindro de inducción

Bobina de polarización


i1

i2

i1

i2

Fig.9 Cilindro de inducción

-

+N

S

Imán permanente

Bobina movil

Núcleo magnético

i

i Puente rectificador

Fig. 10 Unidad D´Ársonval



87

Contactos

Bimetal

Condiciones normales Condiciones de alta temperatura

Contactos

Bimetal

Fig. 11 Unidades térmicas

Fig. 12 Aproximación discreta de diferenciación.



88

Fig 13. Aproximación discreta de la diferenciación.



89

Fig. 14 Diagrama de bloques de un relevador digital



90

Fig. 15. Estructura de un sistema digital integrado de protección, control y medición.



91

Fig.16 conexión típica unificar de un diferencial de generador

Fig. 17 zonas de operación del relevador con resistencias de retención



92

Fig. 18 Unifilar delinea de transmisión a proteger con 87L

Figura 19. Dimensiones de tablero



93

Fig. 20. Distribución de frentes en la sección



94

43/79

Fig. 21. Mímico

Fig. 22. Circuito de TC´s



95

Fig. 23 Circuito de TP

Fig. 24. Circuito de cierre



96

Fig. 25. Circuito de disparo Bobina 1

Fig. 26. Circuito de disparo bobina 2



97

Fig. 27. Circuito de control de cuchillas

Fig. 28. Circuito de señalización de cuchillas



98

Figura 29. Protección Principal

Fig. 30. Protección de Respaldo



99

Fig. 31. Medidor

Fig. 32. UCAD



100

43/79

Fig. 33. Tablero para proteger una línea corta



101

Fig. 34. Falla simulada monofásica

Fig. 35. Falla bifásica



102

Fig. 36. Falla trifásica



103

XIX. Anexo B

Tablas: Ctos. Señalización y alarmas Rojo 22 AWG Ctos. Control c.d. Rojo 14 AWG Ctos. Control c.d. disparo y cierre

Naranja 14 AWG

Ctos. Potencial Negro 14 AWG Ctos. Corriente Blanco 14 AWG Ctos. Tierra Verde 10 AWG Ctos. Auxiliares c.a. Azul 12 AWG

Tabla. 1 Colores de conductores

LINEA CORTA 115 KV 1

Tipo de Cambio: 10.85

DESCRIPCIÓN FUNCIÓ

N MARCA Y MODELO

CANTIDAD

UNI

PRECIO UNITA IMPO PRECI

O (dólare

s)

DAD RIO RTE

EQUIPO PRINCIPAL Relevador diferencial de línea 87 SEL-311-L 1

Pza.

$86,800.00

$86,800.00

$8,000.00

Relevador de Sobrecorriente

67/67N/81/25/79 SEL-351-6 1

Pza.

$32,550.00

$32,550.00

$3,000.00

Multimedidor PRESICION 0.5 MM ION 8600 1

Pza.

$22,700.00

$22,700.00

$2,092.17

Cuadro de Alarma con Registro AL SEDPC-REDSAD 1

Pza.

$25,000.00

$25,000.00

$2,304.15

EQUIPO AUXILIAR


Pza. $850.00

$850.00 $78.34

Relevador Auxiliar 81X ARTECHE 1 Pza. $850.00

$850.00 $78.34


Pza. $850.00

$850.00 $78.34

Relevador Auxiliar 27 SCHRACK, MT201125 9

Pza. $99.00

$891.00 $82.12

Relevador Auxiliar de Bloq. Sost. 86FI

VOLTAMP NEMA 86 1

Pza. $0.00

Relevador Auxiliar 27BD ARTECHE VDF-10 2 Pza.

$1,080.00 $2,160

.00 $199.0

8

Block de Pruebas B.P. AREVA 2 Pza.

