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SECCIÓN 260573 - ESTUDIO DE COORDINACION DE PROTECCIONES
PARTE 1 - GENERAL
1.1
DOCUMENTOS RELACIONADOS
A.
1.2
Los planos y disposiciones generales del contrato, incluidas las condiciones generales y complementarias, asi como
la sección de las especificaciones de la division 01 que se aplican a esta Sección.
RESUMEN
A.
La sección incluye estudios por computadora de coordinación de protecciones para determinar los dispositivos y sus
ajustes para la operación selectiva
1.
1.3
Los resultados del estudio se utilizarán para determinar la coordinación de los dispositivos.
DEFINICIONES
A.
Diagrama unifilar: Un diagrama que muestra, por medio de líneas simples y símbolos gráficos, el curso de un circuito
eléctrico o sistema de circuitos y los dispositivos o componentes utilizadas en él.
B.
Dispositivo de protección: Un dispositivo que detecta cuando un flujo anormal de corriente existe y luego retira la
porción afectada del sistema.
C.
SCCR: capacidad de la corriente de cortocircuito.
D.
Servicio: Los conductores y el equipo para suministrar energía eléctrica a partir de la red de servicio al cableado de
las instalaciones que reciben el servicio.
1.4
CONTENIDO DE SUBMITTALS
A.
Datos de productos: Para el software de computo utilizado para los estudios.
B.
Otros documentos: Presentar lo siguiente después de la aprobación de los submittals de los dispositivos de protección
del sistema. Los documentos pueden ser en forma digital.
1.
Datos de entrada del estudio de coordinación, que incluyen hojas de datos de entrada completas del software.
2.
Informes de evaluación del estudio y el equipo.
3.
Informe del estudio de coordinación protecciones; firmado, fechado y sellado por un ingeniero profesional
calificado.
a.
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Presentar el informe del estudio antes de recibir la aprobación final de los documentos de los equipos
de distribución. Si la conclusion formal de los estudios causará demora en la fabricación del equipo,
obtener la aprobación del Arquitecto para la presentación preliminar de datos suficientes del estudio a
fin de asegurar que la selección de dispositivos y características asociadas sea satisfactoria.
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1.5
SUBMITTALS FINALES
A.
Datos de acreditación: Para el especialista en el estudio de coordinación o el fabricante de equipos de distribución
que realizan el estudio de coordinación de protección.
B.
Certificados de productos: Para el software del estudio de coordinación de protecciones, que certifique el
cumplimiento del IEEE 399.
1.6
SUBMITTALS FINALES
A.
Datos de operación y mantenimiento: Para los dispositivos de protección contra sobrecorriente incluir os manuales
de emergencia, operación y mantenimiento.
1.
Además de los elementos especificados en la sección 017823 "Datos de operación y mantenimiento", incluir lo
siguiente:
a.
b.
1.7
Las siguientes partes del informe del estudio de coordinación de protecciones:
1)
Diagrama unifilar.
2)
Estudio de coordinación de protecciones.
3)
Curvas de coordinación tiempo-corriente.
Datos del sistema de energía eléctrica
NORMAS DE REFERENCIA
A.
1.8
Todo el trabajo se basará en el Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal, 2004, y en las Normas
Oficiales Mexicanas (NOM) obligatorias mencionadas en este documento, así como en las Normas Internacionales
enumeradas explícitamente en esta especificación. Si el contratista desea no utilizar cualquiera de las Normas
Internacionales estipuladas en este documento, primero deberán presentar la documentación correspondiente al
ingeniero para demostrar que las Normas Locales (NOM) que seguirán son más estrictas que los estándares
internacionales.
ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD
A.
Los estudios deberán utilizar programas informáticos que se distribuyan a nivel nacional y de uso generalizado. Los
algoritmos del software deberán cumplir con los requisitos de las normas y guías especificadas en esta sección. Los
cálculos manuales son inaceptables.
B.
