iii

Autor: Br. Rolando Antonio Araque Tutor Acadmico: Prof. Ing. Ernesto Mora N. Tutor Industrial: Ing. Laura Pea

CONSTRUCCIN DE UNA LNEA DE SUBTRANSMISIN A

34.5 KV DESDE LA S/E LAGUNILLAS, LA S/E LA AZULITA HASTA LA S/E CAO ZANCUDO

BAJO LAS NORMAS DE CADAFE

Trabajo presentado en cumplimiento parcial de los requisitos para optar al titulo de Ingeniero Electricista,

MARZO 2007

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERA

ESCUELA DE INGENIERA ELCTRICA Mrida - Venezuela

iii

DEDICATORIA

Dedico este trabajo a dios fuerza interior de m ser, fuente de conocimiento

y energa, a mi padre que desde el cielo siempre me dio el apoyo espiritual.

A mi madre porque fuiste quien me permiti comenzar este sueo, por ser

incomparable, te debo la vida, gracias mama por tu paciencia, sacrificios,

confianza, y sobre todo por tu amor y confianza; su ejemplo de lucha constante

estuvo presente en mis adversidades; tuyo es este gran esfuerzo.

A mi esposa y mis queridos hijos; tesoro mas preciado, como su ayuda

idnea, siempre a mi lado, dndome mucho animo, amor, amistad, comprensin,

apoyo incondicional, confianza y paciencia, fortificaron cada da mas mis valores

como persona, como ser humano, ensendome lo grandioso que tiene la vida, el

compartir da a da con los seres que mas quiero me otorgo la fortaleza que

necesitaba para ofrecerles hoy esta alegra; a mis hermanos siempre presentes este

triunfo tambin es de ustedes; a mis sobrinos, a toda mi familia siempre juntos.

A ustedes les debo todo lo que soy, gracias a su apoyo y profundo amor,

cumplo uno de mis sueos ms anhelado.

El triunfo es nuestro.

iv

AGRADECIMIENTO

A Dios todo poderoso por guiarme y ayudarme todos los das de mi vida y por darme luz y sabidura necesaria para poder culminar esta obra.

A la ilustre UNIVERSIDAD DE LOS ANDES, por formarme y darme

todas las herramientas necesarias para lograr esta meta.

A la Facultad de Ingeniera, por permitirme mi formacin como Ingeniero.

A mi ilustre Escuela de Elctrica, por permitir complementar mi

formacin

A mis padres, mi esposa, mis hijos, mis hermanos y a mi familia toda por

su apoyo y comprensin.

Al profesor Ernesto Mora, por sus recomendaciones, enseanzas y

guiarme en este ultimo escaln de mi formacin.

A la Empresa CADELA por su valiosa colaboracin en la realizacin del

presente proyecto.

A la Coordinacin de Planificacin en Mrida, en especial a la Ing. Laura

Pea, al Ing. Carlos Durn y a todo su personal por su valiosa

colaboracin en la culminacin de este proyecto.

A mis compaeros de trabajo del Instituto Nacional de la Vivienda en Mrida por todo el apoyo recibido, siempre presentes.

v

RESUMEN

CONSTRUCCIN DE UNA LNEA DE SUBTRANSMISIN A 34.5 KV DESDE LA S/E LAGUNILLAS, LA S/E LA AZULITA HASTA LA S/E CAO ZANCUDO BAJO LAS NORMAS DE CADAFE

