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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO 
 “REHABILITACIÓN DEL SISTEMA ELÉCTRICO DE GENERACIÓN 
PARA LA PLANTA DE BOMBEO DE AGUAS NEGRAS KM 11+600 DEL 
SISTEMA GRAN CANAL, MEDIANTE EL CAMBIO Y SUMINISTRO DE 
UN TRANSFORMADOR DE 2500KVA NOMINALES A 440V/4160V.” 
TESIS 
PARA OBTENER EL TÍTULO DE 
INGENIERO MECÁNICO ELECTRICISTA 
ÁREA: ELÉCTRICA-ELECTRÓNICA 
 
 PRESENTA: 
CASTRO MARTÍNEZ ABRAHAM 
ASESOR: MTRO. VÍCTOR MANUEL SÁNCHEZ MORALES 
Bosques de Aragón, Estado de Mexico, Abril de 2015. 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
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i 
 
ÍNDICE i 
OBJETIVO E INTRODUCCIÓN ii 
 
CAPÍTULO 1 PLANTA DE BOMBEO 1 
1.1 Planta de bombeo 2 
1.2 Crecimiento urbano 3 
1.3 Drenaje sanitario y desagüe pluvial del Valle de México 4 
1.4 Plantas de bombeo de aguas pluviales y residuales 10 
1.5 Especificaciones técnicas para la rehabilitación del sistema eléctrico 12 
 
CAPÍTULO 2 SISTEMA ELÉCTRICO Y GENERALIDADES DEL TRANSFORMADOR 13 
2.1 Topología de un Sistema Eléctrico 14 
2.2 Subestaciones eléctricas 15 
 2.2.1 Arreglos de barras 16 
 2.2.2 Equipo de una subestación 22 
2.3 Generalidades del transformador 28 
 2.3.1 Principio de funcionamiento 30 
 2.3.2 Partes componentes del transformador 32 
2.4 Embarque y transporte 52 
2.5 Recepción e inspección 52 
2.6 Almacenamiento 53 
 
CAPÍTULO 3 ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS Y COSTOS DE OPERACIÓN 56 
3.1 Planeación integral de los trabajos 56 
3.2 Costo directo 58 
 3.2.1 Costo de mano de obra 60 
 3.2.2 Aspectos legales de los salarios 61 
 3.2.3 Fundamento legal aplicado al salario 68 
 3.2.4 Jornada de trabajo 69 
 3.3 Costos indirectos 71 
3.4 Análisis de precios unitarios 76 
 
CAPÍTULO 4 CAMBIO Y SUMINISTRO TRASFORMADOR DE 2500KVA NOMINALES A 
440V/4160V 
87 
4.1 Convocatoria 88 
4.2 Generador de estimación de trabajos a realizar 90 
 4.2.1 Trabajos varios 90 
 4.2.2 Mantenimiento a generadora 101 
 4.2.3 Prueba de aislamiento de conductores 107 
4.3 Retiro, suministro, instalación y conexión de trasformador elevador 110 
 
CONCLUSIONES 113 
 
ANEXO 1 117 
 
BIBLIOGRAFIA 128 
 
ii 
 
OBJETIVO 
Estimar la rehabilitación del sistema eléctrico de generación para la 
planta de bombeo de aguas negras km 11+600 del sistema gran canal, 
mediante el cambio y suministro de un trasformador de 2500kva 
nominales a 440v/4160v.” 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
iii 
 
INTRODUCCIÓN 
Para incrementar la capacidad de desalojo y conducción de aguas residuales y 
pluviales en esta urbe, se realizaron trabajos de rehabilitación en la Planta de 
Bombeo Km 11+600 del Gran Canal del Desagüe de la Ciudad de México, en la 
que el Sistema de Aguas del gobierno capitalino lleva a cabo trabajos, como la 
supervisión subacuática por medio de buceo en aguas residuales. Durante la 
visita de inspección a dicha Planta ubicada en la zona metropolitana de la Ciudad 
de México, el director general del Sistema de Aguas de la capital, Ing. Ramón 
Aguirre Díaz se refiere a la rehabilitación como una de las más de 50 obras que el 
Gobierno del Distrito Federal realiza en coordinación con la Comisión Nacional del 
Agua y el gobierno del Estado de México para dar mantenimiento a toda la 
infraestructura primaria de drenaje metropolitana. Los trabajos realizados se 
enfocan en la estructura para la instalación de polipasto eléctrico con capacidad 
de 15 toneladas para el accionamiento de rejillas y habilitado de cuatro rejillas 
primarias y el sistema de alumbrado general. Además, la construcción de la 
estructura de soporte de apoyos para guías y compuertas de doble accionamiento 
con sus mecanismos de izaje y sistema eléctrico de fuerza y control en el canal de 
desvío del cauce. También se adquirieron dos bombas sumergibles de 3 metros 
cúbicos por segundo y se rehabilitaron otras dos. Estos trabajos junto con las 
acciones de supervisión general para la rehabilitación de la Planta de Bombeo 
11+600, tuvieron una inversión de 24 millones de pesos. se trata de obras que 
permiten enfrentar durante esta temporada de lluvias los problemas originados por 
encharcamientos y evitar inundaciones. Ésta es una de las plantas más 
importantes con que cuenta el Sistema de Drenaje Metropolitano, debido a su 
capacidad para desalojar más de 21 metros cúbicos de agua residual y pluvial por 
segundo del Gran Canal. La Planta de Bombeo Km 11+600 tiene el objetivo, 
durante la temporada de lluvias, de complementar la capacidad de drenaje para el 
desalojo de las aguas y en época de estiaje, liberar el Drenaje Profundo de las 
aguas de la ciudad para poder llevar a cabo trabajos de mantenimiento. Se 
justifica la utilidad de esta planta de bombeo porque cuando sube el nivel de agua 
en el Gran Canal, en lugar de sacarla de la ciudad y el área metropolitana, ésta se 
iv 
 
regresaría. Explicó que de esta planta diario se desalojan 6 toneladas de basura, 
desde basura pequeña como plástico y llantas, hasta pedazos de madera, partes 
de automóviles y muebles. De ahí que el trabajo que se hace en ella, se 
complemente con la Planta del Kilómetro 18+500, que es una de las más grandes 
del mundo por el desalojo de 42 metros cúbicos por segundo a través del Gran 
Canal y el Dren General del Valle de México, destaca la importancia del buceo en 
aguas residuales, pues es un trabajo fundamental para asegurar que toda la 
infraestructura funciona bien al no encontrarse obstruida por basura sólida. Se 
trata de una labor en la que personal especializado, un buzo experto que se 
sumerge alrededor de 7 metros en las aguas negras del canal durante 2 ó 3 horas. 
A través de equipo tecnológico se mantiene en comunicación vía radio con 
ingenieros en la superficie, que al tratarse de una labor altamente especializada, 
se sumergen aproximadamente 15 veces al año. Para ello, utilizan equipo que 
garantiza su integridad y seguridad. Además de la 11+600, se realizan trabajos 
en las plantas de bombeo Canal de Sales, Vaso de Cristo y Casa Colorada. 
 
La relación que existe entre el Gobierno del Distrito Federal y las empresas que 
participan en el desarrollo de actividades para la prestación de servicios de agua 
potable, drenaje y alcantarillado a los usuarios del servicio en las 16 delegaciones, 
está contenida en cuatro títulos de concesión que se otorgaron por la autoridad 
concedente que es la Secretaría del Medio Ambiente del Distrito Federal el 
primero de mayo de 2004 con una vigencia de cinco años; de acuerdo a la Ley del 
Régimen Patrimonial y del Servicio Público. 
 
El objeto de estos títulos de concesión es el de llevar a cabo en la zona asignada 
las actividades del Sistema Comercial, infraestructura hidráulica y otros inherentes 
que forman parte de los servicios públicos de agua potable, drenaje y 
alcantarillado y en su caso, de convenir a los intereses del G.D.F., el tratamiento y 
reuso de aguas residuales. 
 
v 
 
De estos documentos se desprenden anexos, que establecen las características, 
procedimientos y en su caso sanciones para las actividades específicas derivadas 
del Sistema Comercial, infraestructura hidráulica y otros inherentes; por ejemplo la 
lectura de aparatos medidores, emisión y distribución de boletas, cobro de losderechos, atención al público, instalación, rehabilitación y mantenimiento de 
medidores 
1 
 
CAPÍTULO 1 
PLANTA DE BOMBEO 
 
En el Sistema de Aguas de la Ciudad de México (SACMEX) es un Órgano 
desconcentrado de la administración pública del Distrito Federal, con el objetivo de 
operar la Infraestructura Hidráulica y la Presentación del Servicio Público de Agua 
Potable, Drenaje y Alcantarillado, así como el Tratamiento y Reuso de Aguas 
Residuales. 
 
El Sistema de Aguas de la Ciudad de México tiene por objetivo suministrar y 
distribuir los servicios de agua potable y drenaje a los habitantes del Distrito 
Federal con la cantidad, calidad y eficiencia necesarios, a través de acciones que 
contribuyan a la adecuada utilización de la infraestructura existente, y fomentar 
una cultura moderna de utilización que garantice el abasto razonable del recurso. 
 
Entre las funciones más importantes del Sistema de Aguas de la Ciudad de 
México está formular, actualizar y controlar el desarrollo del programa de 
operación hidráulica del Distrito Federal, así como los estudios y proyectos de 
abastecimiento de agua potable y reaprovechamiento de aguas residuales, 
construyendo y conservando las obras de infraestructura hidráulica y de drenaje 
que requiere la ciudad, en coordinación con las autoridades competentes. 
 