Certificados del desarrollador del Software para el estudio de coordinación: Una entidad que posee y comercializa
software informático utilizado para los estudios, que haya realizado estudios exitosos de magnitud similar en los
sistemas de distribución eléctrica con dispositivos similares.
1.
El programa informático se desarrollará a cargo de un ingeniero calificado que posea la certificación profesional
de desarrollo de Software de la IEEE Computer Society.
C.
Certificados del especialista del estudio de coordinación: Ingeniero calificado encargado de realizar el estudio y la
documentación de recomendaciones, autorizado en el estado donde se ubica el proyecto. Todos los elementos del
estudio deben realizarse bajo la supervisión y el control de este ingeniero calificado.
D.
Certificados de la agencia que ajusta el campo: Una agencia independiente, con la experiencia y capacidad para
ajustar los dispositivos de sobrecorriente y realizar la prueba indicada, que sea una empresa miembro de la
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Asociación internacional de pruebas eléctricas o un laboratorio de pruebas reconocido a nivel nacional (NRTL) o
aceptable para las autoridades competente.
PARTE 2 - PRODUCTOS
2.1
SOFTWARE
A.
Desarrolladores de software:
1.
CGI CYME
2.
EDSA Micro Corporation
3.
ESA Inc.
4.
SKM Systems Analysis
B.
Debe cumplir con las disposiciones de IEEE 242 y 399.
C.
Las características analíticas del software del estudio de coordinación de protecciones deben tener la capacidad para
calcular características como "obligatorio", "muy deseable" y "deseable", como se indica en IEEE 399.
D.
El software deberá ser capaz de trazar esquemas y diagramas de las curvas características de tiempo-corriente como
parte de sus datos de salida. El software informará sobre los ajustes de dispositivos y las capacidades nominales de
todos los dispositivos de protección contra sobrecorriente y deberá demostrar coordinación selectiva mediante
diagramas de coordinación tiempo-corriente generados por computadora.
1.
2.2
Características opcionales:
a.
Fallas de arco.
b.
Fallas simultáneas.
c.
Secuencia negativa explícita.
d.
Acoplamiento mutuo en secuencia cero.
CONTENIDO DEL INFORME DEL ESTUDIO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES
A.
Resumen ejecutivo.
B.
Descripciones, objetivo, base y alcance del estudio. Incluyen las descripciones de casos, la definición de términos y
la guía para la interpretación de la impresión generada por la computadora.
C.
Diagrama unifilar que muestra lo siguiente:
1.
Nombres de los dispositivos de protección y capacidades en amperes.
2.
Tamaños y longitudes de cables.
3.
Transformador kilovolts-amperes (kVA) y voltaje.
4.
Nombres de motores y el generador, así como sus capacidades nominales en kVA.
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5.
Nombres del equipo de distribución, el tablero de distribución, centros de control de motores y el tablero de
control.
D.
Datos de entrada del estudio: Como se describe en el artículo "Datos del sistema de potencia".
E.
Resultado del estudio de cortocircuito Como se indica en el párrafo "Resultado del estudio de corto circuito" en el
artículo "Contenido del informe del estudio de cortocircuito" en la sección 260572 "Estudio de cortocircuito."
F.
Estudio de coordinación de protecciones:
1.
En el informe se recomiendan los ajustes de los dispositivos de protección, listos para aplicarse en el campo.
Utilizar las hojas de datos del fabricante para el registro de los ajustes recomendados para dispositivos de
protección contra sobrecorriente cuando estén disponibles.
a.
b.
c.
G.
Relés de fase y tierra:
1)
Etiqueta del dispositivo.
2)
Valor nominal y tap del transformador de corriente del relé, tiempo y pickup instantáneo
3)
Recomendaciones para la mejora de los de relés, si aplica.
interruptores:
1)
Pickup y retardos ajustables (tiempo largo, tiempo corto, de tierra).
2)
Característica ajustable tiempo-corriente
3)
Pickup instantaneo ajustable.
