PLANEACIÓN DE REDES DE DISTRIBUCIÓN
IV.9 LINEAMIENTOS, RECOMENDACIONES Y RESTRICCIONES PARA LA ELABORACIÓN DEL PROYECTO
Los sistemas de distribución aéreos, subterráneos o mixtos pueden ser utilizados para electrificar fraccionamientos, unidades habitacionales o parques industriales. En centros comerciales, las instalaciones utilizadas son de tipo subterráneas, aún cuando se deriven de un sistema aéreo.
Asimismo, en parques industriales, la mayoría de los servicios son requeridos en media tensión, por lo que la red de baja tensión es mínima, de este modo, la cantidad y capacidad de los transformadores dependerá del número de servicios solicitados, así como de su carga y demanda máxima. Este equipo de transformación es instalado por el solicitante y su mantenimiento es por cuenta de él mismo.
Instituto Politécnico Nacional ESIME ZACATENCO José Luis Gaona
107 Capacidades en amperes
Para obtener la intensidad de corriente por servicio, se deben hacer las siguientes consideraciones:
Tensión a la salida del secundario del transformador: 220/127 V Factor de potencia (fp): 0,9
Centro de carga
Con la finalidad de ubicar en forma óptima los transformadores de distribución en fraccionamientos y unidades habitacionales es necesario agrupar servicios y calcular el centro de carga correspondiente.
Para el caso de centros comerciales y parques industriales, este cálculo no será necesario ya que la ubicación de los transformadores de distribución dependerá, sobre todo, de la disponibilidad de áreas, estética, seguridad, etc...
Transformadores
Los transformadores deben ubicarse preferentemente en los centros de carga calculados, o en el lugar más cercano posible a éste, según lo permitan las condiciones y topografía del terreno, dichos lugares deben ajustarse de acuerdo a los cálculos de caídas de tensión y por ciento de regulación; desde la baja tensión de un transformador hasta el servicio más alejado de éste.
En todos los tipos de sistemas, el factor de utilización inicial (régimen inicial de carga) de los transformadores deberá quedar en el rango del 65 al 92 %.Factores de utilización iniciales fuera de este rango podrán ser autorizados por el Titular del Área que revisa o aprueba los proyectos, previo análisis técnico.
La cantidad y capacidad de los transformadores estará en función de la carga requerida por el solicitante y se obtiene considerando la demanda máxima coincidente de todo el sistema o bien de cada parte del mismo en que sean agrupados los servicios.
La demanda máxima coincidente para servicios de vivienda en fraccionamientos y unidades habitacionales, se obtiene multiplicando la carga instalada por los factores de demanda y coincidencia respectivos (Tabla IV.2)
Instituto Politécnico Nacional ESIME ZACATENCO José Luis Gaona
108 Tabla IV.2
Para el caso de centros comerciales y parques industriales, el factor de demanda lo fijará el solicitante de acuerdo con sus necesidades y tipo de servicio requerido, éste no podrá ser inferior a 0,60.
Para las cargas de departamentos, casas o lotes para vivienda, el factor de coincidencia, depende del número de usuarios como se indica en la tabla IV.3. Estos factores se utilizan para calcular la capacidad de los transformadores, calibres de conductores y cálculos de regulación. Solo se podrán aplicar a cargas residenciales, no aplica para centros comerciales o parques industriales, ya que en estos casos se considera que sus demandas máximas coinciden en tiempo y su factor de coincidencia es de 1,0.
Instituto Politécnico Nacional ESIME ZACATENCO José Luis Gaona
109 Tabla IV.3
Para redes subterráneas de distribución
Para fraccionamientos y unidades habitacionales preferentemente, los tipos de transformadores a utilizar son:
• Transformadores DRS pedestal
• Transformadores DCS pozo
• Transformadores DRS pozo
Para centros comerciales y parques industriales preferentemente, los tipos de transformadores a utilizar para los servicios en baja tensión son:
Instituto Politécnico Nacional ESIME ZACATENCO José Luis Gaona
110 Ubicación
Fraccionamientos y unidades habitacionales
En este caso, la ubicación de los transformadores debe hacerse considerando lo siguiente:
• Debe tener fácil acceso y estar libre de obstáculos, para que su instalación, operación y mantenimiento se realice sin dificultades, previendo situaciones futuras como lugares bajos sujetos a inundaciones o riesgos de incendio.