Además de operar y conservar los sistemas de aprovechamiento y distribución de 
agua potable y alcantarillado del Distrito Federal; supervisar y vigilar su 
funcionamiento; proyectar y ejecutar las obras de prevención y control de 
inundaciones, hundimientos y movimientos de suelo, siempre y cuando sean de 
tipo hidráulico; autorizar y supervisar las conexiones del sistema de agua potable, 
así como la construcción y conservación de pozos y manantiales, ampliando y 
mejorando los sistemas de agua potable del Distrito Federal. 
 
A la vez, el SACMEX establece la coordinación con las instituciones y organismos 
precisos para desarrollar acciones conjuntas con los municipios y estados 
2 
 
circunvecinos al Distrito Federal en materia hidráulica, además de planear, 
instrumentar y coordinar acciones que conduzcan a lograr el uso eficiente del agua 
en el Distrito Federal. 
 
 
1.1 Planta de bombeo 
Son obras que se construyen con el objeto de elevar el nivel del agua de la fuente 
de riego a los sitios donde se desea utilizar. 
 
Cuando la energía hidráulica de que se dispone en un conducto a presión no es 
suficiente para cumplir con los requerimientos del diseño se instalan estaciones de 
bombeo en las cuales se incrementa la energía existente mediante la aplicación 
de una energía externa. La estación de bombeo consta de una o varias bombas 
con sus correspondientes pozos de bombeo, tuberías de succión y descarga, y de 
las instalaciones civiles y electromecánicas adecuadas para su operación. 
 
 Bombeo sobre presas. Este tipo de estructuras se utiliza en casos en los 
que se desea enviar el agua a una cota superior a la del embalse. En 
abastecimiento de poblaciones puede ser necesario bombear aunque la 
presa esté ubicada en una cota inferior a la del embalse. Esto con el fin de 
compensar pérdidas y proporcionar una presión residual suficiente. 
En tomas para abastecimiento urbano se requiere de un diseño especial de 
las estructuras. Se debe asegurar que la población pueda consumir el agua 
sin problemas para la salud, lo cual se logra mediante su tratamiento en 
plantas de depuración. La calidad del agua tomada en el embalse influye 
notoriamente en los costos de tratamiento. Son múltiples los factores por 
los cuales se puede ver afectada el agua en un embalse: desarrollo de 
organismos en el embalse, penetración de la luz en el agua, elementos 
químicos presentes en el agua, forma del embalse, fluctuaciones del nivel 
del agua embalsada, entre otros. Estos factores son dinámicos, es decir, 
cambian con el tiempo y existen profundidades en un embalse, a las cuales 
3 
 
es posible captar el agua de mejor calidad durante cierto periodo de tiempo. 
Para esto se emplean la toma selectiva, que son tomas con dispositivos de 
entrada a varios niveles que permiten la captación a la profundidad más 
adecuada. 
 
La "planta de bombeo" es un sistema de elevación mecánica del agua desde la 
fuente de abastecimiento a los terrenos a regar. En el caso de un sistema de 
riego, se trata de una o más plantas de bombeo constituidas por bombas 
generalmente centrífugas de eje horizontal cuando se eleva agua de un río y una 
fuente de potencia: motor a combustión interna o eléctrica. Se emplean los 
equipos de bombeo para captar el agua y conducirla por canales abiertos, o por 
tuberías a presión, ya sea para riego por gravedad o para riego por aspersión1. 
 
 
1.2 Crecimiento urbano 
México, ha crecido aceleradamente en su población urbana, producto tanto de su 
crecimiento natural, como de la migración de habitantes del medio rural, hacia 
ciudades y otros centros de población, en busca de oportunidades de trabajo y de 
desarrollo, a la vez que para contar con los servicios básicos, de los que se 
carece en sus comunidades de origen. 
 
Este fenómeno es explicable en función del modelo de desarrollo concentrador 
establecido oficialmente y afirmado en su práctica por administraciones 
sucesivas, a lo largo de décadas. 
 
El campo aportó en forma efectiva durante la primera mitad del siglo XX y sigue 
aportando, los alimentos suficientes para satisfacer la demanda nacional y 
generar abundante producción para exportación que se tradujo en divisas de tal 
magnitud que permitieron la importación de equipos, herramientas y otros 
 
1
 http://www.bdigital.unal.edu.co/4785/16/70064307._2002_6.pdf, Planta de bombeo, Pagina 
recuperada, Octubre 15 2014 
http://www.bdigital.unal.edu.co/4785/16/70064307._2002_6.pdf
4 
 
insumos que apoyaron la industrialización del país, procesando materias primas 
nacionales, proveídas a precios convenientes para las empresas industriales, las 
que por muchas décadas trabajaron bajo un régimen que las protegió, tanto de 
las importaciones de productos que les compitieran, como con subsidios e 
incentivos fiscales diversos, entre ellos, los costos de transportación 
ferroviaria de insumos, así como de sus productos. 
 
Bajo ese régimen, en muchos casos no tuvo prioridad el tener mayor eficiencia en 
la producción industrial y con ello en el incremento de la productividad; se 
propició además, la constitución de monopolios y de oligopolios, con lo cual 
los consumidores nacionales tuvieron que pagar precios que en muchos productos 
eran varias veces mayores a los promedio internacionales, afectándose las 
economías familiares y lastrando el desarrollo del país. Los beneficios de este tipo 
de operación se concentraron en empresarios industriales, que en su conjunto 
desperdiciaron la oportunidad de modernizar sus plantas y procesos, dar mayor 
capacitación a su planta de personal, aumentar su eficiencia en la producción y 
con ello tornarse competitivos internacionalmente para agrandar y consolidar sus 
industrias, diversificándolas, con lo cual habrían requerido de mayor fuerza de 
trabajo, más calificada y con mejores remuneraciones económicas. Esto habría 
ampliado además el mercado interno, al aumentarse el poder adquisitivo de los 
trabajadores. 
 
 
1.3 Drenaje sanitario y desagüe pluvial del Valle de México 
Como se tiene presente, la Cuenca del Valle de México, originalmente drenaba 
hacia la vertiente Pacífico, por la Cuenca del Río Balsas; cuando la erupción 
volcánica que generó la serranía del Chichinautzin se cerró esta salida hidráulica, 
quedó la Cuenca del Valle de México con el carácter de endorreica 
(de la cuenca lacustre cerrada en la que las aguas no tienen salida y se acumulan 
en ella). Esto produjo la formación de un gran lago, que al reducirsu extensión, se 
convirtió en una cadena de lagos someros 
5 
 
(Que está encima o muy inmediato a la superficie.) en el fondo del Valle (Chalco, 
Xochimilco, Texcoco, Xaltocan y Zumpango). 
 
Al extenderse la Ciudad en el Valle se hizo necesario construir obras para 
protegerla de las inundaciones, canalizando las aguas fuera de la Cuenca del 
Valle de México. En la segunda parte del siglo XIX, el Presidente Porfirio Díaz 
ordenó la construcción de dos obras fundamentales para la protección de la 
Ciudad, de estos fenómenos; el Gran Canal del Desagüe, con origen en 
Lecumberri y dirección hacia el norte y el túnel de Tequixquiac, perforado en la 
serranía del norte de la Cuenca, para descargar las aguas residuales de la Ciudad 
y los escurrimientos producidos por las precipitaciones pluviales, a la Cuenca del 
Río Tula, correspondiente a la parte alta de la Cuenca del Río Pánuco; caudales 
utilizados así mismo en riego agrícola, previa regulación en presas de 
almacenamiento en aquella región. Este sistema continúa en operación, con 
ampliaciones en la capacidad del Gran Canal y desde el año 1952, con la puesta 
en operación de un segundo Túnel en Tequixquiac 
 
Al continuar la expansión acelerada del área urbana, en forma notable a partir de 
la década de los 40’s, varios fenómenos se produjeron: se aumentó la demanda 
de agua potable y con ello la extracción de caudales del acuífero del subsuelo del 
propio Valle, lo que a su vez provocó un proceso de intensificación del 
hundimiento del suelo (en algunas zonas hasta de más de 50 cm en un año), con 
negativas consecuencias para las construcciones y para las redes subterráneas 
de servicios públicos, al producirse de manera diferencial. Pero aún de mayor 
gravedad resultó, que al acentuarse el hundimiento de la Ciudad (en el Centro, 
casi 9 m en el siglo XX), los cauces de los ríos que surcaban el Valle, como son el 
Mixcoac, Churubusco, Tacubaya, de la Piedad, Consulado, San Joaquín, de los 
Remedios y otros, ya entubados, que desde siempre descargaban sus aguas 
libremente por gravedad al Lago de Texcoco, éste quedó en su nivel por arriba del 
de la Ciudad, obligando a la construcción de bordos perimetrales y de plantas de 
bombeo, como la Planta Churubusco-Lago, para introducir los caudales de origen 
6 
 
pluvial al Lago de Texcoco, cuya indispensable función reguladora se ha venido 
perdiendo, conjuntamente con la del Lago de Chalco, con la invasión con 
asentamientos, legales e ilegales, pero que en todos los casos son indebidos, al 
permitirlos por ignorancia, irresponsabilidad o por corrupción, en las áreas de 
Nezahualcóyotl, Chimalhuacán, Chalco, el Caracol y varias más en Ecatepec, con 
lo cual se ha aumentado el riesgo de inundaciones, en relación directa con la 
disminución de esas áreas que como fondos lacustres regulaban las aguas de las 
temporadas de lluvias. 
 
Y lo más crítico, el principal conducto para el desalojo de aguas residuales y de 
aguas pluviales con el que contaba el Área Metropolitana de la Ciudad de México 
y la Cuenca del Valle de México durante los primeros 60 años del siglo XX, que es 
el Gran Canal del Desagüe, que tenía en el tramo, desde su origen hasta el km 
18.5, una capacidad de 90 m3/s, ésta se redujo al inicio del siglo XXI, a menos de 
7 m3/s. 
 