Autor: Br. Rolando Araque Tutor Acadmico: Prof. Ing. Ernesto Mora

Tutor Industrial: Ing. Laura Pea

El presente proyecto de grado constituye una aplicacin de la teora de la materia construccin de lneas. El proyecto describe el diseo de una lnea de subtransmisin area a un nivel de tensin de 34,5 Kv, como interconexin entre las S/E Lagunillas, la futura S/E La Azulita hasta la S/E Cao Zancudo, la cual tiene como funcin principal aumentar la calidad del servicio elctrico prestado en la zona urbana y adyacencias de La Azulita y otras ubicadas en la zona panamericana. El proyecto se desarrollara bajo el cumplimiento de las normas CADAFE, las cuales definen el procedimiento y requisitos que deben cumplir para la elaboracin del mismo. El trabajo se inicia con el anlisis y estudio de la seleccin de la ruta que provoque el menor impacto desde el punto de vista econmico, tcnico y ambiental, as como tambin la mnima incursin en terrenos de propiedad privada y el aprovechamiento del paso existente de otras lneas elctricas. La ruta se proyectara en el primer tramo en simple terna 34.5 kv y doble terna a 34.5/13.8 kv en segundo tramo, la longitud de la misma ser de _46,30_km. El conductor seleccionado tcnicamente fue el N 4/0 AWG, por cumplir con los criterios determinados para la seleccin del conductor, la localizacin de los apoyos se realizo en el perfil longitudinal realizado a la ruta seleccionada, la zona en estudio por estar ubicada en los andes venezolanos presenta una topografa irregular con depresiones y montaas la cual da lugar para situar en las cumbres de las montaas los apoyos en gran parte de la ruta. El anlisis mecnico a las diferentes estructuras utilizadas se basa en el estudio de las cargas transversales, longitudinales y verticales presentes en dichas estructuras, bajo estas condiciones se determinan las fundaciones.

vi

NDICE GENERAL APROBACIN... ii

DEDICATORIA................. iii

AGRADECIMIENTO......... iv

RESUMEN... v

INDICE GENERAL.... vi

CAPTULO I: ASPECTOS GENERALES DEL PROYECTO

1.1. Identificacin del proyecto... 1 1.1.1. Ttulo del proyecto.................................... 1 1.1.2. Lugar de ejecucin del proyecto....... 1

1.2. Diagnostico de la situacin actual .................... 1

1.3. Alternativa de solucin..... 3

1.4. Alcance del proyecto............. 4

1.5. Descripcin del proyecto...... 4 1.5.1. Objetivo general.................... 4 1.5.2. Objetivos especficos..... 4

CAPTULO II: MEMORIA DESCRIPTIVA

2.1. Estudio de alternativa de ruta........... 5

2.2. Seleccin final de la ruta.. 5

2.3. Caractersticas fsicas naturales del rea en estudio ................ 7

2.4. Levantamiento de la ruta............... 8

2.5. Descripcin general de la lnea..... 10

2.6. Caractersticas elctricas de la lnea. 11

vii

2.7. Caractersticas mecnicas del conductor............ 11

2.8. Apoyos................ 12 2.8.1. Apoyos sencillos............. 12 2.8.2. Estructura auto soportante tipo H... 12 2.8.3. Estructura auto soportante triple.............. 13

2.9. Distancias mnimas a tierra............ 14

2.10. Especificaciones tcnicas........ 14 2.10.1. Especificaciones del montaje.. 14 2.10.2. Especificaciones de construccin... 15

2.11. Equipos y materiales.. 16 2.11.1. Pararrayos para lneas de 34.5 kv...... 16 2.11.2. Seccionador para lneas de 34.5 kv........ 16 2.11.3. Aisladores de suspensin (15 kv)....... 16 2.11.4. Aisladores de espiga (34.5 kv)....... 17 2.11.5. Barra a tierra....... 17 2.11.6. Conector de aterramiento............ 18 2.11.7. Conectores a puentes areos...... 18 2.11.8. Crucetas.. 18 2.11.9. Grillete........... 19 2.11.10. Grapas mordazas........... 21 2.11.11. Grapas para guayas.................... 21 2.11.12. Palillos............ 21 2.11.13. Pletinas............ 22 2.11.14. Abrazaderas............ 23 2.11.15. Asiento para crucetas. 23 2.11.16. Perno roscado a todo lo largo.......... 24 2.11.17. Guaya de acero............ 26 2.11.18. Adaptador de cruceta al poste............ 26 2.11.19. Concreto de fundaciones............ 26