$4,000.00 $8,000

.00 $737.3

3

Botón pulsador V 52XA TELEMECANIQUE, XB4BW34G5 1

Pza. $250.00

$250.00 $23.04



104

Botón pulsador R 52XC TELEMECANIQUE, XB4BW33G6 1

Pza. $250.00

$250.00 $23.04

Lámpara Piloto V 89XA TELEMECANIC 3 Pza. $0.00

Lámpara Piloto R 89XC TELEMECANIC 4 Pza. $0.00

Lámparas señalizadora LED LED, 130 Vcd 9 Pza. $20.00

$180.00 $16.59

Conmutador de Bloqueo 43/79 TELEMECANIQUE, XB4BD25 1

Pza. $250.00

$250.00 $23.04

Interruptor Termomagnético Vcd 2 polos TM SIEMENS 9

Pza. $186.40

$1,677.60

$154.62


Pza. $107.36

$107.36 $9.89


Pza. $90.72 $90.72 $8.36

Tablillas cortocircutables TI CORE, CR-304 3 Pza. $100.00

$300.00 $27.65

Tablillas de control T CORE, RF30-20 10 Pza. $50.00

$500.00 $46.08


Pza. $118.00

$708.00 $65.25


Pza. $87.81

$263.43 $24.28

Rieles - LEGRAND, DIN, 2 mts. 1

Pza. $50.00 $50.00 $4.61

Luminaria - 1 Pza. $53.13 $53.13 $4.90

Foco incandescente de 60 W - LEGRAND, OVAL 1

Pza. $4.00 $4.00 $0.37

Contacto Doble Polarizado - 1

Pza. $7.00 $7.00 $0.65

Microswitch 1 Pza. $3.50 $3.50 $0.32

Barra de Tierra - SOLERA DE COBRE 3/16 x 1" 1

Pza. $40.00 $40.00 $3.69

Aisladores - CORE, H-08 2 Pza. $11.50 $23.00 $2.12

Identificadores Frontales - Lamicoid 4 x 1,5 cm 9

Pza. $8.00 $72.00 $6.64

Identificadores Frontales - Lamicoid 4 x 6 cm 10 Pza. $10.00

$100.00 $9.22

Identificadores Frontales - Lamicoid 20 x 6 cm 1

Pza. $35.00 $35.00 $3.23

Diagrama Unifilar - Plexiglass 1 Pza. $200.00

$200.00 $18.43


mts. $1.33

$1,463.00

$134.84


mts. $2.15

$559.00 $51.52

Cable cal.14 AWG, negro - CONDELMEX, 130 mt $2.15 $279.5 $25.76



105

THW-LS s. 0

Cable cal.14 AWG, blanco -

CONDELMEX, THW-LS 200

mts. $2.15

$430.00 $39.63

Cable cal.12 AWG, verde - CONDELMEX, THW-LS 25

mts. $2.92 $73.00 $6.73


Pza. $0.67

$938.00 $86.45


Pza. $0.67 $87.10 $8.03

Zapata pin cal. 14-16 - PANDUIT, PV14-10R-M 130

Pza. $0.67 $87.10 $8.03

Pines 20 A - ABB 260 Pza. $20.00

$5,200.00

$479.26


Pza. $0.10

$130.00 $11.98


Pza. $0.20

$132.00 $12.17

Cinchos plásticos 190x4,8 mm - STEREN, TY25BL 130

Pza. $0.30 $39.00 $3.59

Base autoadherible de nylon, 28 x 28 mm STEREN, TY40 130

Pza. $1.00

$130.00 $11.98

MANO DE OBRA

Alambrado - 14 dias 1 Lote

$13,500.00

$13,500.00

$1,244.24

Montaje de Equipos(1,5 personas x 10 horas) -

2 horas/2 personas 1

Lote $500.00

$500.00 $46.08

Etiquetado Interno y Externo (1personax1dia) -

3 horas/ 1 personas 1

Lote $250.00

$250.00 $23.04

Elaboración de etiquetas de alambrado -

(1 persona x 5 dias) 1

Lote $500.00

$500.00 $46.08

GABINETE Montaje de Barra de Tierra

- - 1 Lote $200.00

$200.00

Montaje de Canaletas

Montaje de Tablillas

Montaje de Rieles $18.43

Precio del Gabinete - SEDPC S.A. 1

Gab.