La Ingeniería mexicana tuvo una nueva oportunidad de actuar, al decidir el 
Gobierno Federal, en 1959 estudiar, proyectar y a partir de 1967, construir el 
Sistema de Drenaje Profundo, para resolver el problema del desalojo de las aguas 
de lluvia y evitar inundaciones de la Ciudad “en forma definitiva” (no se podía 
pensar en que al futuro hubiera tanta irracionalidad y anarquía en el crecimiento 
urbano). 
 
El Drenaje Profundo consta de un Emisor Central, con longitud de 50 km, 
consistente en un túnel revestido de concreto armado, con diámetro de 6.50 m, 
terminado y con una capacidad de conducción por gravedad, de 200 m3/s. La 
Lumbrera “0” se encuentra en el municipio de Tlalnepantla, Estado de México, 
prácticamente en sus límites con el Distrito Federal; el Emisor descarga en el Río 
de El Salto, en el Estado de Hidalgo. Una visión virtual desde la misma lumbrera 
“0”, hacia aguas arriba, mostraría una red de túneles interceptores por el subsuelo 
de las zonas centro y oriente y hasta el suroriente de la Metrópoli, con diámetros 
7 
 
diversos, prevaleciendo como el más usual, el de 3.50 m. Actualmente, al haberse 
puesto en operación por la administración 1997-2000, del Gobierno del Distrito 
Federal, los últimos 12 kilómetros de interceptores construidos, el Sistema alcanzó 
ya los 166 km, incluyendo al Emisor Central. Destaco que de éstos, el último 
kilómetro construido corresponde al Interceptor Gran Canal, que ha permitido 
desde el año 2000, drenar por gravedad el Centro Histórico. 
 
Son los aquí descritos los tres sistemas con los que cuenta el Valle de México 
para el desalojo de las aguas residuales y de las aguas pluviales, los que al inicio 
del año 1998 presentaban un estado físico y de operación delicado, lo que motivó 
una serie de acciones para su atención, especialmente para su rehabilitación y 
para mejorar su mantenimiento, destacando el desazolve intensivo de las 18 
presas de regulación del Poniente y de los 12,000 km de la red de drenaje, en un 
programa continuo, así como la mejora de las plantas de bombeo. A partir del año 
2001, como resultado de los proyectos al efecto formulados, se realizó la 
construcción de dos grandes plantas de bombeo. La primera, la del Gran Canal 
del Desagüe, construida sobre su mismo cauce, desecado por primera vez en 100 
años, en el km 18.5 y con capacidad para 42 m3/s, que ha permitido el bombeo de 
las aguas residuales que ya no fluían por la pérdida de pendiente, creando un 
gradiente hidráulico hacia el cárcamo de esta planta y elevándolas hasta 8.20 m, 
con 14 bombas sumergibles y descargándolas al siguiente tramo del propio Gran 
Canal, hacia los túneles de Tequixquiac y el Estado de Hidalgo, ya que a partir de 
ese punto, por tratarse de terreno firme, ya no se presentan problemas de 
hundimientos, como en el tramo que recorre en el fondo lacustre. 
 
La planta de bombeo que se construyó con el inicio del siglo actual, es la de Río 
Hondo, ubicada en el portal de salida del Interceptor del Poniente, en la margen 
derecha del Río Hondo. Esta planta corrige un defecto de origen, consistente en 
que el desfogue del túnel no descargó libremente al cauce de esa corriente, al 
topar parcialmente con el propio cauce, lo que además de provocar sólo una 
descarga limitada, produjo año con año el azolve del Interceptor, el que estuvo 
8 
 
sujeto a desazolve en forma sistemática durante varias décadas, en las que 
funcionó deficientemente. La nueva obra consiste en una instalación que cuenta 
con una lumbrera cuya profundidad permite la descarga libre de las aguas que 
conduce el Interceptor y de ahí previo paso por rejillas que detienen los materiales 
sólidos, fluyen al cárcamo de bombeo diseñado para operar con una carga 
máxima de 9.80 m y una capacidad instalada de 24 m3/s, para incorporarlas al 
cauce del Río Hondo. 
 
Del sitio de la descarga, en el municipio de Ecatepec, el Río Hondo, con bordos 
reforzados en sus márgenes, desfoga en el vaso regulador de El Cristo, con 
capacidad útil superior a los 3 millones de m3. De este punto y con dirección hacia 
el norte sale de la Cuenca del Valle de México, por el ya descrito Tajo de 
Nochistongo. 
 
Con estas dos obras, con capacidad conjunta de 66 m3/s, han quedado 
rehabilitadas dos de las tres vías de salida de agua con que cuenta el Valle de 
México, incrementando en más del 30 % la capacidad de desalojo de aguas 
negras y de aguas pluviales; consecuentemente, en la misma proporción se 
aumentó el coeficiente de seguridad para el área urbana, contra inundaciones. 
 
Al entrar en operación estas dos plantas (2002y 2003), se hizo posible, salvado el 
retraso de instalación de compuertas en diversos sitios del Sistema, llevar a cabo 
la revisión del Emisor Central, después de 13 años de no poder realizarlo, al tener 
que utilizarlo inclusive en la temporada de estiaje. Esta revisión se realizó en el 
2005, en coordinación con la Comisión Nacional del Agua, primero utilizando 
cámaras para videograbación, montadas en lanchas manejadas a control remoto y 
posteriormente con técnicos especializados. 
 
El resultado fue que el Emisor Central ha funcionado bien, cumpliendo su función 
de desalojar los caudales de aguas de lluvia y los de aguas residuales, sin que 
existan obstáculos para el libre flujo; no hay desprendimientos ni caídos del 
9 
 
concreto armado con el cual está construido. Existe sí un desgaste del concreto, 
explicable por el tránsito del agua por más de 30 años de funcionamiento; en 
algunos tramos el recubrimiento de 5 cm se ha desgastado y ha dejado áreas con 
el acero de refuerzo “expuesto”. Se formuló un programa de mantenimiento, el 
cual incluye las reparaciones necesarias. 
 
Esta revisión directa y las reparaciones que se requieran se ha hecho posible con 
las acciones complementarias llevadas a cabo en los años más recientes, al 
instalar y operar las compuertas faltantes para evitar descargas de aguas 
residuales en estiaje y con la puesta en operación de las plantas de bombeo del 
Gran Canal (km 11+600), Casa Colorada y Canal de Sales, así como la del Vaso 
del Cristo, en el norponiente del Área Metropolitana. 
 
Lo que sigue, dentro del contexto de la alta prioridad que esta materia debe tener 
en forma permanente, es dar continuidad a la efectiva ejecución de las obras que 
integran el Programa del Fideicomiso 1928-Agua potable, Drenaje y Saneamiento 
del Valle de México; Programa tripartita (Gobierno federal y los Gobiernos del 
Distrito Federal y del Estado de México) formulado en la última década del siglo 
XX y ajustado periódicamente, el que considera nuevas obras para el desalojo de 
aguas, como el Interceptor del Poniente II, en las estribaciones de la Serranía del 
Poniente, en el Estado de México, el Túnel Emisor Oriente, con trayectoria 
cercana al Gran Canal del Desagüe y otros emisores que con los aquí enunciados 
dan una longitud consolidada de 60 km y capacidad para 130 m3/s; siete plantas 
de tratamiento de aguas residuales (Chiconautla, Nextlalpan, Zumpango, 
Guadalupe, Berriozabal, Vaso de El Cristo y El Salto), con capacidad total de 41 
m3/s; plantas de bombeo y la preservación y creación de vasos reguladores para 
el manejo de escurrimientos por lluvias intensas. 
 
La Metrópoli para su subsistencia requiere de todas las obras de infraestructura 
hasta ahora construidas y de las que se han proyectado para su próxima 
construcción; fundamental asimismo su responsable y oportuna operación y 
10 
 
mantenimiento. Pero todas estas acciones para atender la problemática del 
crecimiento irracional, a la que ya hemos hecho referencia, no pueden continuar 
realizándose indefinidamente, como reacciones tardías al desorden del 
crecimiento de las áreas urbanas en el Valle de México, alentadas por la 
especulación irresponsable. 
 
 
1.4 Plantas de bombeo de aguas pluviales y residuales 
El desarrollo de estos grandes proyectos ha permitido mitigar de manera 
considerable la problemática del hundimiento de la ciudad y las inundaciones que 
éste genera; sin embargo, el desarrollo de obras adicionales que permitan 
restablecer de manera gradual el equilibrio del acuífero y afrontar los cambios de 
elevación en los sistemas de drenaje que operan actualmente, son de vital 
importancia para lograr una eficiente captación y desalojo tanto de los caudales 
provocados por las lluvias, como de las aguas residuales, siendo las plantas de 
bombeo de aguas negras un ejemplo claro de ello. Las plantas de bombeo se 
encuentran en el Canal de Sales, con capacidad para bombear 10 mil litros por 
segundo de agua residual; en la laguna Casa Colorada, con capacidad para 20 mil 
litros por segundo; en el kilómetro 11+600 del Gran Canal, con capacidad para 
21 mil litros por segundo, y en el área conocida como Vaso de Cristo, con 
capacidad para bombear 9 mil litros por segundo. Por la gran importancia que 
tienen, se destinaron cerca de 2,307 millones de pesos a la construcción de 15 
plantas de bombeo de aguas negras y para la rehabilitación de 53 más, 
destacando entre los nuevos proyectos las plantas El Rosario en la delegación 
Azcapotzalco, la Indeco–Laguna en la delegación Iztapalapa y La Gitana y 
Tepantitlamilco en la delegación Tláhuac, con una capacidad conjunta de 9.55 
metros cúbicos por segundo. 
 
