090223 5 Et 153 Memoria Descriptiva

AMPLIACION DEL SUMINISTRO DE ENERGIA ELECTRICA

PROYECTO CERRO LINDO FASE II

MODIFICACION DE ENTRADA DE LINEA DE TRANSMISION 60 KV EXISTENTE A S.E. DESIERTO

EXPEDIENTE TÉCNICO DE MONTAJE ELECTROMECANICO Y OBRAS CIVILES

VOLUMEN I

MEMORIA DESCRIPTIVA

REVISIÓN A

Jr. San Francisco 991 – Urb. Palao – San Martín de Porres Tf: 534-6681 / 988057247

LIMA, JULIO DEL 2011

COMPAÑÍA MINERA MILPO S.A.A. GERENCIA DE DESARROLLOS Y PROYECTOS

MAConsultoresS.A.C

PROYECTO CERRO LINDO FASE II ESTUDIO DEFINITIVO

PROYECTO Nº 09022

MODIFICACION DE ENTRADA DE LINEA DE TRANSMISION 60 KV EXISTENTE A S.E. DESIERTO

MEMORIA DESCRIPTIVA

090223-5-MD- 153

Rev. A

APROBADO POR: Jefe de Proyecto Ing. Hubler Montes

Cliente Compañía Minera Milpo S.A.A.

Revisión Hecho Por Descripción Fecha Revisado Aprobado

A G. Contreras Emitido para aprobación del cliente

20/07/11 H. Montes

COMENTARIOS DEL CLIENTE:

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TABLA DE CONTENIDO

1 RESUMEN .......................................................................................................... 4 1.1 INTRODUCCION ................................................................................................ 4 1.2 INSTALACIONES EXISTENTES ........................................................................ 5 1.3 INSTALACIONES PROYECTADAS ................................................................... 6 1.4 CARACTERISTICAS DE LAS INSTALACIONES PROYECTADAS .................. 7 1.5 CRONOGRAMA DE IMPLEMENTACION .......................................................... 8 2 ENLACE DE LINEA DE TRANSMISIÓN AEREA 60 KV .................................. 10 2.1 GENERALIDADES ............................................................................................ 10 2.2 DISEÑO ELECTRICO ....................................................................................... 12 2.3 DISEÑO MECANICO ........................................................................................ 16

COMPAÑÍA MINERA MILPO S.A.A. PROYECTO CERRO LINDO FASE II MODIFICACION DE ENTRADA L.T. 60KV

EXISTENTE A S.E. DESIERTO MA Consultores S.A.C

GERENCIA DE DESARROLLOS Y PROYECTOS

MEMORIA DESCRIPTIVA 090223-5-MD-153

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ENLACE LINEAS DE TRANSMISION 60 KV

MEMORIA DESCRIPTIVA

1 RESUMEN

1.1 INTRODUCCION 1.1.1 Objeto

El presente informe tiene como objetivo presentar los diseños de Ingeniería de la parte correspondiente a la Modificación de Entrada de Línea de Transmisión 60 kV Existente a S.E. Desierto del “Proyecto Cerro Lindo Fase II”. Por otro lado, la elaboración del Expediente Técnico para el Suministro de Equipos, Materiales, Montaje Electromecánico y Obras Civiles del proyecto correspondiente a la línea de transmisión en 60 kV. La información proporcionada es de carácter referencial y no exime al Contratista de su responsabilidad de conocer cabalmente la zona del proyecto ni por el desarrollo del las obras.

1.1.2 Localización del Proyecto

La Modificación de Entrada de Línea de Transmisión 60 kV Existente a S.E. Desierto, se encuentran ubicada en el distrito de Chavín, provincia de Chincha del Departamento de Ica. El área del estudio comprende a las siguientes coordenadas geográficas de referencia: SE Desierto: 8 533 255,86 N, 372 524,80 E 230,00 msnm Los niveles de altitud de la línea de transmisión 60 kV en estudio se ubican en los 230 m.s.n.m. (S.E. Desierto).