4)
Recomendaciones para la mejora de los sistemas de disparo, si aplica.
Fusibles: Mostrar la capacidad nominal de corriente, la tensión y la clase.
Curvas de coordinación tiempo-corriente. Determinar la configuración de dispositivos de protección contra
sobrecorriente para lograr la coordinación selectiva. Ilustrar gráficamente que existe la separación adecuada de
tiempo entre los dispositivos instalados en serie, incluidos los dispositivos aguas arriba de la compañía
suministradora. Preparar juegos separados de curvas para los sistemas de conmutación y para los esquemas de
emergencia donde la fuente de energía es la generación local. Mostrar la siguiente información:
1.
Etiqueta y nombre del dispositivo, diagrama unifilar con la leyenda que identifica la porción del sistema que
cubre.
2.
Terminar las curvas características del dispositivo en un punto que refleje corriente de falla simétrica o
asimétrica máxima a la que el dispositivo está expuesto.
3.
Identificar el dispositivo asociado a cada curva por tipo de fabricante, función y, si corresponde, derivación,
retardo de tiempo y configuraciones instantáneas recomendadas.
4.
Trazar las siguientes curvas características mencionadas, según corresponda:
a.
Dispositivo de protección contra sobrecorriente de la compañía suministradora.
b.
Relés de sobrecorriente de los equipos de media tensión.
c.
Fusibles de media y baja tensión incluyendo la fundición mínima, limpieza total, tolerancia y bandas de
daños del fabricante.
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d.
Disparo de los interruptores para equipos de baja tension, que incluyen las bandas de tolerancia del
fabricante.
e.
Corriente a plena carga del transformador, corriente de magnetizacion Inrush, y curvas de protección
contra falla según el ANSI.
f.
Curvas de daño de cables y conductores.
g.
Dispositivos de protección de falla a tierra.
h.
Características de arranque del motor y puntos de daño del motor.
i.
Curva de reducción de corto circuito del generador y puntos de daño .
j.
El interruptor mayor del alimentador en cada centro de control de motor y tablero.
5.
El sistema de calificación de la serie en el equipo permite la aplicación de dos dispositivos de interrupción de
series para una condición en la que la corriente de falla disponible es mayor que la capacidad nominal de
interrupción de los equipos de corriente descendente. Ambos dispositivos participan en la interrupción de la
falla y la selectividad se sacrifica en niveles de falla altos. Mantener la selectividad las corrientes de activación
causadas por sobrecargas.
6.
Proporcionar márgenes de tiempo adecuados entre las características del dispositivo de modo que se logre la
operación selectiva.
7.
Comentarios y recomendaciones para mejoras en el sistema.
PARTE 3 - EJECUCIÓN
3.1
PRUEBA
A.
Examinar los documentos entregados de la coordinación de protecciones del proyecto para el cumplimiento de los
requerimientos de coordinación del sistema de distribución eléctrica y otras condiciones que afectan el rendimiento.
Los dispositivos que se coordinarán están indicados en los planos.
1.
3.2
Continúe con el estudio de coordinación únicamente después de haber reunido los documentos relevantes de
los equipos. No pueden utilizarse protecciones que no hayan sido emitidas y aprobadas antes de la realización
del estudio de coordinación de protecciones.
ESTUDIO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES
A.
Se debe cumplir con las disposiciones de IEEE 242 para el cálculo de las corrientes de cortocircuito y la determinación
de intervalos de tiempo de coordinación.
B.
Se debe cumplir con las disposiciones de IEEE 399 para procedimientos de estudio generales.
C.
El estudio deberá basarse en las características del dispositivo que proporciona el fabricante.
D.
El estudio del sistema eléctrico deberá ser para los sistemas normal y de emergencia.
E.
Comenzar el análisis en el punto de servicio, extendiendo hasta los dispositivos de protección contra sobrecorriente
del sistema como sigue:
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1.
A las barras de energía normal de baja tensión donde la corriente de falla sea de 10 kA o menos.