De aquellas que han sido rehabilitadas pueden mencionarse las plantas de 
bombeo Gran Canal en el kilómetro 11+600, Casa Colorada, Canal de Sales y 
Vaso el Cristo, cuyos trabajos fueron realizados en coordinación con el Gobierno 
11 
 
del Distrito Federal y los Gobiernos Federal y del Estado de México, permitiendo 
incrementar en 50 metros cúbicos por segundo la capacidad del Gran Canal, así 
como aumentar la capacidad de regulación en el poniente y facilitar el aislamiento 
del Emisor Central para su mantenimiento y reparación, disminuyendo el riesgo de 
inundaciones y posibles afectaciones. 
 Drenaje profundo En el año de 1900, el drenaje que operaba en la ciudad 
era conducido mediante el sistema de gravedad a través del llamado Gran 
Canal del Desagüe, el cual concluía su trayecto en el túnel de Tequisquiac, 
al extremo norte del valle, con una longitud aproximada de 50 kilómetros. 
Para el año 1950 el hundimiento de la ciudad era considerable, por lo que 
se optó por la construcción de diques para confinar las aguas pluviales, 
además de realizar bombeo para lograr elevar agua del drenaje 
subterráneo al nivel del Canal de Desagüe, sin embargo, el hundimiento 
continuó causando problemas de inundación. 
Con el transcurrir del tiempo la capacidad de conducción del Canal del 
Desagüe se vio seriamente afectada, lo que generó que en el año de 1962 
se llevará a cabo la construcción del llamado Emisor Poniente, con una 
longitud aproximada de 15 kilómetros y que hasta la fecha conserva su 
capacidad de diseño de 30 metros cúbicos por segundo. Más tarde, 
buscando incrementar la capacidad de conducción, se optó también por el 
desarrollo de un drenaje alterno, dando origen a lo que hoy se conoce como 
el Sistema de Drenaje Profundo, el cual inicia operaciones en el año de 
1975 y se compone en su estructura por un Emisor Central y nueve 
interceptores, con una longitud total de 153.3 kilómetros. 
 
 Rehabilitación del emisor central Desde su inauguración hasta nuestros 
días, el Sistema de Drenaje Profundo ha estado operando de manera 
permanente, sin embargo, por mucho tiempo se omitieron acciones de 
supervisión que permitieran detectar afectaciones en su interior, 
provocadas en gran medida por la corrosión de los materiales debido a la 
conducción de aguas negras. Tal fue el caso del Emisor Central, que 
12 
 
durante 15 años careció de los mantenimientos preventivos y correctivos 
necesarios para su conservación; fue hasta principios de esta 
administración que se realizó una revisión estructural detallada, logrando 
determinar con ello un aumento en su coeficiente de rugosidad y la 
disminución de su capacidad de conducción de 200 m3/s a 120 m3/s, 
además de afectaciones como son filtraciones, exposición del acero y 
corrosión del concreto, que si bien no representaban un riesgo de colapso 
inmediato, requerían de una rápida atención para subsanar dichas fallas. 
La rehabilitación del Emisor Central ha sido una de las más relevantes 
obras de los últimos años en desalojo de aguas pluviales, tanto por la 
inversión realizada, más de 1,643 millones de pesos, como por el impacto 
social generado principalmente en las delegaciones Venustiano Carranza,Iztacalco, Gustavo A. Madero, así como en los municipios de 
Nezahualcóyotl y Ecatepec de Morelos. 
 
 
13 
 
CAPÍTULO 2 
SISTEMA ELÉCTRICO Y GENERALIDADES DEL TRANSFORMADOR 
 
El sistema eléctrico de potencia es un conjunto de elementos que tiene 
como fin generar, transformar, transmitir, distribuir y consumir la energía eléctrica 
de tal forma que se logre la mayor calidad al menor costo posible. 
 
Un sistema eléctrico de potencia consta de plantas generadoras que 
producen la energía eléctrica consumida por las cargas, una red de transmisión y 
de distribución para transportar esa energía de las plantas a los puntos de 
consumo, así como el equipo adicional necesario para lograr que el 
suministro de energía se realice con las características de continuidad de 
servicio, regulación de tensión y control de frecuencia requeridas. Figura 2.1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.1 Sistema Eléctrico de Potencia 
14 
 
2.1 Topología de un Sistema Eléctrico 
Las cargas de un sistema eléctrico también se clasifiquen en lineales y no lineales. 
Un sistema eléctrico dependiendo de su confiabilidad se puede clasificar en tres 
tipos: 
1 Sistema radial (menos confiabilidad y más económico) En un sistema radial 
las cargas tienen una sola alimentación, de manera que una falla en la 
alimentación produce una interrupción total en el suministro electrico. Figura 
2.2 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.2 Sistema radial 
 
2 Sistema en anillo (mayor confiabilidad y mayor costo) Con un sistema en 
anillo se tiene una doble alimentación y puede interrumpirse una de ellas sin 
causar una interrupción del suministro. Figura 2.3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 2.3 Sistema en anillo 
15 
 
3 Red (mayor confiabilidad y costo) Con éste tipo de sistema se aumenta el 
número de interconexiones y en consecuencia, la seguridad del servicio. Figura 
2.4 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.4 Red 
 
 
2.2 Subestaciones eléctricas 
Es un conjunto de dispositivos eléctricos que forman parte de un sistema eléctrico 
de potencia y se encarga de transformar tensiones y derivar circuitos de potencia. 
 
Las subestaciones pueden clasificarse de acuerdo con el tipo de función que 
desarrollan en 
 Subestaciones variadoras de tensión 
 Subestaciones de maniobra o seccionadoras de circuito 
 Subestaciones mixtas 
 
Asimismo, pueden agruparse de acuerdo con la potencia y tensión que operan en 
 Subestaciones de transmisión. Operan en intervalos de tensión desde 230 
[kV], 400 [kV] y mayores. 
 Subestaciones de subtransmisión. Operan en intervalos de tensión desde 
69 [kV] hasta 161 [kV]. 
 Subestaciones de distribución primaria. Operan desde 4.16 [kV] hasta 34.5 
[kV]. 
 Subestaciones de distribución secundaria. Operan desde 220/127 V hasta 
440 [V]. 
16 
 
Figura 2.5 Barra sencilla 
2.2.1 Arreglos de Barras 
El arreglo de Barras de una subestación es la configuración ordenada de los 
elementos que lo conforman. La elección del arreglo de una subestación depende 
de las características de cada sistema eléctrico y de la función que realiza dicha 
subestación en el sistema. Los criterios utilizados en la selección del arreglo de 
Barras más adecuado de una instalación son la continuidad de servicio, flexibilidad 
de operación, cantidad y costo del equipo eléctrico y facilidad de mantenimiento de 
los equipos. Los arreglos más utilizados en el sistema eléctrico se describen a 
continuación. 
 Barra sencilla (menos confiabilidad y más económica). Es el arreglo 
más simple desde el punto de vista constructivo, considerando la cantidad 
de equipo y el área que ocupa, también resulta ser el más económico. No 
obstante, la confiabilidad de servicio es poca, ya que una falla en la Barra 
principal provoca la salida de operación de la misma. Asimismo, el 
mantenimiento a los interruptores se dificulta, ya que es necesario dejar 
fuera de servicio parte de la subestación. Figura 2.5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17 
 
Figura 2.6 Barra principal y Barra de transferencia 
 Barra principal y Barra de transferencia. Es una variante del arreglo 
anterior, en el cual se utiliza una Barra de transferencia para sustituir, a 
través de un interruptor, algún interruptor que necesite mantenimiento. 
Figura 2.6 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Barra principal y Barra auxiliar. Este arreglo ofrece una mayor 
continuidad de servicio, puesto que, en caso de existir una falla en 
cualquiera de las dos Barras, ocasiona la pérdida de los elementos 
conectados a la Barra fallada. Debido a ello, la subestación puede ser 
operada como dos subestaciones independientes con arreglo de Barra 
simple. Permite dar mantenimiento a los interruptores sin perder los 
elementos conectados a él y desenergizar cualquiera de las dos Barras sin 
alterar el funcionamiento de la subestación. Sin embargo, aumentan las 
18 
 
maniobras en el equipo cuando se utiliza el interruptor de amarre como 
interruptor de transferencia. La cantidad de equipo requerido es mayor, por 
tanto, su costo también incrementa. Figura 2.7 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Doble Barra y Barra de transferencia. Ofrece las mismas ventajas que 
el arreglo anterior, con la diferencia de que se requieren pocas 
maniobras para hacer uso del interruptor de transferencia. 
Figura 2.7 Barra principal y Barra auxiliar 
19 
 
En este caso, la subestación puede ser operada como dos 
subestaciones independientes de Barra principal y Barra de transferencia. 
Figura 2.8 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.8 Doble Barra y Barra de transferencia 
 
 Anillo (mayor confiabilidad y costo). Arreglo que permite continuidad de 
servicio, ya que evita la salida completa en caso de falla en las Barras. 
Además, ofrece la posibilidad de dar mantenimiento a los interruptores sin 
que se pierda el suministro de energía.15 Cuando un interruptor está en 
mantenimiento, pueden ocurrir disparos en la protección, debido a que al 
abrir el anillo se puede incrementar la corriente de carga en los otros 
interruptores que permanecen en servicio. Esto puede evitarse realizando el 
mantenimiento en condiciones de baja carga. Prácticamente requiere el 
mismo equipo que el arreglo de Barra sencilla, por lo que su costo es 
20 
 
similar. Se utiliza en la salida de 23 [kV] de las subestaciones de 
distribución, utilizando anillo sencillo o doble en caso de haber más de dos 
transformadores. Figura 2.9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.9 Anillo 
 
 Interruptor y medio. Arreglo que ofrece buena confiabilidad y ventajas 
para las operaciones de mantenimiento sin tener que interrumpir el servicio. 
Regularmente las transferencias se hacen a través de los interruptores, lo 
que permite conservar la protección aun cuando alguno se encuentre en 
mantenimiento. Ocurre lo mismo que en el arreglo de anillo, cuando un 
interruptor está en mantenimiento, ya que al tener algún interruptor fuera de 
servicio, puede manifestarse un exceso de carga en los restantes y 
provocar disparos en las protecciones. Este arreglo se utiliza en 
21 
 
subestaciones de 115, 230 y 400 [kV], sobre todo en aquéllas de 
interconexión que forman parte de un sistema en anillo. Figura 2.10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.10 Interruptor y medio 
 