• Para evitar daños a los equipos será necesario colocar protecciones adecuadas.
• La instalación de transformadores tipo pedestal será en áreas verdes, de donación o en camellones, sin obstruir el paso libre de peatones.
• Los transformadores tipo pozo se instalarán en aceras (banquetas) anchas y en camellones.
• Se debe contar con una área que permita el mantenimiento y operación de los transformadores, siendo como mínimo de 3 m al frente y 1 m en la periferia.
Centros comerciales y parques industriales
Tanto los transformadores, como los equipos de seccionamiento necesarios, deben ubicarse en locales adecuados para su instalación y cumplir con las condiciones mínimas de seguridad y operación marcadas por las normas técnicas de la compañía suministradora. Cuando el tipo de centro comercial lo permita o por necesidades específicas en un parque industrial, se podrán instalar transformadores tipo pedestal o pozo, tomando en cuenta las normas técnicas de la compañía suministradora.
Restricciones
Debe tomarse en cuenta que por seguridad y de acuerdo a las normas técnicas de la compañía suministradora, no deben instalarse transformadores en:
• Estacionamientos
• Aceras (banquetas) angostas
• Salidas de vehículos,
Instituto Politécnico Nacional ESIME ZACATENCO José Luis Gaona
111 IV.10 CANTIDAD Y CAPACIDAD DE TRANSFORMADORES
Fraccionamientos y unidades habitacionales
La cantidad y la capacidad de los transformadores seleccionados en el proyecto dependerá de los valores de la demanda máxima coincidente del mismo, debiendo seleccionar transformadores trifásicos DRS pedestal de 75, 112,5, 150, 225 ó 300
kVA, DRS pozo de 75, 112,5, 150 ó 225 kVA o DCS pozo de 300 ó 500 kVA.
Preferentemente deben seleccionarse las capacidades más pequeñas, con el fin de reducir la longitud de conductor instalado en baja tensión, logrando una mayor confiabilidad al tener menores áreas interrumpidas en caso de fallas.
Centros comerciales y/o parques industriales
La cantidad y capacidad de los transformadores seleccionados en centros comerciales y parques industriales dependerá de la demanda máxima requerida por el solicitante. En este caso, la red de baja tensión es de longitud corta, ya que los equipos de medición se instalan en locales adyacentes a la subestación.
Para redes aéreas de distribución
Las instalaciones aéreas deben cumplir los requisitos indicados en la NOM 001
SEDE. En caso de aceras (banquetas) reducidas donde no sea posible cumplir dichos lineamientos, la electrificación debe hacerse subterránea. Los transformadores utilizados son trifásicos tipo poste.
Ubicación
La ubicación e instalación de transformadores debe hacerse preferentemente en la colindancia entre predios y en el punto más cercano al centro de carga.
Los transformadores serán tipo poste y se instalarán a la intemperie sobre plataformas, en postes de concreto o acero, conectados a la línea de 23 000 V.
Para evitar daños a los equipos cuando sea necesario se deben colocar las protecciones adecuadas.
Instituto Politécnico Nacional ESIME ZACATENCO José Luis Gaona
112 Restricciones
Por razones de seguridad y para un mejor mantenimiento de las instalaciones y equipos, no deben instalarse transformadores en los lugares siguientes:
• Esquinas de calle.
• Entradas, salidas y pasos de vehículos en general.