2.12. Instalaciones de equipos y materiales............ 26 2.12.1. Instalacin de poste............... 26 2.12.2. Instalacin de crucetas........ 27 2.12.3. Instalacin de aisladores.... 28 2.12.4. Instalacin de conductores..... 28 2.12.5. Instalacin de barras a tierras.. 29 2.12.6. Instalacin de seccionador. 29 2.12.7. Instalacin de pararrayos............ 30 2.12.8. Pica, deforestacin y caminos de acceso............ 30

viii

CAPTULO III: MEMORIA DE CLCULO

3.1. Perfil longitudinal... 31

3.2. Seleccin tcnica del conductor..... 36 3.2.1. Corriente Mxima............... 36 3.2.2. Verificacin por Capacidad al Lmite Trmico.. 37

3.2.2.1. Criterio de capacidad trmica ..... 37 3.2.3. Verificacin por cada de tensin... 38

3.3. Clculo mecnico del conductor................ 40 3.3.1. Definicin de las temperaturas de clculo. 41 3.3.2. Definicin de cargas mecnicas sobre superficies .. 42

3.3.3. Hiptesis de carga para el clculo mecnico. 44 3.3.4 Ecuacin de cambio de estado... 44 3.3.5. Seleccin de la condicin inicial........... 45 3.3.6. Determinacin del vano regulador 46 3.3.7. Tablas de tensado........... 47

3.4. Localizacin de apoyos. 47 3.4.1 Vano mximo permitido por la flecha mxima. 47 3.3.2. Construccin de la plantilla........... 49

3.5. Clculo mecnico de los apoyos............ 49 3.5.1. Cargas transversales............... 50

3.5.1.1. Cargas transversal resultante........... 50 3.5.1.2. Vano medio mximo permitido.... 51 3.5.1.3. Carga vertical....... 51 3.5.1.4. Carga longitudinal... 53 3.5.2 Aplicacin del software SAP2000-V10.... 54 3.7. Clculo mecnico de las estructuras en H... 55 3.8. Clculo mecnico de las estructuras triple.. 63 3.9 Clculo de las fundaciones.. 69

ix

NDICES DE TABLAS Pginas

Tabla N 1.1. Parmetros del sistema presente.. 2

Tabla N 2.1. Caractersticas Elctricas de la Lnea............ 11

Tabla N 2.2. Caractersticas de los postes de acero.... 14

Tabla N 2.3. Dimensiones de las crucetas en (mm.)... 19

Tabla N 2.4. Dimensiones del grillete. 20

Tabla N 2.5. Dimensiones de la pletina (mm.)... 23

Tabla N 2.6. Dimensiones de asiento para crucetas (mm.)............. 24

Tabla N 2.7. Dimensiones de perno roscado. 25

Tabla N 3.1. Corriente admisible de los conductores en estudio 38

Tabla N 3.2. Variaciones de tensin mxima permitida. 39

Tabla N 3.3 Valores de variacin [%] 5 MVA conductor 2/0 ... 39 Tabla N 3.4 Valores de variacin [%] 5 MVA conductor 3/0.... 40 Tabla N 3.5. Valores de variacin [%] 5 MVA calibre 4/0.. 40 Tabla N 3.6. Rasgo de temperatura segn norma CADAFE.. 41