 Doble interruptor (mayor confiabilidad y costo). Es la mejor opción en 
cuanto a confiabilidad se refiere, no obstante, es un arreglo más costoso 
que los anteriores y por ello se emplea en aquellos casos en que la 
continuidad es muy importante. Con un interruptor fuera de servicio, se 
ocasiona la pérdida de únicamente el elemento disparado. Las 
subestaciones con éste arreglo pueden ser operadas comodos 
subestaciones independientes de Barra simple. Figura 2.11 
22 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.11 Doble interruptor 
 
 
2.2.2 Equipo de una subestación 
 Transformadores de potencia Un transformador es una máquina eléctrica 
de C.A. Que eleva o reduce la magnitud de salida de tensión eléctrica sin 
cambiar la frecuencia. Está formado por tres partes principales: 
 Parte activa: Núcleo, bobinas, cambiador de derivaciones y bastidor. 
 Parte pasiva: Comprende el tanque que aloja la parte activa y se 
utiliza en transformadores cuya parte activa está sumergida en un 
líquido dielectrico. 
23 
 
 Accesorios: Son todas las partes y dispositivos que ayudan en la 
operación y facilitan el mantenimiento del mismo. 
 Bancos de tierra. Es un transformador que conecta a tierra el neutro del 
sistema, para proporcionar un circuito de retorno a la corriente de 
cortocircuito. Cuando en un sistema de potencia con neutro flotante ocurre 
una falla de fase a tierra, las otras fases elevan 3 veces el valor de la 
tensión nominal. 
 Transformadores de instrumentos. Son dispositivos electromagnéticos 
que reducen a escala las magnitudes de tensión y corriente que se utilizan 
para la protección y medición de los circuitos de una subestación, ya que 
los aparatos que realizan éstas funciones no están diseñados para soportar 
grandes tensiones y corrientes. Existen dos tipos de transformadores de 
instrumentos: transformadores de corriente y transformadores de potencial. 
1. Transformadores de corriente. Transforman la corriente, es decir, 
toman la corriente de la línea y la reducen a un nivel seguro y 
medible. En un transformador de corriente, en condiciones normales 
de operación, la corriente del secundario es directamente 
proporcional a la del primario y está en fase con ella. Los 
transformadores de corriente pueden ser de medición, de protección 
o mixtos. 
2. Transformadores de potencial. Son de tipo inductivo y tienen como 
función principal reducir los valores de tensión del sistema a valores 
suficientemente bajos para alimentar a equipos de protección, control 
y medición. En consecuencia, el transformador debe ser muy exacto 
para que no distorsione los verdaderos valores de tensión. 
 Dispositivos de potencial capacitivo Se utilizan para alimentar a 
equipos de protección, control y medición. Facilita los propósitos de 
telemedición, control en tiempo real y en general aspectos de 
comunicación. 
 Capacitores. Dispositivos formados por dos placas conductoras, 
separadas por un elemento dieléctrico y al aplicar una diferencia de 
24 
 
potencial almacenan carga eléctrica. En las subestaciones se utilizan 
capacitores de potencia con arreglos serie-paralelo para conectarlos 
en alta tensión y dar la capacidad de potencia reactiva requerida. Por lo 
regular, los capacitores de alta tensión están sumergidos en 
líquidos dieléctricos, cerrados herméticamente dentro de un tanque; 
sus terminales salen al exterior a través de boquillas de porcelana. 
 Bancos de capacitores. Los capacitores instalados en grupos son 
llamados bancos, los cuales se utilizan en instalaciones 
industriales y de potencia. Los bancos de capacitores pueden ser 
conectados en delta, estrella sólidamente aterrizada o flotante, 
doble estrella sólidamente aterrizada o flotante. 
La conexión delta se encuentra en sistemas de baja 
tensión y se determina generalmente por razones económicas. 
Las conexiones estrella y doble estrella sólidamente aterrizada 
se aplican sólo en sistemas eléctricos de potencia multiaterrizados 
y en todos los niveles de tensión, en éste caso las armónicas triples 
existentes (de secuencia cero) fluyen por los circuitos de neutro o 
de retorno a tierra y pueden causar problemas de interferencia 
telefónica o en los circuitos de control, la ventaja es que se 
presentan sobretensiones transitorias menores que en la conexión 
flotante. La conexión estrella y doble estrella flotante se aplica 
en cualquier sistema (multiaterrizado o flotante). Por lo general, los 
bancos de capacitores de alta tensión se conectan en estrella con 
neutro flotante, de esta manera se evita la circulación de corrientes 
armónicas triples que pueden dañar los capacitores. 
La instalación de capacitores en los sistemas eléctricos tiene por 
objeto suministrar potencia reactiva y mejorar el bajo factor de 
potencia, logrando con esto reducir el flujo de potencia reactiva en 
líneas y equipos y con ello incrementar la capacidad de carga en 
los transformadores, líneas y generadores; así como la de regular la 
tensión de suministro. 
25 
 
 Apartarrayos. Dispositivos eléctricos que limitan la magnitud de las 
sobretensiones originadas por descargas atmosféricas u operación de 
interruptores y conducen a tierra las corrientes producidas por estas 
sobretensiones. 
Los apartarrayos se dividen en tres grupos. Cuernos de arqueo, 
apartarrayos autovalvulares y apartarrayos de óxidos metálicos. 
Actualmente éstos últimos son los más utilizados. 
 Cuernos de arqueo. Es el caso más simple y económico para 
proteger los equipos de distribución. Deben ser capaces de 
soportar la tensión nominal más alta del sistema y producir la 
descarga cuando haya una sobretensión. 
Una vez originado el arco, no son capaces de extinguir la corriente 
de 60 ciclos que precede a la corriente transitoria, produciéndose 
una falla a tierra que debe ser eliminada por el esquema de 
protección. Este inconveniente provoca una interrupción, por lo cual 
se ve limitado su uso. 
 Apartarrayos autovalvulares Los apartarrayos tipo autovalvular 
están formados por un entrehierro y una resistencia no lineal. 
El entrehierro descarga las corrientes transitorias a tierra con una 
tensión de descarga baja; la resistencia presenta una alta 
impedancia a la corriente que sigue a la transitoria. 
 Apartarrayos de óxidos metálicos Durante una sobretensión 
debida a descargas atmosféricas, la corriente de descarga alcanza 
niveles de miles de amperes, disminuyendo posteriormente a 
cientos de amperes una vez disipada la sobretensión. Los 
entrehierros del apartarrayos deben interrumpir esa corriente 
posterior y permanecer bloqueados ante cualquier sobretensión 
momentánea que permanezca en las terminales del apartarrayo. 
Durante una sobretensión, la resistencia presenta poca 
oposición y la corriente transitoria fluye libremente. 
26 
 
 Apartarrayos de óxidos metálicos Es un dispositivo de protección 
para sobretensiones basado en las propiedades semiconductoras 
de los óxidos metálicos, como el óxido de zinc (ZnO). Tiene mejores 
características de no linealidad que el carburo de silicio, debido a 
ello y a sus bajas pérdidas a tensiones nominales, ha sido posible 
no utilizar entrehierro, permitiendo así reducir el tamaño de estos 
equipos y en consecuencia su peso. 
Debido a su característica tensión-corriente, éste apartarrayos 
descarga únicamente a un valor de corriente predeterminado, 
mejorando el nivel de protección del sistema. 
Es importante considerar su temperatura de operación, ya que su 
comportamiento es sensible a la temperatura; a medida que la 
temperatura ambiente se eleva, la energía que debe disipar el 
apartarrayos se incrementa, provocando que la corriente que circula 
a través de éste se eleve, incrementando nuevamente la 
temperatura y, por consiguiente, un calentamiento en el equipo. Por 
ello el apartarrayos nunca debe trabajar por arriba de su capacidad 
térmica, de lo contrario puede fallar. 
 Interruptores de potencia Los interruptores de potencia son dispositivos 
destinados al cierre y apertura de los circuitos bajo condiciones de carga, 
en vacío y en condiciones de falla. Asimismo, permite insertar o retirar 
equipos y máquinas,líneas aéreas o cables de un circuito energizado. En 
condiciones de falla, el interruptor debe ser capaz de interrumpir corrientes 
de corto circuito del orden de kiloamperes y, en consecuencia, soportar los 
esfuerzos térmicos y dinámicos a que es sometido para poder librar la 
contingencia. Los interruptores pueden cerrar o abrir en forma manual o 
automática por medio de relevadores, los cuales monitorean las 
condiciones de la red. La interrupción del arco puede llevarse a cabo por 
medio de: 
 Aceite 
 Vacío 
27 
 
 Hexafloruro de azufre (SF6) 
 Soplo de aire 
 Soplo de aire-magnético 
Asimismo, tienen un mecanismo de almacenamiento de energía que le 
permite cerrar hasta cinco veces antes de que la energía sea interrumpida 
completamente; este mecanismo puede ser: 
 Neumático 
 Hidráulico 
 Neumático-hidráulico 
 Mecanismo de resorte 
Debido a las funciones tan importantes que desempeña, es uno de los 
dispositivos del esquema de protección más importante en los sistemas 
eléctricos. 
 Cuchillas. Dispositivos que sirven para conectar y desconectar los 
elementos de una instalación eléctrica en caso de tener que realizar 
maniobras de operación o bien para darles mantenimiento. Horizontal Las 
cuchillas, a diferencia de un interruptor, no pueden abrir circuitos cuando 
está fluyendo corriente a través de ellas (operan sin carga), siempre debe 
abrirse primero el interruptor correspondiente. De acuerdo a su tipo de 
construcción, las cuchillas pueden ser de tipo: 
 Horizontal invertida 
 Vertical 
 Pantógrafo 
 Fusibles Es un dispositivo de protección que opera cuando una 
sobrecorriente pasa a través de él. Por lo tanto, las funciones de un fusible 
son aislar la parte del circuito donde se presenta una falla del resto del 
alimentador y así impedir el daño a los equipos instalados en el mismo. 
Proteger a los equipos bajo condiciones de sobrecorriente que pueda 
dañarlos Las consideraciones que deben tomarse en cuenta para la 
selección adecuada de un fusible es: 
28 
 