1.1.3 Clima y Características Climatológicas a. Características Climatológicas

Las características climatológicas de la zona del proyecto, que sirven de referencia para el diseño de la línea de transmisión fueron determinados en base a lo establecido en el Nuevo Código Nacional de Electricidad (CNE- Suministro 2001) y de otros estudios de proyectos similares desarrollados anteriormente en la zona del proyecto:

Temperatura Ambiente

- Máxima : 30 ºC





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- Media : 20 ºC - Mínima : 5 ºC

Velocidad Viento

- 94 km/h, 10 ºC (Tabla 250-1.B CNE) - 50 km/h, 5 ºC (Tabla 250-1-B CNE)

Humedad Relativa : 80 %-100 %

Nivel ceráunico : 5 días – tormenta / año

b. Características Ambientales

La zona del proyecto se caracteriza por presentar un alto nivel de contaminación por la alta polución existente a lo largo de toda la zona y con escasa presencia de lluvias y en un contexto de clima normalmente húmedo. El clima prevaleciente en la zona del proyecto es templado y húmedo típico de la costa, con variaciones pequeñas en precipitación y temperatura.

1.2 INSTALACIONES EXISTENTES En el área del proyecto se encuentran las siguientes instalaciones de transmisión: Líneas de transmisión en doble terna 60 kV y 22.9 kV S.E. Desierto – S.E.

Cerro Lindo. Subestación Desierto 220/60/22.9 kV Subestación Cerro Lindo 60/10 kV

1.2.1 Líneas de Transmisión 60 kV y 22.9 kV

La línea de transmisión en doble terna 60 kV y 22.9 kV tienen como punto de suministro eléctrico a la Subestación Desierto. La terna de la línea de transmisión correspondiente a la tensión en 22.9 kV alimenta a las Estaciones de Bombeo de Agua No 2 y No 3 ubicadas cada una de ellas en las Torres No T.24 y T.39 de la línea existente, a partir de este último suministro la línea continua en simple terna en la tensión de 60 kV hasta llegar a la Subestación Cerro Lindo. Los soportes de la línea de transmisión son en estructuras metálicas autosoportadas. Los conductores de cada línea de transmisión son de material aleación de aluminio, para el caso de la línea en 22.9 kV el calibres es de 70 mm2 de sección mientras que para la línea en 60 kV el calibres es de 179 mm2 de sección. El aislamiento de la línea está conformada por aisladores del tipo polimérico tanto para la tensión en 22.9 kv y 60 kV.





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1.2.2 Subestación Desierto 220/60/22.9 kV La subestación Desierto es de propiedad de la Unidad Minera de Cerro Lindo es una subestación de tipo intemperie que cuenta con un nivel de tensión en 220 kV y bahías de transformación de 220/60/22.9 kV: En 220kV tiene una configuración doble barra con cuatro bahías:

Salida de línea a Independencia Salida de línea a Chilca REP Bahía de acoplamiento Bahía de transformación.

En 60kV tiene una configuración simple barra con una bahía de transformación y salida de línea a Cerro Lindo. En 22,9 kV tiene una configuración simple barra, abierta, tipo exterior con cuatro salidas:

Salida de línea para el sistema de bombeo Salida de línea a planta desaladora Salida de línea de reserva Salida a transformador

1.2.3 Subestación Cerro Lindo 60/22.9 kV

La subestación Cerro Lindo, punto de llegada de la línea de transmisión en 60 kV, es una subestación del tipo convencional al exterior de 60/10kV. En 60 kV tiene una bahía de línea – transformador. El lado de 10 kV es un sistema trifásico con neutro puesto a tierra a través de una resistencia que limita la corriente de falla a 400 Amp. El sistema en 10 kV es simple barra del tipo interior, conformado por celdas aisladas en aire, cuenta con 11 circuitos:

01 Celda principal, entrada de transformador 01 celda para servicios auxiliares 01 celda para interconexión con el grupo de emergencia 01 celda para el banco de condensadores 07 celdas de salida a cargas mineras

1.3 INSTALACIONES PROYECTADAS 1.3.1 Alcances del Proyecto

El alcance del proyecto en lo referente a la Modificación de Entrada de la Línea de Transmisión en 60 kV Existente a la S.E. Desierto contempla en la elaboración del diseño de la Ingeniería del Proyecto para definir las características técnicas de los equipos y materiales, así como los expedientes





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técnicos para el suministro de equipos y materiales, y las obras de construcción a ser ejecutadas en el proyecto.

1.3.2 Obras Proyectadas La obra que contempla el proyecto comprende:

Modificación de Entrada de Línea de Transmisión 60 kV Existente a Subestación Desierto.