Tabla N 3.7. Resumen de resultado de clculo.. 52

Tabla N 3.8. Resultado de las reacciones en nodos... 55

Tabla N 3.9. Reacciones en miembros... 61

Tabla N 3.10. Esfuerzos en elementos.... 62

Tabla N 3.11. Resultado de reacciones en nodos.. 64

Tabla N 3.12. Refuerzos en elementos..... 68

x

Tabla N 3.13. Resultado de clculo de fundacin para poste. 71

Tabla N 3.14. Resultado de clculo de fundacin para estructura... 72

NDICE DE FIGURAS

Fig. N 2.1. GPS. MAP 60CX587 00EVR 8

Fig. N 2.2. Localizacin geogrfica de la Lnea.............. 9

Fig. N 2.3. Dimensiones de los postes y estructuras de acero............ 13

Fig. N 2.4. Cruceta... 20

Fig. N 2.5. Grillete.. 20

Fig. N 2.6. Pletina de hierro.... 22

Fig. N 2.7. Asiento para crucetas. 24

Fig. N 2.8. Perno roscado a todo lo largo..... 25

Fig. N 2.9. Cruceta unidas por perno roscado... 25

Fig. N 3.1. Men desplegable y ventana insercin de datos............ 32

Fig. N 3.2. Puntos de ubicacin de postes sobre plataforma............. 33

Fig. N 3.3. Identificacin de la TIN.................. 33

Fig. N 3.4. Triangulacin sobre la plataforma. 34

Fig. N 3.5. Ventana de dialogo para secciones, perfil de referencia............. 35

Fig. N 3.6. Perfil de lnea S/E Cano Zancudo La Azulita............. 36

Fig. N 3.7. Diagrama de fuerza resultante en un conductor.. 43

Fig. N 3.8. Vano mximo para altura mnima.. 48

Fig. N 3.9. Sistema de fuerza resultante del corte de un conductor.. 53

xi

Fig. N 3.10. Modelo de la estructura H...... 56

Fig. N 3.11. Diagrama de fuerza Axial . 56

Fig. N 3.12. Reaccin en nodos de empotramiento... 56

Fig. N 3.13. Resultado del coeficiente de eficiencia... 57

Fig. N 3.14 Resultado del coeficiente de eficiencia con una Fx mayor. 58

Fig. N 3.15. Numeracin de nodos y elementos en apoyo tipo H.. 59

Fig. N 3.16. Diagrama de Fuerzas aplicadas... 60

Fig. N 3.17. Modelo de estructura y numeracin de nodos y elementos 65

Fig. N 3.18. Diagrama de fuerza Axial y fuerzas aplicadas 66

Fig. N 3.19. Factor de eficiencia para cada elemento para apoyo triple. 77

Fig. N 3.20. Fundacin para apoyos... 69

Conclusiones...... 73

Bibliografa. 74

Anexos 75

xii

CAPTULO I

ASPECTOS GENERALES DEL PROYECTO

1.1. IDENTIFICACIN DEL PROYECTO

1.1.1. TTULO DEL PROYECTO

Construccin de la lnea de subtransmisin a un nivel de tensin de 34.5 kv.,

desde la Subestacin Lagunillas [34,5/13.8] Kv., a la Subestacin La Azulita [34,5/13.8] Kv., interconectando con la Subestacin Cao Zancudo [34,5/13.8] Kv.

1.1.2. LUGAR DE EJECUCIN DEL PROYECTO

Comprende el trayecto desde la Subestacin Lagunillas, ubicada en el sector

La Huerta a 5 km., aproximadamente de la carretera la Variante y 4 km., de la

poblacin de Lagunillas perteneciente al Municipio Sucre, hasta la Subestacin a ser

construida en el sector Bachaquero a 2 km., de la poblacin de La Azulita

perteneciente al Municipio Andrs Bello, interconectndose con la Subestacin Cao

Zancudo ubicada en la poblacin de Santa Elena de Arenales, sector La Rinconada

Municipio Obispo Ramos de Lora, del Estado Mrida.

1.2. DIAGNSTICO DE LA SITUACIN ACTUAL

Actualmente la carga que representa la demanda elctrica de los centros

poblados, que se encuentran ubicados entre Santa Elena de arenales, La Azulita y sus

alrededores es de aproximadamente de 2.60 MVA, la cual esta alimentada

elctricamente por el circuito N 04 de la S/E Cao Zancudo y puede ser alimentado

por el circuito N 03 de la S/E Lagunillas a un nivel de tensin de 13.8 Kv.

1

xiii

La subestacin Cao Zancudo esta conformada por un transformador con una

capacidad de 10 MVA instalada, alimentada por una lnea de subtransmisin de 34.5

Kv., proveniente de la S/E El Viga y de esta misma instalacin parten bajo el sistema

de barra simple cuatro alimentadores con un nivel de tensin de 13.8 Kv. Sirve

principalmente al centro poblado de Santa Elena de Arenales y sus adyacencias como

tambin al Municipio Andrs Bello, con una importancia relevante y estratgica para

el estado como eje de desarrollo agroindustrial en la zona Sur del Lago.