 En condiciones normales de operación el fusible no debe operar 
 En caso de falla, cuando dos o más fusibles se encuentran 
instalados en serie, únicamente deberá operar el que se encuentre 
más cercano a la falla. 
Los fusibles de potencia más conocidos son: 
a. Fusibles de expulsión 
b. Fusibles limitadores de corriente 
Los fusibles se diseñan para fundirse en un tiempo especificado a una 
determinada corriente, para tal propósito es necesario conocer las curvas 
de operación tiempo-corriente. Existen tres tipos de curvas: las curvas 
características promedio de fusión tiempo-corriente, las curvas instantáneas 
de corriente pico y las curvas. La primera curva se aplica a toda clase de 
fusibles y las dos últimas a fusibles limitadores de corriente. Los fusibles de 
potencia deben ser seleccionados con base en la máxima tensión entre 
fases del sistema en donde se apliquen y capacidad interruptiva mayor a la 
máxima disponible en el lugar de instalación. 
 Reactores. Son bobinas con diversas funciones. Cuando se conectan en 
serie limitan la corriente de corto circuito para poder disminuir la capacidad 
interruptiva de interruptores y en paralelo o derivación absorben potencia 
reactiva (líneas largas en demanda mínima). En subestaciones, los 
reactores se colocan en el neutro de los bancos de transformadores para 
limitar la corriente de corto circuito monofásica. Según su capacidad, los 
reactores pueden ser de tipo seco para potencias reactivas pequeñas o del 
tipo sumergido para potencias elevadas. 
 
 
2.3 Generalidades del transformador 
Un transformador es un dispositivo eléctrico sin partes en movimiento, que se 
basa en el principio de la inducción electromagnética, para transferir la energía 
eléctrica en C. A. de un circuito a otro, sin que exista contacto físico entre ambos, 
29 
 
Figura 2.12 Usuarios finales. 
ni variación en la frecuencia. Normalmente esta transferencia de energía va 
acompañada de cambios en los valores de tensión y corriente. 
 
Conforme la industria eléctrica fue teniendo un mayor crecimiento, la dificultad de 
trasladar este tipo de energía de un lugar a otro, fue haciéndose más evidente, 
pues los circuitos eléctricos trabajaban en base a corriente directa y a baja 
tensión, lo cual los hacia sumamente ineficientes para la transmisión. Surge la 
necesidad de elevar la tensión en los centros de generación para llevar a cabo la 
transmisión de la energía y reducirlo al llegar a los centros de consumo (centros 
de carga). 
 
El dispositivo ideal para llevar a cabo esta función es el transformador, 
cambiándose con ello, el uso de la corriente directa a corriente alterna, dado que 
el transformador funciona solo con corriente alterna. En la figura 2.12 se observa 
que para poder llevar la energía a los centros de consumo desde los centros de 
generación, es necesarios el uso de cuando menos cuatro transformadores, los 
cuales tienen una función determinada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. Transformador elevador de tensión. 
 
 
 
2. Transformador reductor de tensión. 
 
 
3. Transformador reductor de la tensión a tensión de distribución 
urbana. 
 
 
4. Transformadores que distribuyen la energía a tensiones usuales 
en los centros industriales o residenciales. 
30 
 
Estas unidades se encuentran normalmente, formando subestaciones eléctricas y 
según la capacidad requerida, reciben el nombre de transformadores de potencia 
o de distribución y pueden ser elevadores, reductores o de aislamiento. 
 
Además, existen los transformadores para instrumento que son empleados para la 
protección, control y medición de los circuitos eléctricos de potencia. Los 
transformadores son una parte fundamental en los sistemas eléctricos en general 
incluso en los circuitos electrónicos. 
 
 
2.3.1 Principio de funcionamiento 
El efecto que permite al transformador funcionar como tal, se conoce como 
inducción electromagnética, como se mencionó anteriormente, este efecto solo se 
presenta en circuitos de corriente alterna. Para explicar este fenómeno 
consideraremos un transformador elemental compuesto por una parte eléctrica y 
una parte magnética. Figura 2.13 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 2.13 Transformador monofásico con el secundario en circuito abierto. 
 
La parte eléctrica está integrada por dos devanados o bobinas, una que recibe la 
energía y se denomina primario y otra que entrega la energía, denominada 
como secundario. Entre estos devanados no existe conexión eléctrica. 
 
31 
 
La parte magnética está formada por un núcleo de acero que enlaza a los dos 
devanados. En la Figura 2.14 se ilustra como ocurre el efecto de inducción 
electromagnética. 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.14 Transformador monofásico con una carga en el secundario. 
 
Al aplicar una tensión alterna V1 al devanado primario, circula por este una 
corriente I1 que engendra un flujo magnético alterno. Este flujo viajando a través 
del núcleo, enlaza al devanado secundario induciendo en este una tensión V2 
que puede ser aprovechada conectándole una carga, misma que demandará una 
corriente I2. 
 
La tensión inducida guarda una relación directa con el número de vueltas del 
devanado, esto es, si en el secundario tenemos más vueltas que en el primario, 
estaremos elevando la tensión y si por el contrario tenemos menos vueltas en 
el secundario que en el primario, estaremos reduciendo la tensión. 
 
A la relación que existe entre las vueltas del primario y las vueltas del secundario 
se le conoce como: Relación de Transformación, así como la tensión del primario 
entre la tensión del secundario 
 
 Para fines de explicación del funcionamiento del transformador, hemos 
considerado los devanados primario y secundario colocados separadamente, 
uno en cada extremo del núcleo. Sin embargo, en un transformador real, los 
devanados primario ysecundario, son construidos o ensamblados uno dentro 
I1 
32 
 
del otro para aprovechar al máximo el flujo magnético. La figura 2.15 muestra un 
esquema de un arreglo real en los devanados y el núcleo. 
 
 
 
 
 
 
 Figura 2.15 Esquema real de un montaje núcleo, bobinas de un transformador. 
 
 
2.3.2 Partes componentes del transformador 
Las partes que componen un transformador son clasificadas en cuatro grandes 
grupos los cuales comprenden: 
1. Circuito magnético (Núcleo). 
2. Circuito eléctrico (Devanados). 
3. Sistema aislante. 
4. Tanque y accesorios. 
 
1. El circuito magnético. El circuito magnético es la parte componente del 
transformador que sirve para conducir el flujo magnético que acopla 
magnéticamente los circuitos eléctricos del transformador. El circuito 
magnético se conoce comúnmente como Núcleo. En transformadores de 
potencia existen dos tipos de construcción del núcleo, el tipo columna y el 
tipo shell. Figuras 2.16 y 2.17. 
 
 
 
 
 
Figura 2.16 Núcleo tipo Shell. 
33 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Este núcleo se fabrica con láminas de acero al silicio de grano orientado, 
con certificación del fabricante, en sus diferentes tipos M2, M3, ó M4 y en 
casos especiales se utiliza lámina del tipo HI-B fabricada con procesos que 
utiliza rayos láser, todos estos tipos tienen las suficientes propiedades 
magnéticas para la fabricación de un núcleo de excelentes características. 
Para el corte transversal de la lámina se utiliza una máquina computarizada 
del tipo Hidráulico- Neumática (marca GEORG), la cual nos permite realizar 
cortes casi perfectos, sin forzar la constitución molecular de la lámina y 
lograr un núcleo tipo columna con las pérdidas y corrientes de excitación 
más bajas. Esta máquina realiza cortes con una precisión de + / - 0.001 mm 
a una gran velocidad. 
 Montaje El montaje del núcleo se realiza apilando la lámina cortada 
transversalmente a 45 grados, las cuales se agrupan 
escalonadamente en bloques de láminas, step-lap, para la 
formación de columnas y yugos de sección circular. Figura 2.18. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.17 Núcleo tipo columna. 
 Figura 2.18 Núcleo tipo columna 
34 
 
El apriete se realiza mediante cinchos de un material termocontráctil 
con características de alta resistencia mecánica, colocados 
adecuadamente para lograr un núcleo lo más consistente posible y 
eliminar la posibilidad del aflojamiento del mismo. 
2. El circuito eléctrico (Devanados) Los devanados o bobinados son la parte 
que compone los circuitos eléctricos (devanados primarios, secundarios y/o 
terciarios). Estos devanados son fabricados de cobre electrolítico de gran 
pureza, normalmente de sección transversal en forma rectangular, y 
aislados con varias capas de papel aislante especial. Los conductores 
tienen un acabado fino; libre de asperezas y cuyos cantos están 
redondeados para evitar concentración de campos eléctricos. Son 
diseñados y fabricados en forma cilíndrica. Figura 2.19. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Para proporcionar una adecuada coordinación de los aislamientos y una 
óptima resistencia dieléctrica a sobre tensiones debidas a maniobras, 
descargas atmosféricas y pruebas dieléctricas a que son sometidos los 
transformadores, además de contar con los ductos de refrigeración 
adecuados para que pueda circular el aceite y disipe el calor generado 
cuando el transformador se encuentre en operación. 
Figura 2.19 Vista general de bobinas de alta y baja tensión 
35 
 