En este proyecto de Modificación de Entrada de la L.T. 60 kV existente a la S.E. Desierto se tiene en consideración lo siguiente: a. El Punto de inicio del proyecto se ubica en la Torre No T.1 (Tipo T2-3

existente) de la línea de transmisión existente en 60 kV Desierto – Cerro Lindo, a partir de esta Torre se plantea modificar el ingreso de la línea en 60 kV (conductores fases) a un nuevo pórtico proyectado en la subestación Desierto mediante la utilización de dos Torres (T.1A y T.1B).

b. Para el caso de la fibra óptica el punto de inicio es en la Torre No T.1 (Tipo A60+0) de la línea de transmisión 60 kV Desierto – Cerro Lindo (Fase II) Proyectado. Esta fibra óptica viene hacer la continuación (sin empalme) de la línea proyectada Cerro Lindo Fase II hasta la llegada al nuevo pórtico de la subestación Desierto.

En el Gráfico No 1.1 y en el Plano No 090223-5-151 se muestran las zonas del proyecto donde se ejecutaran las obras proyectadas correspondientes a la modificación de entrada de la línea de transmisión en 60 kV a la S.E. Desierto.

1.4 CARACTERISTICAS DE LAS INSTALACIONES PROYECTADAS Las características principales de la Modificación de Línea de Transmisión 60 kV Existente son las siguientes:

DESCRIPCION

LINEA TRANSMISIO 60 KV

Tensión Nominal 60 kV

Número de Ternas 01 (uno)

Longitud 0,1 km

Conductor Activo AAAC - 240 mm2

Cable Guarda – Fibra Optica OPGW – 96.3

Estructuras Celosía Autosoportadas

Número Estructuras 02

Aisladores Vidrio Templado

Puesta a Tierra Conductores y electrodos de

acero con recubrimiento de cobre





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1.5 CRONOGRAMA DE IMPLEMENTACION

Se ha previsto dos fases para el cronograma de ejecución del Enlace de la línea de transmisión en 60 kV las cuales forman parte de proyecto en su conjunto: Suministro de equipos mayores y materiales La construcción de la obra

El “Suministro de Equipos Mayores” se refiere a los suministros de equipos y/o materiales, que además de su alto costo son de vital importancia para la puesta en servicio del proyecto. Casi la totalidad de estos suministros son de origen extranjero y requieren un tiempo relativamente prolongado para su fabricación y posterior importación. Estos suministros serán entregados por los Proveedores en los almacenes designados por la Unidad Minera de Cerro Lindo. La “Construcción de la Obra” incluye el diseño ejecutivo, obras civiles, montaje electromecánico con suministro de materiales menores, pruebas y puesta en servicio. Esta fase se refiere a la construcción propiamente dicha de las instalaciones proyectadas utilizando los equipos y materiales adquiridos en la fase anterior. Este trabajo será desarrollado por una empresa constructora de origen nacional.





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2 ENLACE DE LINEA DE TRANSMISIÓN AEREA 60 KV

2.1 GENERALIDADES

2.1.1 Descripción Como parte del “Proyecto Cerro Lindo Fase II” comprende la construcción de la siguiente obra:

Modificación de Entrada de Línea de Transmisión 60 kV Existente a Subestación Desierto.

Las características principales de las líneas de transmisión son:

DESCRIPCION

LINEA TRANSMISIO 60 KV

Tensión Nominal 60 kV

Número de Ternas 01 (uno)

Longitud 0,1 km

Conductor Activo AAAC - 240 mm2

Cable Guarda – Fibra Optica OPGW – 96.3

Estructuras Celosía Autosoportada

Número Estructuras 02

Aisladores Vidrio Templado

Puesta a Tierra Conductores y electrodos de

acero con recubrimiento de cobre

2.1.2 Trazo de Ruta de la Línea El trazo de ruta de la modificación de línea de transmisión 60 kV existente a la S.E. Desierto fue seleccionado en función a la modificación planteada de la nueva salida de bahía en 60 kV. En el Plano No 090223-5-151 en escala 1:200 se muestra el trazo de ruta de la modificación de la línea de transmisión a la S.E. Desierto. Esta modificación tiene como punto de inicio la Torre No T.1 (Tipo T2-3 existente) de la línea de transmisión existente y como punto de llegada la nueva bahía modificada en 60 kV dentro de la subestación. Para esta modificación de línea (enlace) fue necesario la ubicación de dos vértices de esta manera se mantienen las distancias de seguridad en los cruces de los conductores existentes de las otras líneas existentes.