Estudios realizados por la Coordinacin de Planificacin de CADELA bajo

el programa Sistema Integrado de Distribucin (SID), el cual arroja valores de

parmetros elctricos como son: Corriente mxima, porcentaje de cada de tensin,

porcentaje de carga, perdidas totales del circuito y demanda total. El estudio del

sistema presente nos lleva a conocer el verdadero estado de funcionamiento del

sistema., la tabla 1.1 muestra los resultados obtenidos del estudio realizado.

Tabla 1.1. Parmetros obtenidos con el SID del sistema presente

N Circuito VMAX ( % )

CMAX ( % ) PT (KW) DT (KVA) IMAX (A)

Circuito N 1 7.33 27.9 75.44 4782.5 78 Circuito N 2 6.25 43.61 49.08 1958.81 80.33 Circuito N 3 15.44 47.68 247.26 3350.48 133 Circuito N 4 16.46 43.46 267.44 2703.41 121

Del anlisis de los resultados obtenidos los cuatro alimentadores se encuentran

fuera de la normativa establecida para redes de distribucin con respecto a la cada de

tensin ya que todos exceden el 4% establecido. Por ser estos alimentadores muy

largos presentan consecuencias de perdidas de potencia y cadas de tensin

considerables, la cual carga la Subestacin a valores muy prximos a su capacidad

nominal. Bajo estas condiciones de funcionamiento se producen fallas que originan

problemas en el servicio elctrico prestado, tales como sobrecargas en los circuitos,

fluctuaciones considerables en los niveles de tensin, deterioro en los equipos

2

Aspectos Generales.

3

instalados etc.; Esto conlleva a soluciones inmediatas como son: el racionamiento,

transferencia de carga entre los circuitos operativos que implican prdidas

econmicas considerables. De los resultados obtenidos, especficamente el

alimentador N 4 (La Azulita) desde todo punto de vista es el ms crtico y que de

seguir funcionando como se encuentra podr llegar a colapsar por la excesiva cada

de tensin y la gran cantidad de carga que debe suplir en todo el sector (Municipio

Andrs Bello).

Del estudio para la proyeccin de la demanda a corto plazo, la Subestacin

Cao Zancudo ya est en su capacidad de mxima instalacin, debido a esta situacin

el departamento de planificacin y obras de la empresa CADELA acogi la peticin

formalmente hecha por la comunidad de La azulita del Municipio Andrs Bello para

la construccin de una nueva subestacin en este sector de la poblacin.

1.3. ALTERNATIVA DE SOLUCIN

Dentro del plan de expansin del sistema elctrico de distribucin de

CADELA contempla la ejecucin de una lnea de subtransmision de 34.5 Kv., para

el enlace desde la S/E Lagunillas y la S/E La Azulita a ser construida en el Municipio

Andrs Bello con una capacidad de 5 MVA, alimentada directamente de la S/E

Ejido, con 30 MVA para 115/34.8 Kv., ubicada en el sector manzano bajo de la

poblacin de Ejido, Municipio Campo Elas del Estado Mrida.

Esta alternativa plantea la alimentacin de la S/E La Azulita y de esta sus

circuitos 3 a un nivel de tensin de 13.8 Kv, permitindose con esto la alimentacin a un gran sector de la poblacin, un mejoramiento en la calidad del servicio prestado

y un aumento en la confiabilidad del sistema de subtransmisin al interconectar esta

lnea en 34,5 Kv con la S/E Cao Zancudo en la zona Panamericana. Al realizar el

estudio de cada de tensin alimentando desde la S/E Ejido las S/E de Lagunillas y la

S/E La Azulita, el valor calculado fue de 9,98 %, cumpliendo con los parmetros

establecidos.

Aspectos Generales.