2.
Excluir el equipo de 220-V CA o menos cuando esté proporcionada por un solo transformador con capacidad
de menos de 15 kVA.
F.
El estudio de distribución eléctrica debe ser de fuentes de alimentación eléctrica normales y alternas en todo sistema
de distribución eléctrica para el proyecto El estudio debe incluir todos los casos de configuraciones de conmutación
del sistema y operaciones alternas que pueden resultar en condiciones de falla máxima.
G.
Dispositivos de protección contra sobrecorriente primaria del transformador:
1.
2.
H.
El dispositivo no operará en respuesta a lo siguiente:
a.
Corriente de magnetización cuando se energiza por primera vez.
b.
Corriente a plena carga con enfriamiento automático o corriente a plena carga con enfriamiento forzado
por aire lo que se especifique para ese transformador.
c.
Sobrecargas del transformador admisibles según las disposiciones de IEEE C57.96 si es necesario por
carga inusual o condiciones de emergencia.
La configuración del dispositivo deberá proteger a los transformadores según las disposiciones de
IEEE C57.12.00, para corrientes de falla.
Protección del motor:
1.
Seleccionar protecciones para motores de tensión baja según las disposiciones de IEEE 242 y NFPA 70.
2.
Seleccionar la protección para motores alimentados a tensiones de más de 600 V según las disposiciones de
IEEE 620.
I.
Protección del conductor: Proteger los cables contra daños de las corrientes de falla según ICEA P-32-382, ICEA P45-482 y las recomendaciones de protección en la IEEE 242. Demostrar que el equipo soporta la corriente máxima
de cortocircuito por un tiempo equivalente al tiempo de disparo de la protección del relé primario o del tiempo de
interrupción total del fusible. Para determinar las temperaturas que dañen el aislamiento, utilizar curvas de los
fabricantes de cable o de los estándares que se mencionan indicando el tamaño del conductor y la corriente de
cortocircuito.
J.
Protección de generador: Seleccionar la protección según las recomendaciones escritas del fabricante y las
disposiciones de IEEE 242.
K.
Los cálculos incluirán la reducción de la corriente de falla de AC de los motores de inducción, motores sincrónicos y
generadores asincrónicos y aplicará a los sistemas de CA trifásica de media y baja tension. Los cálculos también
deberán explicar la reducción de DC de la corriente de falla, para cumplir con los requerimientos asimétricos de los
equipos de interrupción.
1.
L.
Para sistemas de puesta a tierra, proporcionar un estudio de corriente de falla de línea a tierra franca por zonas
según lo definido para el estudio de cortocircuito trifásico franco.
Calcular las corrientes ce corto circuito momentáneo y las capacidades interruptivas para una falla trifásica franca y
una falla de línea a tierra simple en cada uno de los siguientes:
1.
Punto de final de suministro de la compañía suministradora.
2.
Tableros autosoportados.
3.
Terminales de las subestaciones primarias y secundarias.
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M.
3.3
4.
Tableros autosoportados de baja tensión
5.
Centros de control de motores.
6.
Generadores en standby e interruptores de transferencia automática.
7.
Tableros de circuitos derivados
Evaluación del dispositivo de protección:
1.
Evaluar los equipos y dispositivos de protección y comparar con la capacidad nominal de cortocircuito.
2.
Adecuación de tableros autosoportados, los centros de control de motores y barras de tableros para soportar
esfuerzos de cortocircuito.
3.
Cualquier aplicación de dispositivos debe ser certificada nuevamente, cumpliendo con los requisitos de
NFPA 70 y la NOM-001-SEDE-2012.
ESTUDIO DE CAÍDA DE TENSIÓN Y FLUJO DE CARGA
A.
3.4
Realizar un estudio de flujo de carga y caída de tensión para determinar el perfil de carga de estado estacionario del
sistema. Analizar el desempeño del sistema de energía eléctrica dos veces, como se indica a continuación:
1.