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2.1.3 Derecho de Paso

De acuerdo al Código Nacional de Electricidad (CNE), regla 219.B.4 (Tabla 219), el ancho mínimo de la Franja de Servidumbre a lo largo de toda la línea aérea será de 16 m para líneas de transmisión en 60 kV, es decir 8 m a cada lado del eje de la línea de transmisión (Norma DGE-025P.1/1988).





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2.2 DISEÑO ELECTRICO

2.2.1 Normas

Para el diseño de la línea de transmisión en 60 kV, se tendrá en cuenta las siguientes normas y códigos: Código Nacional de Electricidad – Suministro (Perú) Norma VDE 0210/12.85 Normas internacionales, tales como: IEC, ANSI, NESC, etc.

El Código Nacional de Electricidad – Suministro (Perú) es una norma principal para el diseño, sólo en caso que esta no cubra los requerimientos específicos se utilizarán las otras normas mencionadas.

2.2.2 Condiciones de Operación Por condiciones de operación normales del sistema la línea de transmisión estará transmitiendo en las siguientes condiciones: Nivel de tensión : 60 kV Máxima tensión de operación : 72,5 kV Capacidad de transmisión por línea : 24 MVA (Emergencia 42 MVA)

2.2.3 Conductor

a. Características Las características del conductor a utilizar en el proyecto son las siguientes:

Material : Aleación de Aluminio AAAC Sección nominal : 240 mm2 Sección real : 236 mm2 N° de hilos : 19 x 3,98 mm Diámetro exterior : 19,88 mm Peso unitario : 0,650 kg/km Carga de rotura : 7 110 kg Módulo elasticidad : 6 450 kg/mm2 Coeficiente de expansión : 23 E-06

b. Cargas Mecánicas y Factores de Seguridad

El conductor para la máxima tensión de trabajo, estará afectado con un factor de seguridad superior a 1.67, habiéndose establecido un valor del 8 % del tiro de rotura del conductor en condiciones EDS inicial.

2.2.4 Cable de Guarda – Fibra Óptica Tipo OPGW

Las características del cable de guarda a utilizar son las siguientes:





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Tipo : OPGW – cable de guarda con fibra

óptica incorporada Normas de Fabricación : ITU-T G.652 Sección aproximada : 96.3mm² Diámetro nominal del cable : 13.0 mm Peso aproximado del cable : 0,563 kg/m Mínima carga de rotura (RTS) : 7 600 daN (7 747 kg) Coeficiente lineal de expansión : 0,00001562 °C-1 Módulo de elasticidad final : 11 361,38 kg/mm² Número de unidades ópticas : 1 Número de fibras por unidad óptica : 48

2.2.5 Aisladores

a. Tipo de Aislador.

La zona del proyecto es una región de clima húmedo con lluvias esporádicas principalmente en la zona cercana al litoral, el medio por donde se desplaza las líneas proyectadas presentan una contaminación de alta polución por esta razón se ha adoptado un aislador del tipo cerámico de vidrio templado por presentar mejores condiciones de trabajo para este tipo de ambientes.

b. Características de los Aisladores

Los aisladores serán de las siguientes características:

Material : Vidrio Templado Tipo : Standard Acoplamiento : Bola casquillo IEC 16 mm Diámetro : 255 mm. Espaciamiento : 146 mm. Distancia de fuga mínima : 320 mm. Carga electromecánica mínima

de rotura : 70 kN. Sostenimiento a frecuencia Industrial

- En seco : 70 kV - Bajo lluvia : 40 kV

Sostenimiento bajo onda impulso : 100 kV Tensión de perforación : 110 kV Peso aproximado : 4,5 kg

c. Cadenas de Aisladores Las cadenas de aisladores estarán compuestas por SIETE (07) unidades en cadenas de anclaje. Los ensambles de las cadenas de aisladores deberán soportar un esfuerzo electromecánico mínimo de 70 kN y tendrán los siguientes tipos de ensambles:





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Ensamble Anclaje Normal (AN1)

Constituido por los siguientes elementos:

Grillete recto. Adaptador Anillo - bola Rotula Horquilla Grapa de anclaje tipo compresión