Por otra parte, su forma geométrica circular, nos permite colocar las 
sujeciones mecánicas adecuadas para soportar los esfuerzos originados 
por un corto circuito. 
3. El sistema aislante. Este sistema aísla los devanados del transformador, 
entre ellos y a tierra, así como salidas de fase y terminales de derivaciones 
contra contactos o arqueos a partes conectadas a tierra como tanque, 
herrajes del núcleo y otras estructuras metálicas. 
En este tipo de transformadores, el sistema aislante se clasifica en dos 
grupos: Sistema aislante sólido y sistema aislante líquido. 
El sistema aislante sólido lo forman: El cartón prensado (PRESSBOARD) 
en sus diferentes espesores, papel crepé, papel KRAFT, madera de maple, 
boquillas, cintas de lino, etc. Estos materiales tienen las siguientes 
características: 
 Habilidad para soportar los voltajes relativamente elevados 
encontrados en el servicio normal (esfuerzos dieléctricos). Esto 
incluye ondas de impulso y transitorios de switcheo. 
 Habilidad para soportar los esfuerzos mecánicos y térmicos (calor) 
los cuales acompañan a un corto circuito. 
 Habilidad para prevenir excesivas acumulaciones de calor 
(transferencia de calor). 
 Habilidad para mantener las características deseadas para un 
periodo de vida de servicio aceptable con un mantenimiento 
adecuado. 
 Estabilidad térmica. 
El aislamiento líquido lo forma en este caso el aceite dieléctrico, que es el 
que baña el conjunto interno formado las bobinas, el núcleo, los materiales 
aislantes sólidos así como las estructuras metálicas. Este fluido tiene tres 
funciones primordiales: 
 Proporciona una rigidez dieléctrica confiable. 
 Proporciona un enfriamiento eficiente. 
 Protege al demás sistema aislante. 
36 
 
Recordar que la vida de un transformador depende de la vida del 
aislamiento ya que un debilitamiento en cualquier componente del sistema 
aislante puede conducir a una falla en el transformador. 
Se considera que el aislamiento está deteriorado, cuando ha perdido una 
parte significante de su dieléctrico original, características mecánicas o 
 resistencia al impulso. 
Por último, la continuación en el proceso de deterioración terminará en lo 
 inevitable; una falla mecánica o eléctrica. 
4. Tanque y accesorios 
a. El tanque. es la parte del transformador que contiene el conjunto 
núcleo bobinas en su interior así como el líquido dieléctrico 
refrigerante (en este caso el aceite), además sirve como disipador 
del calor (conjunto de radiadores y ventiladores) generado por las 
pérdidas del transformador cuando este se encuentra en operación y 
como medio para colocar la serie de accesorios que requiere el 
equipo, dependiendo del tipo de transformador de que se trate. 
b. Accesorios. dispositivos que el transformador necesita para su 
correcta operación y poder monitorear el comportamiento del mismo. 
A continuación se enumeran los accesorios que normalmente lleva 
un transformador, así como una breve descripción de cada uno de 
ellos. 
 Cambiador de derivaciones. 
 Radiadores. 
 Boquillas de alta y baja tensión. 
 Válvula para drene del aceite. Válvula de muestreo. Placa de 
datos. Indicador de temperatura (con o sin contactos de 
alarma) *. 
 Indicador de nivel *. 
 Relevador Buchholz *. 
 Ventiladores (para aire forzado) * 
 Válvula mecánica de sobre presión *. 
37 
 
 Transformadores de corriente *. 
 Caja de conexiones *. 
 * Los equipos indicados son accesorios opcionales 
Algunos de los equipos que se listaron anteriormente no se 
encuentran contemplados en las normas de fabricación de 
transformadores por lo cual cuando se realiza la solicitud de 
cotización deberán de ser especificados. 
c. Cambiador de derivaciones En una línea de alimentación, los 
valores de tensión nunca son constantes; debido a esta situación, los 
transformadores son equipados con un accesorio que permite 
adaptar el transformador a los cambios de tensión de la línea de 
alimentación. 
Esto se logra por medio de un cambiador de derivaciones. Figura 
2.20. Que incrementa o disminuye el número de espiras 
(normalmente en el lado de alta tensión) para elevar o reducir la 
tensión de salida del transformador dependiendo de los 
requerimientos de la carga. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Siempre y cuando el cambiador se encuentre dentro del rango de 
tensión de alimentación.Se usa cuando la variación de la tensión es 
poco frecuente y se ajusta únicamente cuando el transformador se 
encuentra desconectado de la red de alimentación. Este ajuste se 
Figura 2.20 Cambiador y Volante de Derivaciones (para operación sin carga) 
38 
 
lleva a cabo por medio de un dispositivo exterior operado 
manualmente (volante) o por medio de un dispositivo motorizado. 
d. Radiadores. Los radiadores son una parte fundamental del 
transformador dado que por medio de estos y con ayuda del aceite, 
se disipa el calor generado por las pérdidas en el transformador. El 
número y dimensiones de éstos, se calcula de acuerdo con las 
pérdidas a disipar. Los radiadores pueden ser de tipo tubular o tipo 
oblea. Figura 2.21. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 a) Radiadores tipo b) tipo tubular 
 
 
e. Boquillas de alta y baja tensión. Las boquillas o bushings son 
dispositivos que se utilizan para sacar las terminales del primario y 
del secundario del interior del transformador hacia el exterior. 
De acuerdo a la clase de aislamiento y potencia del transformador se 
utilizan boquillas del tipo sólido. Figura 2.22 a) y b) 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.21 Radiadores 
Figura 2.22 a) Boquillas de Baja Tensión. 
39 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.22 b) Boquilla de Alta 
 
f. Indicador de temperatura con contactos de alarma. Este 
accesorio se usa para indicar el valor de la temperatura del nivel 
superior del líquido aislante del transformador y tienen microswitchs 
internos que pueden ser utilizados para el control de ventiladores, y/o 
iniciar o energizar una alarma. 
El indicador es montado en el bulbo sensor de temperatura en una 
capucha (termopozo), la cual está en contacto directo con el aceite 
del transformador y es asegurada con una tuerca. 
La campana o termopozo es hermética al líquido, permitiendo de 
esta manera, retirar al termómetro sin bajar el nivel del líquido o 
romper el sello del transformador. La calibración de la carátula está 
hecha en °C con una aguja blanca o amarilla para indicar la 
temperatura del líquido y una aguja roja (o de arrastre), para indicar 
la máxima temperatura que ha sido alcanzada en el líquido desde el 
último ajuste. 
La aguja roja es “arrastrada” por la aguja indicadora y aun cuando la 
temperatura disminuya y se mueva la aguja indicadora, la de arrastre 
no se mueve, quedando como testigo de la temperatura máxima 
alcanzada y solo se moverá cuando se ajuste manualmente por la 
persona encargada de vigilar el transformador. 
40 
 
Indicadores similares a los de la figura 2.23, son utilizados en los 
equipos. 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 2.23 Vista frontal de un indicador de temperatura con contactos de alarma 
 
g. Indicador de nivel. Este accesorio se utiliza para indicar el nivel del 
líquido dieléctrico, en el tanque principal del transformador y en los 
compartimentos asociados. Consiste de un brazo flotante y 
magnético por el lado donde se encuentra el líquido y un segundo 
magneto en la carátula indicadora (en la parte exterior). La aguja 
indicadora se mueve cada vez que el líquido este en o bajo del nivel 
a 25 °C. Posee un microswitch normalmente cerrado y otro 
normalmente abierto. Una leva montada en la flecha indicadora 
opera los microswitchs cuando la aguja caiga en la marca de “LOW” 
en la carátula. Cuando en nivel del líquido aumenta la aguja indica el 
cambio, pero el microswitchs no liberara la operación del micro hasta 
que el punto haya alcanzado de 5 a 10 grados arriba de la marca 
“LOW”. Figura 2.24. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.24. Indicador de nivel con contactos de alarma. 
41 
 
En caso de no contar con éste dispositivo, en el interior del tanque se 
marca mediante un estarcido la altura mínima que debe contenerse 
en el interior. 
h. Relevador Buchholz. La acción del Buchholz está basada en el 
hecho de que cualquier evento que sobrevenga a un transformador, 
esta precedido de una serie de fenómenos, sin gravedad, a veces 
imperceptibles pero que, a la larga conducen al deterioro del equipo. 
Por lo tanto, bastará con detectar los primeros síntomas de la 
perturbación y avisar al hecho mediante una señal acústica u óptica; 
no es necesario en este caso, poner el transformador 
inmediatamente fuera de servicio, sino tener en cuenta la 
circunstancia y desacoplar el transformador cuando lo permitan las 
condiciones del uso del equipo. Figura 2.25, se presenta un 
relevador Buchholz. Como puede apreciarse, el relevador es un 
aparato compacto de poco volumen y de fácil montaje, provisto 
generalmente de bridas de empalme de entrada y salida, que 
permiten montarlo en serie sobre la tubería que une el transformador 
con el tanque conservador del aceite. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.25 Corte parcial de un Relevador Buchholz. 
 