• En puntos donde se localicen deflexiones o cambios en la dirección de la trayectoria de las líneas de media y baja tensión
• En azoteas de edificaciones. Parques industriales
Son pocos los casos en que se instalan transformadores para servicios en baja tensión y la ubicación, cantidad y capacidad de los mismos depende de la demanda máxima y localización de las cargas por alimentar. Estos casos deben considerarse como cargas puntuales.
Red de media tensión
Sí se proyecta un sistema subterráneo, la red podrá tener un solo punto de conexión, cuando se instalen hasta 3 transformadores en fraccionamientos o unidades habitacionales o bien cuando se trate de un centro comercial o parque industrial con una demanda de hasta 1 500 kW.
La red se realizará con 2 puntos de conexión, configurando una red en anillo para operación radial, para fraccionamientos o unidades habitacionales con 4 o más transformadores y centros comerciales o parques industriales con demandas mayores a 1 500 kW y hasta por un total de 3 500 kW.
Para centros comerciales o parques industriales de más de 3 500 kW de demanda consultar con la compañía suministradora, acerca de la estructura más idónea para el adecuado funcionamiento de la red de distribución proyectada.
Una red en anillo, en condiciones de operación normal, estará abierta aproximadamente al centro de la carga o en el punto dispuesto por el “Centro de Operación Redes de Distribución”. Desde el punto de vista operativo es recomendable que un anillo no tenga más de 10 transformadores, por lo tanto, en el caso de proyectos que superen esta situación se recomienda hacer varios anillos.
Instituto Politécnico Nacional ESIME ZACATENCO José Luis Gaona
113 El tipo de alimentadores de media tensión se deben diseñar de acuerdo a las necesidades de la carga y niveles de confiabilidad. Se utilizan conductores de aluminio en los sistemas aéreos y conductores de cobre en subterráneos.
Los circuitos que constituyen el proyecto de media tensión, deben ser 3F-3H. La caída de tensión máxima en éstos no debe exceder del 1% en condiciones normales de operación. Subterránea
Los cables utilizados en las redes subterráneas son de cobre con aislamiento de polietileno de cadena cruzada (XLP) y con nivel de aislamiento del 133%.
El área de la sección transversal del conductor de cobre se determina considerando la intensidad de corriente y la regulación y caída de tensión permitidas.
Los conductores deben ser alojados en ductos de PVC, ahogados en concreto, debiendo instalar una fase por ducto y dejar un ducto libre de reserva por circuito.
Los cables deben proyectarse para ser instalados desde el poste de transición al transformador o de transformador a transformador, sin el uso de empalmes intermedios. En caso de requerirse algún empalme, éstos se alojarán en pozos que serán colados en sitio, En todos los pozos, registros, equipos y acometidas se debe dejar un excedente de cable por fase de longitud mínima igual al perímetro del registro o pozo respectivo (cocas).
En todos los pozos de visita, registros y junto a cada equipo o accesorio, debe instalarse en cada fase de los circuitos subterráneos de media tensión, una placa de aluminio para su identificación, las cuales deberán ser instaladas por personal de la compañía suministradora. Deben instalarse indicadores de corriente de falla, uno en cada fase, su carátula se ubicará en un lugar visible, en la entrada de alimentación de cada equipo de seccionamiento o transformador, para sensar las condiciones de operación de los cables, debiendo ser de restablecimiento automático.
Con el objeto de tener mayor flexibilidad, debe contarse con un medio de seccionamiento en todos los transformadores y derivaciones del anillo.
La trayectoria de los circuitos será preferentemente a lo largo de aceras (banquetas) o zonas verdes en la vía pública (en fraccionamientos). Cuando esto no sea posible se deberá, acreditar los permisos legales del uso de derecho de vía de dichas trayectorias, de acuerdo con los reglamentos de construcción vigentes. Debe instalarse soportes para cables en cada registro o pozo, según normas
En los cruces de calles y avenidas se deben prever 4 ductos de reserva, dejándolos taponeados y con su guía respectiva para usos futuros.
Para centros comerciales o instalaciones en edificios los ductos y registros podrán instalarse suspendidos en los techos de sótanos. Estos casos deberán consultarse con la compañía suministradora.