Ensamble de Anclaje Invertido (AN2)

Constituido por los siguientes elementos:

Grillete recto Rotula Horquilla Horquilla Bola Grapa de anclaje tipo compresión

2.2.6 Estructuras

a. Material y Configuración

Se utilizarán celosía metálica con perfiles angulares de acero galvanizado autoportantes para simple terna con disposición de las ménsulas en forma vertical y preparada para llevar un cable de guarda (Fibra óptica) en la parte superior.

b. Tipos de Estructuras

Los tipos de estructuras con torres metálicas a emplearse son los siguientes:

TIPO

APLICACIÓN

ANGULO DE

DESVIO

T1 Anclaje – Terminal

0° - 70° (90°)

2.2.7 Puesta a Tierra

a. Materiales del Sistema de Puesta a Tierra Los materiales para la puesta a tierra son los siguientes:

Cable de puesta a tierra

Se usará el conductor de material de acero con recubrimiento de cobre de calibre 7 No 10 AWG





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Electrodos de puesta a tierra

Se usará las electrodos de material de acero con recubrimiento de cobre de 16 mm φ x 1.80 m de longitud Conectores

Se usarán conectores del tipo perno de material bronce o bimetálico

b. Tipos de Puesta a Tierra Configuración C3 : Configuración compuesta por cuatro (04) contrapesos

horizontales de longitudes variables L.





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2.3 DISEÑO MECANICO 2.3.1 Parámetros de Diseño Mecánico

Para el diseño mecánico se ha considerado los siguientes parámetros: a. Carga de viento máximo.

Conductor : 42,26 Kg/m² Estructura : 135,22 Kg/m²

b. Rango de Temperatura del conductor.

Mínimo : 0 °C. Máximo : 65 °C.

c. Hielo sobre el conductor : 0 mm d. Rango de temperatura del cable de guarda

Mínimo : 0 °C. Máximo : 40 °C.

e. Hielo sobre cable de guarda : 0 mm f. Factores de seguridad estructura

Estructura Cargas Verticales : 1,50 Cargas Transversales debido al viento : 2,20 Cargas Transversales debido a la tensión : 1,10 Cargas Longitudinales en anclajes : 1,10 Cargas Longitudinales en anclaje terminal : 1,30

Conductor

Tensión de cada día : 8 % EDS Inicial Máximo trabajo : 60 % UTS (Ultimate Tensile Stress)

Cable de Guarda

Tensión de cada día : 5 % EDS Inicial Máximo trabajo : 60 % UTS (Ultimate Tensile Stress)

Aisladores : 3.0

2.3.2 Cálculo Mecánico del Conductor y Cable Guarda (Fibra Óptica)

De las características climatológicas establecidas, se aplica las condiciones más exigentes según lo establece el CNE:





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HIPÓTESIS Nº 1 TENSIÓN DE CADA DIA (EDS) Temperatura media : 20 ºC Presión del viento : 0 kg/m² Esfuerzo de Trabajo : 8% de carga de rotura Conductor (inicial)

5% de carga de rotura (Inicial) HIPÓTESIS Nº 2 MÁXIMO TIRO (Viento Máximo)

Temperatura media : 10 ºC Presión del viento : 42,26 kg/m2 (94 km/h) Esfuerzo de Trabajo : < 60% de carga de rotura

HIPÓTESIS Nº 3 MINIMA TEMPERATURA (Flecha Mínima)

Temperatura mínima : 5 ºC Presión del viento : 0 kg/m²

HIPÓTESIS Nº 4 FLECHA MAXIMA (Temperatura Máxima)

Temperatura máxima : 60 ºC + CREEP (Art. 232.A.2) Presión del viento : 0 kg/m²

HIPÓTESIS Nº 5 OSCILACIÓN DE LA CADENA

Temperatura media : 10 ºC Presión del viento : 29,50 kg/m2

Para el caso del cable de guarda (fibra óptica) se aplicarán las mismas hipótesis de carga del conductor con restricción para la Hipótesis No 1 donde se considera un esfuerzo de rotura del cable de 5% para la condición inicial y la Hipótesis No 4 donde se considera una temperatura máxima de 40°C.