42 
 
Lleva dos flotadores, uno de alarma y otro de desconexión y un 
receptáculo de captación de los gases contenidos en el aceite, una 
pequeña mirilla situada en el receptáculo permite examinar el gas y 
juzgar la naturaleza del efecto, por el color y la cantidad de este gas. 
Una válvula de purga permite recoger el gas acumulado como el 
elemento de juicio de la importancia del defecto y su eventual 
agravación; la cantidad de gas recogido en un tiempo dado, es 
función de estos dos factores. 
La protección del relevador Buchholz no opera por la acción de los 
movimientos del aceite, que resultan de su calentamiento normal. 
Tampoco funciona bajo la acción de los movimientos del aceite que 
resultan de los esfuerzos electrodinámicos sobre las bobinas. Para 
que funcione el flotador de desconexión es necesario un brusco 
desplazamiento del aceite, debido a un fuerte desprendimiento 
gaseoso. 
A continuación y como resumen de lo expuesto hasta ahora, damos 
la relación de los defectos más importantes que pueden ser captados 
por el relé Buchholz: 
 En caso de ruptura de una conexión, se produce un arco que 
se alarga rápidamente por fusión de los conductores y que 
cebándose enseguida en otra parte del bobinado, puede 
provocar un corto circuito con todas sus desastrosas 
consecuencias. Este arco volatiliza el aceite y los defectos de 
este tipo de falla también quedan señalados por las 
humaderas de aceite que se escapan de la cuba. 
 En caso de un defecto del aislamiento a tierra, ante todo se 
produce un arco entre este punto del bobinado y el tanque o 
cualquier otra parte del cuerpo del transformador. Este arco se 
volatiliza y descompone el aceite, que afluye hasta este sitio 
del bobinado, rompiendo el arco, lo que provoca serias 
43 
 
quemaduras. Frecuentemente, esta falla a tierra es 
ocasionada por sobre tensiones. 
 En caso de corto circuito o sobrecarga brusca, se produce 
antes que nada, un fuerte aumento de temperatura, 
principalmente en las capas interiores del bobinado. El aceite 
contenido en las bobinas, queda bruscamente volatilizado, y 
descompuesto. Los gases que resultan son lanzados 
violentamente al exterior de los arrollamientos como si se 
tratara de una explosión, bajo la forma de pequeñas burbujas, 
rechazando una cantidad de aceite correspondiente. 
 A consecuencia de modificaciones en las propiedades 
químicas del aceite, que reducen su rigidez dieléctrica, puede 
suceder que algunos sitios queden sometidos a solicitaciones 
electrostáticas particularmente elevadas. Se producen 
descargas que, al principio, no tienen ninguna importancia 
pero cuya continuada repetición, puede afectar seriamente al 
transformador. Evidentemente, estas descargas 
descomponen el aceite y provocan la formación de gases. Los 
efluvios que se forman en el aceite, producen los mismos 
resultados. Si las conexiones entre el núcleo y los herrajes 
está mal hecha o se tienen puntos calientes en la laminación 
del núcleo. Estos defectos provocan la vaporización delaceite 
y con ello la formación de gases. 
La sola enumeración de estos defectos, que pueden ser detectados 
por este dispositivo, indica ya la importante función protectora de 
éste. Particularmente el empleo de relé Buchholz impedirá, muy 
seguramente, las peligrosas explosiones e incendios de aceite que 
pueden producirse a consecuencia de una falla en el transformador. 
i. Tanque conservador. Este accesorio es un depósito de expansión 
de lámina de acero, normalmente de forma cilíndrica o rectangular, 
soportado en la estructura del tanque principal por encima del nivel 
44 
 
de la tapa. Este tanque se dimensiona para contener 
aproximadamente un 10% del volumen total del aceite del 
transformador, con lo que hace frente sin problema alguno a la 
variación del nivel del aceite debido a las dilataciones o 
contracciones, por variaciones de cargas. 
Las funciones que cumplen este accesorio son las siguientes: 
 Mantener constante el nivel del aceite. En efecto, el 
aislamiento interno del transformador se establece teniendo 
en cuenta la presencia del aceite aislante. Por consiguiente, 
resulta esencial que el tanque principal del transformador esté 
siempre lleno de aceite, a pesar de la dilatación o de la 
contracción del volumen de aceite en función de las 
variaciones de temperatura; esta dilatación o contracción 
quedan absorbidas en el depósito conservador, de tal forma 
que el nivel del aceite en el interior del tanque principal, 
siempre permanezca constante. Mantener el tanque principal 
a una presión positiva. El hecho de mantener un depósito con 
una cierta cantidad de un líquido a una cierta altura y unido a 
otro depósito colocado en la parte inferior por medio de un 
tubo (o una manguera) el depósito colocado en la parte 
superior provocará una presión positiva en el depósito de la 
parte inferior. Esta es la función del tanque conservador sobre 
el tanque principal que siempre se mantendrá a presión 
positiva y evitará que penetre humedad en el tanque donde se 
encuentra el conjunto núcleo-bobinas con todos sus 
aislamientos. Figura 2.26 
 
 
 
 
 
Figura 2.26 Tanque Conservador 
45 
 
Figura 2.27 Ventilador utilizado para transformadores enfriados por aire forzado, 
j. Ventiladores. Para atender a capacidades mayores durante horas 
pico de carga y periodos de emergencia, sin rebasar los límites de 
elevación de temperatura en el aceite y en los devanados, el 
transformador se equipa con ventiladores. Por la acción del flujo de 
aire forzado, se obtiene una mejoría en el enfriamiento del aceite – 
aire, lo que permite disipar pérdidas mayores y consecuentemente 
operar en regímenes con potencias mayores a la potencia que 
suministra un transformador con enfriamiento natural. 
Verificar la placa de datos en donde se encuentran las capacidades 
y el tipo de enfriamiento del transformador. La operación de los 
ventiladores puede ser controlada automáticamente, con ayuda de 
sensores de temperatura con microswitchs o en forma manual. 
Figura 2.27. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
k. Placa de datos. La placa de datos consiste de una lámina de acero 
inoxidable en la cual se encuentran registrados todos los datos del 
transformador (capacidad, tensiones de los devanados primario y 
secundario, tipo de enfriamiento, impedancias, elevación de 
temperatura, Nº de serie, fecha de fabricación, etc.). 
46 
 
l. Válvula mecánica de sobre presión. Este accesorio se monta en la 
cubierta del transformador, y está diseñado para liberar presiones 
peligrosas las cuales se pueden generar dentro del tanque del 
transformador. Cuando una presión determinada es excedida, una 
reacción de presión levanta el diafragma y desahoga el tanque del 
transformador. 
La presión anormal seguida de un arco, es a menudo suficiente para 
romper el tanque, si no se instala una válvula de sobre presión. 
Éstas, pueden proveerse con contactos o sin contactos para mandar 
normalmente señales de disparo. En la figura 2.28 a) y 2.28 b) la 
válvula mecánica de sobre presión puede ser con o sin contacto de 
alarma 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 2.28 Válvulas mecánicas. 
 
a) Válvulas mecánica de sobre presión 
con contacto de alarma 
b) Válvula mecánica de sobre presión 
Sin contacto de alarma 
47 
 
m. Transformadores de corriente. Los transformadores de corriente se 
utilizan para reducir los valores de corriente de utilización 
(normalmente a 5 amperes) y como dispositivos de aislamiento. Los 
secundarios de estos dispositivos se conectan a: Amperímetros, 
relevadores de sobre corriente, de protección contra fallas a tierra, 
elementos de corriente de wáttmetros y otros medidores, relevadores 
direccionales, diferenciales, de distancia y otros aparatos más. La 
selección de transformadores de corriente debe basarse en la 
precisión deseada en la medición y la potencia de la carga a 
conectar en el secundario de estos equipos. Figura 2.29. 
 
 
 
 
 
 
 Figura 2.29 Transformadores de corriente tipo Bushing. 
 
El circuito secundario de un transformador de corriente nunca debe 
de abrirse mientras circula corriente por el primario; en este caso se 
originará una tensión elevada en el devanado secundario que 
presentará sin duda alguna un peligro para el aislamiento y para el 
personal; además, el transformador podría quedar con magnetizado 
permanente al restablecer el circuito con los correspondientes 
errores en la relación y ángulo de fase. 
El circuito secundario debe de estar efectivamente conectado a tierra 
en un punto. 
Es conveniente desmagnetizar cuidadosamente un transformador de 
corriente, cuyo circuito secundario ha sido accidentalmente abierto.
 
48 
 
n. Válvula de drene de aceite. Esta sirve para efectuar el drenado del 
aceite del transformador en su parte inferior. Figura 2.30 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 2.30 Válvula para drenado del aceite. 
 
o. Válvula de muestreo. se utiliza para sacar muestras de aceite a ser 
analizadas para dictaminar de estado del aceite; se ubica en la parte 
inferior al igual que la válvula de drene. Figura 2.31 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 2.31 Válvula para el muestreo del aceite. 
 
 
49 
 
p. Caja de conexiones, La caja de conexiones es la parte en donde 
llegan las terminales de los microswitchs de los accesorios como: 
indicadores de temperatura, indicadores de nivel, indicadores de 
punto caliente de los devanados, relevador de Buchholz, secundarios 
de los transformadores de corriente, etc. Una resistencia calefactora 
asegura el calentamiento de la caja para evitar condensaciones de 
humedad dentro de la misma. 
Este accesorio es un parte fundamental en el control y protección del 
transformador. Figura 2.32. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 2.32 Caja de conexiones. 
 
q. Normas nacionales y normas de referencia aplicables: 
 NORMAS NACIONALES. NOM 
 NMX-J-109-1977 Transformadores de corriente. 
 NMX-J-123-ANCE-2008 
 Productos eléctricos- Transformadores- Aceites minerales 
aislantes para transformador parte 1 y Especificaciones. 
 NMX-J-169-ANCE-2004 Transformadores y Auto-
Transformadores de Distribución y Potencia 
50 
 
 Métodos de Prueba. 
 NMX J-153-1972 Clasificación de materiales aislantes. 
 NMX J-271/1-ANCE-2007 Técnicas de pruebas en alta 
tensión. 
 NMX-J-308-ANCE-2004 Guía para el manejo, 
almacenamiento, control y tratamiento de aceites Minerales 
aislantes para transformadores en servicio 
 NMX J-409-ANCE-2003 Guía de carga de transformadores de 
Distribución y Potencia Sumergidos en aceite. 
 NMX J-410-1982 Guía para instalación y mantenimiento de 
transformadores Sumergidos en aceite 
r. Normas internacionales 
 IEEE C57.12.00-2010 Standard General Requirements for 
Liquid-Immersed Distribution, 
 Power and