Instituto Politécnico Nacional ESIME ZACATENCO José Luis Gaona
114 En redes en anillo, será necesario instalar equipo de seccionamiento de operación con carga, gabinete M 23 I o E, o similar, según normas técnicas de la compañía suministradora.
Aérea
Las redes de media y baja tensión deben instalarse preferentemente en las aceras (banquetas) sur y oriente de las vialidades.
Cuando la red de media tensión tiene una configuración radial o en anillo, en condiciones de operación normal el anillo debe estar abierto aproximadamente al centro de la carga, aunque para este tipo de instalación con un mayor nivel de confiabilidad se pueden automatizar los ramales del anillo, interconectándolos con interruptores automáticos, que coordinados con seccionalizadores en las derivaciones pueden reducir el tiempo de interrupción por falla en alguna de las fuentes de alimentación. Estos casos deberán ser previamente consultados con la compañía suministradora.
Las estructuras de soporte del circuito primario, serán montadas en postes.
Los aisladores que soportan el circuito primario, deben ser de clase A56-3 para tipo alfiler y S52-5 para tipo suspensión.
La trayectoria de los circuitos troncales y ramales deben estar en la vía pública, sobre aceras (banquetas) y áreas verdes, librando obstáculos, evitando la obstrucción de zonas peatonales y conflictos ecológicos sustanciales, observando las distancias horizontales normalizadas a fachadas y edificios. Cuando la necesidad obligue a instalarse en áreas privadas, se acreditará legalmente el uso de derecho de vía ante Notaría Pública o autoridades administradoras del uso legal de la tierra, cuando así corresponda.
Se debe evitar la instalación de empalmes con conectadores tubulares en las líneas de media tensión.
No se permite el cruzamiento diagonal de las líneas de media tensión sobre el trazo de las calles. Los cambios de trayectoria de las líneas de media tensión en las esquinas formadas por calles o avenidas, invariablemente se realizarán mediante el empleo de 2 postes (pancoupé).La distancia interpostal normal será de 40 m y hasta un máximo de 50 m ; los postes se ubicarán en los límites o colindancias de los predios.
En los remates de las líneas de media tensión y en los cambios de dirección deben usarse retenidas con poste de concreto, a fin de compensar los esfuerzos mecánicos de las líneas.Se recomienda que cada ramal radial no tenga más de 10 transformadores y su derivación sea a través de un cortacircuitos fusible. En caso de superar esta condición, se instalarán medios de seccionamiento suficientes para una mayor flexibilidad y una buena operación.
Instituto Politécnico Nacional ESIME ZACATENCO José Luis Gaona
115 Red de baja tensión
Para el cálculo de alimentadores secundarios de distribución de energía eléctrica debe tomarse en cuenta lo siguiente:
• La regulación máxima permisible es del 3% y los cálculos deben incluirse en la memoria técnica descriptiva.
• Los alimentadores son radiales.
• La tensión nominal entre fases, a la salida de la baja tensión es de 220 V.
• Todas las cargas de servicios domésticos tienen igual factor de potencia.
• Todas las fases del alimentador deben estar balanceadas.
• Las acometidas para los circuitos de alumbrado público, se conectan a los circuitos de baja tensión, protegidas con un interruptor termomagnético.
• Los conductores que forman la red de baja tensión son monofásicos, con el neutro de sección reducida de acuerdo con las normas técnicas .
• Para el caso de fraccionamientos, las demandas máximas individuales de viviendas no ocurren simultáneamente, por lo tanto hay necesidad de aplicar los factores de coincidencia correspondientes para obtener la demanda máxima coincidente.
Generalmente este tipo de sistema en baja tensión no es utilizado en centros comerciales o parques industriales.
Subterránea
Los conductores subterráneos deben ser de cobre con aislamiento de polietileno de cadena cruzada XLP para 600 V según normas técnicas de la compañía suministradora e instalarse en ductos.