2.3.3 Distribución de Estructuras

Para efectuar la distribución de las estructuras, se han utilizado las dimensiones y alturas de las estructuras metálicas de celosía que se muestran en los planos del proyecto respectivos así como los diagramas de carga que se adjuntan en las especificaciones técnicas de suministros mayores. Se obtuvieron las siguientes cantidades por tipos de estructuras:

Extensión T1 Total

± 0 02 02 Total 02 02





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2.3.4 Cálculo Mecánico de las Estructuras a. Definiciones Básicas de Diseño para el Cálculo Mecánico de las

Estructuras

Cada tipo de estructura se diseñara en función de sus vanos característicos siguientes:

- Vano lateral: El vano mas largo admisible de los adyacentes a la

estructura, que determina las dimensiones geométricas. - Vano viento: La longitud igual a la semisuma proyectada de los vanos

adyacentes. - Vano peso : La distancia horizontal entre los puntos mas bajos (reales

o ficticios) del perfil del conductor en los dos vanos adyacentes a la estructura y que determinan la reacción vertical sobre la estructura en el punto de amarre del conductor.

En el diseño de las estructuras, se tendrá en consideración el ángulo de desvío máximo admitido para los conductores.

b. Hipótesis de carga para el cálculo de las estructuras

Las hipótesis para el cálculo del árbol de cargas de los diversos tipos de estructuras metálicas de acero galvanizado en celosía para simple terna son las siguientes:

b.1 Estructura Anclaje - Terminal Tipo T1

Hipótesis A: Viento Máximo Transversal

Tiros máximos longitudinales de todos los conductores y cable de guarda

(vanos normales y flojos) y simultáneamente la carga máxima del viento en forma perpendicular al eje de la línea.

Presión de viento máximo transversal sobre la estructura, 135,22 kg/mm². Temperatura 10°C Conductores y cable de guarda sanos

Hipótesis B: Viento Máximo Transversal caso Terminal

Tiros máximos longitudinales de todos los conductores y cable de guarda

(vanos normales y flojos) y simultáneamente la carga máxima del viento en forma perpendicular al eje de la línea.

Presión de viento máximo transversal sobre la estructura, 135,22 kg/mm². Temperatura 10°C Conductores y cable de guarda sanos

Hipótesis C: Viento Máximo a 45°

Presión de viento máximo a 45° con respecto al eje de la línea, sobre

conductor, cable de guarda y aisladores, 42,26 kg/mm². Presión de viento máximo a 45° sobre la estructura, 135,22 kg/m²





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Temperatura 10°C Conductores y cable de guarda sanos.

Hipótesis D: Temperatura Mínima

Presión de viento nulo, 0,00 kg/mm2. Presión de viento nulo, 0,00 kg/mm2 sobre la estructura. Temperatura 5°C Conductores y cable de guarda sanos.

Hipótesis E: Temperatura Mínima caso Terminal

Presión de viento nulo, 0,00 kg/mm2. Presión de viento nulo, 0,00 kg/mm2 sobre la estructura. Temperatura 5°C Conductores y cable de guarda sanos.

Hipótesis F, G y H: Rotura de un conductor de fase superior, intermedia e inferior alternadamente (uno por vez)

Rotura de conductor de la fase superior, fase intermedia y fase inferior

alternadamente (uno por vez); considerando reducción de tiro longitudinal remanente en el conductor por efecto del desplazamiento de la cadena de aisladores.

Demás conductores y cable de guarda sanos Temperatura media 20 °C Presión de viento nulo, 0,00 kg/m²

Hipótesis I: Rotura de un cable de guarda

Rotura de un cable de guarda; en donde no se considera reducción de

tiro longitudinal remanente en el cable de guarda Conductores de fase sanos Temperatura media 20 °C Presión de viento nulo, 0,00 kg/m²

c. Factores de Sobrecarga para Estructuras

Tomando como referencia el Nuevo Código Nacional de Electricidad (Regla No 253, Tabla 253-1) se tienen los siguientes valores de sobrecarga:

Estructuras Metálicas:

Cargas Verticales : 1,50 Cargas Transversales debido al viento : 2,20 Cargas Transversales debido a la tensión : 1,10 Cargas Longitudinales en anclajes : 1,10 Cargas Longitudinales en anclaje terminal : 1,30





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d. Factores de Resistencia para Estructuras El Código Nacional de Electricidad (Tabla 261-A) establece que los valores de sobrecarga dados en el ítem anterior deberán ser utilizados con el siguiente factor de resistencia:

- Estructuras Metálicas : 1,00

2.3.5 Diagramas de Carga de las Estructuras

Los Diagramas de Cargas de las estructuras en celosía metálica se determinaron teniendo en cuenta las hipótesis de cargas normales y las hipótesis de cargas excepcionales.