Determinar el flujo de carga y la caída de tensión con base en las corrientes plena carga obtenidas en el artículo
"Datos del sistema de energía eléctrica".
2.
Determinar el flujo de carga y la caída de tensión con base en 80 por ciento de la capacidad diseñada de las
barras carga.
3.
Preparar el análisis del flujo de carga y de caída de tensión e informar para mostrar los componentes de sistema
de energía eléctrica que están sobrecargados, o podrían sobrecargarse; mostrar las tensiones en barras que
sean menores a las establecidas de acuerdo con NFPA 70 y la NOM-001-SEDE-2012.
ESTUDIO DE ARRANQUE DE MOTOR
A.
Realizar un estudio de arranque de motor para analizar el efecto transitorio del perfil de tensión del sistema durante
el arranque del motor. Calcular los perfiles de tensión de arranque de motores importantes y analizar los efectos del
motor a partir de la estabilidad del sistema eléctrico.
B.
Preparar el informe del estudio de arranque de motores motor, observando el parpadeo de la luz para los límites
propuestos por las disposiciones de IEEE 141 y caídas de tensión para no afectar el funcionamiento de otros equipos
de utilización en el sistema que alimenta al motor.
3.5
DATOS DEL SISTEMA DE ENERGÍA ELÉCTRICA
A.
Obtener todos los datos necesarios para la realización del estudio de coordinación de protecciones.
1.
Verificar los datos completos suministrados en el diagrama unifilar en los planos. Hacer notar al arquitecto
cualquier discrepancia.
2.
Para el equipo nuevo, usar las características presentadas en los submittals y submittals informativos para este
proyecto.
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3.
B.
Para el equipo existente, ya sea que se haya reubicado o no, obtener los datos del sistema de distribución
eléctrica requeridos mediante levantamientos en campo, realizados por técnicos e ingenieros calificados. Los
certificados de los técnicos e ingenieros deben ser aptos según como se define en NFPA 70E.
Reunir y tabular los siguientes datos de entrada para sustentar el estudio de coordinación. La siguiente lista es una
guía. Cumplir con las recomendaciones de IEEE 551 en cuanto a la minuciosidad que se debe adquirir en campo. La
recopilación de datos de campo estará bajo la supervisión y control directo del ingeniero encargado de realizar el
estudio.
1.
Datos del producto para dispositivos de protección contra sobrecorriente especificados en otras secciones e
involucrados en estudios de coordinación de protecciones. Usar etiquetas de designación para el equipo que
coincidan con los diagramas de sistemas de distribución eléctrica, los documentos de dispositivos de protección
contra sobrecorriente, los datos de entrada y salida y los ajustes recomendados para los dispositivos .
2.
Impedancia de en el punto de acometida por parte de la compañía suministradora.
3.
Fuentes de alimentación y enlaces.
4.
Corriente de cortocircuito en cada barra del sistema, trifásico y de línea a tierra.
5.
Corriente a plena carga de todas las cargas.
6.
Nivel de tensión en cada barra.
7.
Para los transformadores, incluir kVA, tensiones primarias y secundarias, tipo de conexión, impedancia,
relación X/R, derivaciones medidas en por ciento y desfase.
8.
Para reactores, proporcionar nombre del fabricante y modelo, tensión límite e impedancia.
9.
Para los interruptores y fusibles, proporcionar nombre del fabricante y el modelo. Mencionar el tipo de
interruptor, tipo de disparo y rango de ajustes disponible, capacidad nominal interruptiva de corto circuito y los
ajustes del interruptor.
10.
Datos de contribución de corriente del cortocircuito del generador, incluyendo la reactancia del cortocircuito,
kVA nominales, tensión nominal y relación X/R.
11.
Para los relés, proporcionar el nombre del fabricante y del modelo, los cocientes del transformador de corriente,
los cocientes del transformador de potencial y ajustes del relé.
12.
Demanda máxima de medidores de servicio.
13.