$10,500.00

$10,500.00

$967.74

PRUEBAS

ALAMBRADO (1,5 dias) - 2 dias 1 Lote

$1,200.00 $1,200

.00 $110.6

0

A EQUIPOS (1,5 dias) - 2 dias 1 Lote

$2,300.00 $2,300

.00 $211.9

8

INTEGRALES ( 2 dias) - 2 dias 1 Lote

$4,000.00 $4,000

.00 $368.6

6

INGENIERIA

MANO DE OBRA - (4 dias x 2 Ing. Especialistas) 1

Lote

$3,200.00 $3,200

.00 $294.9

3 MATERIALES Y CONSUMIBLES -

30 hojas doble carta 1

Lote $660.00

$660.00 $60.83

Otros - baterias 1 Lo $330.00 $330.0 $30.41



106

rotuladora, etc. te 0

EMPAQUE - - 1 Lote $130.00

$130.00

$11.98

COSTO TOTAL EN PESOS - - - - -

$232,633.44

$21,440.87

*NOTAS: Los precios son de costo y no incluyen IVA

Agregar precio de relevadores y embarque

Tabla 2 Se muestra una cotización interna, la cual tienen como función sacar un estimado

del precio total a proponer al cliente.

COTIZACIÓN S.E. CENTRAL

CLIENTE: CFE

SISCOPROM TIPO DE CAMBIO

10.85

DESCRIPCIÓN COSTO

EN PESOS

COSTO EN

DÓLARES OBSERVACIONES

SECCIÓN 2: 1 ESQUEMA DE LÍNEA LARGA 115 KV

$232,633.44 $21,440.8

7

MANIOBRAS $0.00

EMBARQUE $0.00

PRUEBAS LAPEM $0.00

SUBTOTAL EN PESOS $232,633.4

4 -

SUBTOTAL EN DOLARES - $21,440.8

7

INDIRECTOS 20 % $46,526.69 $4,288.17

IVA $41,874.02 $3,859.36

TOTAL EN PESOS $321,034.1

5 -

TOTAL EN DOLARES - $29,588.4

0

Tabla 3. La tabla muestra la propuesta que se presenta al cliente indicando únicamente los

precios sin desglose únicamente los totales.



107

POSICION EQUIPO FUNCION DESCRIPCION

AA SEL-311L 87L Relevador de protección micrprocesado, con entradas y salidas

configurables, protocoló de comunicación DNP3, puerto

configurable a RS-232 y RS—485, alimentación en VCA ó VCD.

BB SEL-351 67/67N/79/25/50FI Relevador de protección microprocesado, con entradas y

salidas configurables, protocoló de comunicación DNP3,puerto

configurable a RS-232 y RS—485, alimentación en VCA ó VCD

CC ION8600 MEDIDOR Medidor multifunción, mediciones instantáneas, potencia (P,Q,S), frecuencia, voltaje, corriente,

armónicos, comunicación DNP3 DD REDSAD UCAD Unidad de adquisición y control de

datos, capacidad de 1024 registros automáticamente, mensajes no

solicitados. EE2 * B.P. VERDE Botón pulsador verde con contactos

normalmente abiertos, 125 VCD. EE4 EE6 EE1 * B.P. ROJO Botón pulsador rojo con contactos

normalmente abiertos, 125 VCD. EE3 EE5 EE12 * SELECTOR Selector ON/OFF, 125 VCD FA * B.P. 87L Block de pruebas ABB de corrientes,

voltajes y disparos. 18 polos 30 A. FB B.P 67,50FI HA * FUP Base porta fusibles con fusibles 3p,

10 A. Guold shamut. HB * FU1 Base porta fusibles con fusibles 2p,

10 A. Guold shamut HC FU2



108

HD FU3 HE FU4 HF FU5 HG IT * TM Interruptor termomagnetico1P. 30 A,

125 VCD, ABB. JA * 27C Relevador de auto reposición, 2


JB 27D1 JC 27D2 JD 27S JE 27PP JF 27PR JG 27M JK 27DD KA * 52CX Relevador de auto reposición, 2


KD 89-1CX KE 89-1AX KF 89-2CX KG 89-2AX KB * 52D1X Relevador arteche, disparo rápido