En la hipótesis normal se considera que actúan simultáneamente en cada ménsula las cargas exteriores máximas encontradas para cada tipo de estructuras y el viento que actúa sobre ellas. Las hipótesis excepcionales consideran el máximo tiro unilateral por rotura del conductor ó del cable de guarda actuando en cada ménsula (conductor) ó copete.





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2.4 DESCRIPCIÓN DE LAS OBRAS CIVILES

2.4.1 Objetivos

El presente informe tiene por objetivo describir los tipos de fundación, criterios de diseño y materiales; a considerar en la Línea de Transmisión 60kV del presente proyecto.

2.4.2 Normas Vigentes Los criterios de diseño a seguir para el cálculo de las fundaciones de estructuras de las Líneas de Transmisión, se regulan con las normas y códigos peruanos vigentes, y normas internacionales complementarias; entre las cuales podemos mencionar:

Norma Técnica de Edificación NTE 060 - Concreto Armado – Comentarios Norma Técnica de Edificación NTE 030 - Diseño Sismorresistente Norma Técnica de Edificación NTE 050 - Suelos y Cimentaciones American Concrete Institute ACI-318/99 American Institute of Steel Construction – AISC American Society for Testing and Materials - ASTM

2.4.3 Geología y Geotécnia

El estudio de geología y geotecnia tiene como objetivo el determinar las condiciones locales de estabilidad y calidad del suelo para resistir las fuerzas que se transmiten al terreno de fundación de las torres. Estos estudios proporcionan los parámetros del suelo de fundación que se emplean en el diseño de las cimentaciones de las estructuras de la Línea de Transmisión. Para determinar los parámetros de cimentación se realizaron exploraciones de campo (calicatas) para obtener muestras disturbadas de suelos representativos que fueron remitidas al laboratorio de mecánica de suelos. Con los resultados de los ensayos de laboratorio se elaboró el informe geotécnico que determinó los parámetros de resistencia y calidad del suelo requeridas para el diseño de las fundaciones.

Los parámetros geotécnicos que se utilizaron para el proyecto fueron sacados del informe de Geología y Geotecnia (090222-3-IN-001) del proyecto “NUEVA LINEA DE TRANSMISION 60 KV- DESIERTO – CERRO LINDO” De acuerdo a las características físicas y químicas de los suelos se recomienda el uso de cemento tipo V en las estructuras de cimentación de las torres.





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2.4.4 Fundaciones de Concreto Armado

Las bases de las Líneas de Transmisión serán de concreto armado de 210 Kg/cm2 de resistencia a la compresión y sus dimensiones han sido calculadas de acuerdo al tipo de torre y condiciones más críticas de carga, así como al tipo de suelo.

Las cimentaciones llevarán un perfil metálico (stub) empotrado en concreto y pequeños ángulos (cleats) empernados al stub para anclaje en el concreto.

2.4.4.1 Fundaciones de Torres

a. Consideraciones generales de diseño En la determinación de la fundación de las torres de estructuras metálicas de tipo celosía se ha tenido en cuenta los siguientes criterios: Datos de la geometría de la base de las torres.

El espaciamiento entre las patas de las estructuras de acero en el punto

donde las cargas son transferidas a la cimentación. La inclinación de las patas de las torres.

El tamaño y características de los perfiles angulares que constituyen los

“stub”. El tipo de suelo de fundación basado en la evaluación de campo y resultados

de ensayos de laboratorio. Las cargas actuantes transmitidas a la cimentación, para las condiciones

más críticas. b. Forma de las fundaciones de torres Las bases de concreto para suelo y/o rocas muy alteradas están compuestas de zapata y columna (pedestal). Esta cimentación constará de una zapata cuadrada con forma de pirámide truncada desde la cual sale un pedestal que sobresale del terreno una longitud mínima de 30 cm. Embebido en este pedestal se instalará el “stub”, siendo éste último la extensión de la pata de la torre dentro de la cimentación. El pedestal tendrá la misma inclinación que la del stub para cada tipo de torre. Todas las bases de concreto cimentadas en suelo llevarán un solado de 5cm de espesor de concreto simple de 100 Kg/cm2 de resistencia. En todas las bases de concreto se considerará formas de encofrado solo en los pedestales.