Nombre del fabricante y modelo de electroducto, capacidad nominal de corriente, impedancia, longitudes y
material del conductor.
14.
Caballos de fuerza del motor y letra de código según NEMA MG 1.
15.
Tamaños, longitud, número, material del conductor y material de tuberías (magnéticas o no magnéticas) de los
cables de tensión baja.
16.
Tamaños, longitudes, material del conductor y construcción , así como los parámetros de rendimiento del
recubrimiento metálico de los cables de media tensión.
17.
Hojas de datos para completar el diagrama del sistema de distribución eléctrica, referencias cruzadas con
números de etiquetas en el diagrama, que muestren lo siguiente:
a.
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Consideraciones de carga especiales, que incluyen corrientes de irrupción de arranque así como
arranques y paros frecuentes.
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3.6
b.
Características del transformador, como el dispositivo de protección principal, la corriente de
magnetización y la capacidad de sobrecarga.
c.
Corriente a plena carga del motor, corriente de rotor bloqueado, factor de servicio, tiempo de arranque,
tipo de arranque y curva de daño térmico.
d.
Curva de daño térmico del generador.
e.
Capacidades nominales, tipos y configuración de dispositivos de protección contra sobrecorriente de la
compañía para los servicios generales.
f.
Ajustes especiales de los dispositivos de protección contra sobrecorriente o tipos establecidos por la
compañía suministradora.
g.
Curvas tiempo-corriente-característica de los dispositivos que se indica que deben coordinarse.
h.
Fabricante, valor de marco, capacidad nominal de interrupción en amperes rms simétricos, amperes o
capacidad nominal del sensor de corriente, rango de ajuste de tiempo largo, rango de ajuste de tiempo
corto y rango de ajuste instantáneo para los interruptores.
i.
Fabricante y tipo, rango de ajuste de derivación, rango de ajuste de retardo, rango de ajuste de n
instantánea y relación del transformador de corriente para los relés de sobrecorriente.
j.
Tableros, tableros de distribución autosoportados, capacidades de amperaje del centro de control del
motor y capacidad nominal de corriente de corto circuito simétrico en amperes rms.
k.
Identificar los dispositivos de interrupción para una condición en la que la corriente de falla disponible
es mayor que la capacidad nominal de interrupción de los equipos de corriente aguas abajo. Obtener
detalles de los datos del dispositivo para permitir la verificación de estos dispositivos cumple con los
requerimientos de la NFPA 70 y de la UL 489.
AJUSTE DE CAMPO
A.
Ajuste el relé y la configuración de los dispositivos de protección según los ajustes recomendados proporcionados
por el estudio de coordinación. La división de servicios de ingeniería del fabricante completará los ajustes de campo,
Prueba de arranque y aceptación según la porción de contrato.
B.
Realizar modificaciones mínimas al equipo según sea necesario para cumplir con los estudios de coordinación de
protecciones y corto.
C.
Un empleado de tiempo completo de la Agencia de ajustes de campo deberá realizar las pruebas y los ajustes.
1.
3.7
Realizar cada inspección mecánica y visual y prueba eléctrica establecida en las especificaciones de pruebas
de aceptación de la NETA. Certificar el cumplimiento de los parámetros de prueba. Llevar a cabo las pruebas
y las inspecciones de NETA entodos los dispositivos de protección contra sobrecorriente ajustables.
DEMOSTRACIÓN
A.
Comprometer al especialista del estudio de coordinación a capacitar al personal de mantenimiento del propietario en
los siguientes aspectos:
1.
Familiarizar al personal con las operaciones fundamentales del sistema de energía eléctrica en los modos
normal y de emergencia.
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2.
Entregar y explicar los objetivos del estudio de coordinación, las descripciones, el objetivo, la base y el alcance
del estudio. Incluir las descripciones de casos, la definición de términos y la guía para la interpretación de las
curvas de coordinación tiempo-corriente.
3.
Ajustar, operar y mantener la configuración de los dispositivos de protección contra sobrecorriente.
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