RF-4R 2 juegos CNC-CNA KC 52D2X GB * 89-1X Relevador arteche tipo latching para

imán, BF4. 4 juegos de contactos NC-NA

HI 89-2X GA 52X CI BLOQ 79 N.S. GE * 52D2 Relevador supervisor de bobina de

disparo, arteche VDF10 2 juegos CNC-CNA

GD 52D1 GH * 86FI Relevador de bloqueo sostenido

reposición manual Voltamp, 125VCD Tabla 4. Lista de materiales



109

1 RESORTE DESCARGADO DEL 52 2 BAJA PRESION DE SF6 DEL 52 3 BLOQUEO DE BAJA PRESION DE SF6 DEL 52 4 SELECTOR LOCAL DEL 52 5 FALLA DE CTO, VCA DEL 52 6 OPERO PROTECCION DE RESPALDO 67/67N 7 ALARMA FALLA CANAL DE TELEPROTECCION 8 OPERO 50FI 9 FALTA VCD CTO. CIERRE 10 FALTA VCD CTO. DISPARO BOBINA 1 11 FALTA VCD CTO. DISPARO BOBINA 2 12 ANORMALIDAD EN LA BOBINA DE DISPARO 1 13 ANORMALIDAD EN LA BOBINA DE DISPARO 2 14 OPERO PRTECCION 87L 15 FALTA VCD CTO. CONTROL Y SEÑALIZACION DE CUCHILLAS 16 FALTA VCD CTO. PROTECCION PRIMARIA 17 FALTA VCD CTO. PROTECCION DE RESPALDO 18 FALTA VCD CTO. MEDICION 19 FALLA CRITICA DEL RELEVADOR 87L 20 FALLA CRITICA DEL RELEVADOR 67/67N 21 MANDO MANUAL DE APERTURA DEL 52 22 MANDO MANUAL DE CIERREDEL 52 23 52 ABIERTO 24 52 CERRADO 25 89-1 ABIERTA 26 89-1 CERRADA 27 89-2 ABIERTA 28 89-2 CERRADA

Tabla 5. Alarmas típicas de un tablero PCM



110

Y1 MANDO DE CIERRE 89-1

Y2 MANDO DE APERTURA 89-1 Y3 MANDO DE CIERRE 89-2 Y4 MANDO DE APERTURA 89-2 Y5 MANDO DE BLOQUEO DE 79 Y6 MANDO DE DESBLOQUEO DE 79 Y7 MANDO DE CIERRE DE 52 Y8 MANDO DE APERTURA DE 52 Y9 Y10 Y11 Y12 Y13

Tabla 6. Mandos típicos de nivel superior para un tablero PCM

acción Amperes Voltaje Proceso Falla 1ø 6 fase C 110 fases AB Disparo tripolar por 87L,

inicio de 79, 50FI en P.R. Falla 2ø 6 fase AB 110 fase C Disparo tripolar por 87L,

inicio de 79, 50FI en P.R. Falla 3ø 6 fase ABC 0 fase ABC Disparo tripolar por 87L,

inicio de 79, 50FI en P.R. Tabla 7. Inyección de fallas relevador principal

acción Amperes Voltaje Proceso Falla 1ø 6 fase C 110 fases AB Disparo tripolar por

67/67N Disparo por

67/67N


Falla 2ø 6 fase AB 110 fase C Operación por 67/67N Disparo por

67/67N


Falla 3ø 6 fase ABC 0 fase ABC Operación por 67/67N Disparo 0 fase ABC 0 fase ABC Mando 79 tripolar



111

por 67/67N

Falla de 52 6 fase ABC 0 fase ABC Disparo por 50FI Disparo por 50FI

6 fase ABC 0 fase ABC Disparo por 86FI

Positivo en IN102

------------ ------------ Inicio de 79

Positivo en IN104

------------ ------------ Inicio de 50FI

Positivo en IN103

------------ ------------ Bloqueo de 79

Tabla 8. Inyección de fallas al relevador respaldo



112

XXI. Apéndice C Formulas:

( )∫ ++++

∆= −

tn

to

nno xxxxt

dttx 11 2...22

)(

Formula 1. Aproximación trapezoidal

( ) ( ) ( )kk

kk

tt

txtx

dt

tdx

−

−=

+

+

1

1

Formula 2. Aproximación discreta de la diferenciación.

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