Los conductores utilizados serán los siguientes:
Cable BTC 1 x 15 Exclusivamente en acometidas y neutro.
Cable BTC 1 x 35 Para cable troncal (en fraccionamientos y unidades habitacionales), acometidas y neutro.
Cable BTC 1 x 70 Para cable troncal (en fraccionamientos y unidades habitacionales), acometidas y neutro.
Cable BTC 1 x 150 Para cable troncal y acometidas.
Cable BTC 1 x 250 Conexión de la baja tensión de transformadores al bus de derivación (en centros comerciales)
Instituto Politécnico Nacional ESIME ZACATENCO José Luis Gaona
116 En todos los pozos de visita, registros y junto a cada equipo de medición, debe instalarse en cada fase de los circuitos subterráneos de baja tensión, una placa de aluminio para su identificación.
Los circuitos de baja tensión tienen una configuración radial con protección, mediante fusibles de cartucho renovable (CR)
La trayectoria de los circuitos será a lo largo de aceras (banquetas) o camellones.
Deben instalarse en ductos de PVC ahogados en concreto, colocando un circuito por ducto y dejando un ducto de reserva
Preferentemente la longitud de los circuitos de baja tensión no excederá los 180 m y de una sola pieza, en caso de requerirse empalmes éstos se alojarán en registros y serán del tipo recto con conectador a comprensión y manga termocontráctil.
Las acometidas domiciliarias se derivan de un registro en banqueta y ductos de
PVC, que llegan al equipo de medición en un murete, en cual se ubicará en el límite del predio. El cable de acometida debe ser como mínimo BTC 1 x 15 y la distancia entre registro y equipo de medición no debe ser mayor a 5 m.
El cable del neutro deberá conectarse en el último registro, en el remate de cada circuito, a la varilla de tierra.
En todos los registros se dejará un excedente de cable de una longitud igual al perímetro de los mismos (cocas).
Centros comerciales y parques industriales
Los circuitos de baja tensión tienen una configuración radial con protección, mediante fusibles de cartucho renovable (CR) y el número de circuitos es variable, dependiendo de la capacidad del transformador de distribución instalado y el número de servicios.
Para este tipo de desarrollos, la red de baja tensión será lo más corta posible, instalando para ello, en un local cercano a la subestación, los equipos de medición necesarios y adecuados para los servicios. En este caso, los circuitos de baja tensión serán de calibre uniforme.
En centros comerciales los cables se podrán instalar en trincheras, desde el local del transformador de distribución hasta la concentración de medidores, en local adyacente. En centros comerciales podrán instalarse los circuitos de B.T. en charolas
Instituto Politécnico Nacional ESIME ZACATENCO José Luis Gaona
117 Aérea
Las estructuras de soporte de los circuitos secundarios, serán montadas en postes de acuerdo a las normas técnicas de la compañía suministradora.
Por transformador sólo deben salir 2 circuitos de baja tensión y se instalarán preferentemente sin empalmes.
La longitud, al punto más lejano, de los circuitos de baja tensión será de acuerdo con la tabla IV.4.
Tabla IV.4
La distancia interpostal normal será de 40 m y hasta un máximo de 50 m, los postes deben ubicarse en los límites o colindancias de los predios.
Se debe tener un sistema de baja tensión efectivamente aterrizado, por lo que se conectará a tierra el tanque del transformador y el neutro en los puntos terminales.
El neutro en estructuras de remate del circuito de baja tensión, debe aterrizarse a un electrodo de puesta a tierra, cuyo valor de resistencia no exceda los 10 Ω
Con el fin de evitar el robo del conductor de puesta a tierra, éste quedará alojado en la parte interna del poste.
Instituto Politécnico Nacional ESIME ZACATENCO José Luis Gaona
118 IV.11 SISTEMA PARA RED AÉREA COMPACTA EN 23 KV, CON CUBIERTA
DE XLP EN CONDUCTORES