4

1.4. ALCANCE DEL PROYECTO

Reducir la demanda de carga a la cual esta sometida la S/E Cao Zancudo. Reducir la cada de tensin (V %) presente en el circuito que alimenta La

Azulita y sus alrededores en el Municipio Andrs Bello.

Mejoramiento de la calidad de servicio actualmente prestado, as como el aumento de la confiabilidad y continuidad del servicio elctrico.

Posibilidad de expansin futura de la poblacin asegurando la oferta del servicio. Futuro crecimiento de proyectos industriales y tursticos en la zona.

1.5 DESCRIPCIN DEL PROYECTO

1.5.1 OBJETIVO GENERAL

Disear el alimentador de subtransmisin a 34.5 Kv con la finalidad de

interconectar desde la S/E Lagunillas, ubicada en el sector La Huerta a 4 km. de la

poblacin de Lagunillas, con la S/E La Azulita ubicada en el sector Bachaquero a 2

km., de la poblacin de La Azulita.

1.5.2 OBJETIVOS ESPECFICOS

Seleccionar la ruta ms ptima, considerando criterios tcnicos, econmicos y ambientales.

Obtener el levantamiento topogrfico de la ruta seleccionada. Realizar el perfil longitudinal de la ruta seleccionada. Seleccionar el conductor a utilizar en el tendido de la lnea de subtransmisin. Realizar el diseo mecnico del conductor. Localizar los apoyos. Realizar el diseo mecnico de los apoyos.

Aspectos Generales.

5

CAPTULO II

MEMORIA DESCRIPTIVA

2.1. ESTUDIO DE ALTERNATIVA DE RUTA

Se determino conjuntamente con la empresa CADELA la ruta ms

favorable considerando los siguientes criterios:

Mnimo paso por la propiedad privada. Fcil acceso vial, para el mantenimiento requerido. Evitar cruces de carreteras y lneas existente Visibilidad de la lnea a lo largo de la ruta.

2.2 SELECCIN DE LA RUTA

Para la seleccin de la ruta se procedi a realizar un recorrido por la zona de

estudio, iniciando desde la S/E Cao Zancudo tomando la va hacia la poblacin de

La Azulita y el sector La Osa en el Municipio Andrs Bello, siguiendo hacia la

poblacin de La Trampa hasta llegar a la S/E Lagunillas ubicada en la poblacin

Lagunilla del Municipio Sucre. La ruta se establece en lo mayor posible por la orilla

de carretera, para evitar conflictos con la propiedad privada, asegurar flexibilidad y

maniobralidad en las operaciones y en mantenimiento. En ciertos tramos de la lnea

entre la poblacin de Santa Elena de Arenales y La Azulita debido al alto grado de

vegetacin que existe en la zona no se logro mantener esta propuesta motivado a que

la deforestacin requerida producira una degradacin de gran escala al medio

ambiente.

La ruta seleccionada se obtuvo considerando producir el menor impacto

desde el punto de vista econmico, tcnico y ambiental. Por estar el rea en estudio

en la regin de los andes, zona agrcola, ganadera y turstica se acord mantener la

esttica del paisaje considerando la determinacin tomada conjuntamente con la

empresa CADELA de utilizar para el trazado de la lnea en doble terna la ruta de la

5

6

lnea existente del circuito N 04 de la S/E Cao Zancudo que se acopla con el

circuito N 03 de la S/E Lagunillas a un nivel de tensin de 13.8 Kv, obtenida del

estudio de campo realizado, permitiendo de esta manera evitar:

Estimacin del costo de deforestacin tanto del derecho de paso de la lnea como la construccin de nuevas vas de acceso.

Estimacin del costo de la tierra y bienhechurias en el rea del derecho de paso. La ruta seleccionada permite as un fcil acceso en la mayor parte de las

diferentes zonas de su recorrido.