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Las bases de concreto para roca sana y roca fracturada estarán compuestas por bloques macizos empotrados en la roca y eventualmente pernos de anclaje. El ángulo de inclinación de los pernos debe ser el adecuado, de manera que sujete la roca que presenta fracturas. Para determinar el ángulo de inclinación de los pernos, se debe analizar el ángulo del fracturamiento de los estratos. c. Factor de seguridad al volteo Las fuerzas de volteo tomadas en consideración para el diseño de la cimentación, son las fuerzas resultantes del árbol de cargas de servicio de los conductores que llegan a la torre para las condiciones más críticas que pueden presentarse.

El factor de seguridad al volteo para el análisis de la estabilidad de la fundación será considerado mayor o igual a 1,5.

d. Factor de seguridad al arrancamiento

La fuerza resistente a la fuerza de arrancamiento de la cimentación de la torre está dada por el peso de la cimentación y el peso del relleno compactado. El peso específico del relleno para efectos de cálculo, se ha considerado con un valor de 1600 Kg/m3.

La relación entre la fuerza resistente y la fuerza de arrancamiento representa el factor de seguridad de arrancamiento, el cual debe ser mayor o igual a 1,5 para Condiciones Normales y Extraordinarias. Siendo este efecto analizado para la condición de carga de tracción más desfavorable.

El ángulo de arrancamiento del suelo para efectos del cálculo del peso del relleno, se considerará los 2/3 del ángulo de fricción del terreno.

e. Verificación de la Capacidad Portante

La presión ejercida sobre el suelo por la fundación, debido a la fuerza de compresión máxima que actúa sobre la pata de la torre en análisis, no excederá de la capacidad portante del suelo por las condiciones normales y excepcionales de carga. Las presiones que se transmiten al terreno se calcularán considerando los efectos de carga excéntrica sobre las fundaciones, en base a la carga de compresión vertical y los momentos biaxiales sobre la base de cimentación, verificados por medio de la siguiente expresión:

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ±±=

Bey

Bex

BPc .6.61.2σ

Siendo:





Proyecto Nº 09022

Fecha:20/07/11

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Pc : Formado por la sumatoria de las Fuerzas en Compresión, Peso de la Base y Peso del relleno.

B : Ancho de la cimentación ex, ey : Excentricidad en X e Y

2.4.4.2 Diseño de Concreto Armado

Para el diseño de las cimentaciones de concreto armado se empleará el “Método a la Rotura” o de Cargas últimas, basado principalmente en la Norma Técnica de Edificaciones NTE 060 y en el ACI-318/99. Las cargas de trabajo de las torres serán magnificadas de acuerdo a los factores de carga que indica la norma. Para el diseño del pedestal se considerará los momentos flectores en sus dos ejes principales, para lo cual se empleará el método de Bresler con su respectiva verificación, según Numeral 12.9 NTE E.060 y R10.3.5, R.10.3.6 del ACI 318/99 y ACI 318R799. Se verificará igualmente el pedestal para condiciones de tracción biaxial y estabilidad al volteo para las condiciones más críticas de solicitaciones de carga, en caso de que el stub no llegue al fondo de la fundación, la fuerza de arrancamiento será tomada íntegramente por el acero de refuerzo longitudinal de la columna.

La verificación de la carga transmitida por los soportes a la cimentación es particularmente importante. Para el anclaje de la torre metálica en el concreto, la tracción que se transmite a la cimentación será resistida por la fuerza de adherencia entre el concreto y el stub y por las fuerzas de anclaje de los ángulos (“cleats”) empernados o soldados al “stub”.

2.4.4.3 Materiales

Para el diseño de las estructuras se utilizarán diferentes materiales con las siguientes características:

Cemento

El tipo de cemento a usar será: Cemento Portland tipo V.

Concreto

Concreto Simple Solados 100 Kg/cm2

Concreto Armado: Zapatas, pedestales y bloques: 210 kg/cm²

Acero de Refuerzo

Barras de acero grado 60 ASTM A615 Resistencia a la fluencia fy = 4200 kg/cm2

090223 5 Et 153 Memoria Descriptiva

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