Recorrido de la lnea:

Se parte desde el Sector La Huerta a 4 km., de la poblacin de Lagunillas

siguiendo en sentido oeste hacia el sector el Molino, de all se proyecta con rumbo

noreste por la montaa hasta llegar al sector El Rinco, tomando ahora el rumbo oeste

hasta encontrar la poblacin de La Trampa. La ruta se desva con rumbo norte y se

comienza a descender siguiendo el mismo sentido y direccin se llega al sector La

Sabana, tomando el sentido noreste por el lado derecho de la va bordeando la

montaa hasta pasar los sector el Salado y el Cacique ambos pertenecientes al

municipio Andrs Bello. Se llega a la hacienda La Osa, sector donde se encuentra el

acoplamiento de los circuitos N 04 de la S/E Cao Zancudo y el circuito N 03 de la

S/E Lagunillas en 13.8 Kv. A partir de este sitio se desciende con rumbo norte hasta

llegar al sector las Adjuntas, la ruta se mantiene a orilla de carretera pasando por el

sector Quebrada Azul, luego tomando el rumbo noreste y pasa por los sectores Say

Say Alto, Say Say Bajo, Mesa Alta y San Rafael Hasta llegar a la poblacin de La

Azulita. En este ultimo recorrido la lnea se mantiene al borde de la carretera debido a

que en ella se encuentra los circuitos de baja tensin y alumbrado publico que sirven

a los sectores mencionados.

Al llegar a la poblacin de La Azulita la lnea de 13.8 Kv. (existente) toma el

rumbo hacia el este, recorriendo el pueblo de La Azulita. La Lnea en 34.5 Kv, se

proyecta en simple terna en un trayecto de aproximadamente 742 metros en rumbo

norte hasta llegar al sector Bachaquero, sitio en el cual se proyecta la construccin de

la nueva subestacin. Desde este punto se proyecta la lnea en doble tema y se

Memoria Descriptiva

7

interconectara con la S/E Cao Zancudo, siguiendo la ruta proyectada del circuito

13.8 Kv. (existente). Se sigue por la montaa en el sentido norte para llegar al sector

Campo Miranda, cambiando nuevamente de direccin con rumbo noroeste hasta

llegar a la carretera panamericana que comunica a la poblacin de El Viga. De este

punto la lnea toma el rumbo hacia el oeste bordeando la carretera panamericana

hasta llegar a la S/E Cao Zancudo lugar en el cual se acoplara con la lnea en 34.5

Kv. proveniente de la S/E El Viga.

2.3. CARACTERSTICAS FSICAS NATURALES DEL REA EN ESTUDIO

El rea en estudio se inicia en el Municipio Sucre situado al oeste del Estado

Mrida en las coordenadas geogrficas entre 8 16' 50'' y 8 34' 53'' de latitud Norte y

71 18' 23'' y 71 29' 43'' de longitud Oeste. Las condiciones climticas que

caracterizan el Municipio estn determinadas por la temperatura promedio anual de

21.5 C y la precipitacin media anual de 70 m.m. presentando un relieve

accidentado, cuyo rango de altitud se encuentra entre 800 y 2.500 m.s.n.m. La

vegetacin que prevalece, a parte de los cultivos, vara de acuerdo a la altura del

lugar, la zona y el paisaje es semirido, seco y calido. El tipo de bosque es hmedo

con vegetacin xerfila, arbustos achaparrados y vegetacin densa.

El rea en estudio se extiende hacia el Municipio Andrs Bello en el que se

ubica el mayor recorrido de la ruta seleccionada, se sita al noroeste de la ciudad de

Mrida, 8 38' 15 latitud norte 71 33' 57 longitud este con temperatura media

anual de 20 C a 25 C, una Altitud 1.135 m.s.n.m. y una precipitacin media e de

1.700 mm/ao. Presenta un sistema montaoso que se encuentra asociado a un relieve

definido por cimas de estructuras alargadas, colinas suaves y lomas onduladas, las

pendientes promedio superan el 35%. La vegetacin caracterstica de un Bosque muy

Hmedo Premontano con predominancia de especies arbreas como Balso, Yagrumo

entre otras, parte de esta vegetacin ha sido eliminada para dar paso a las actividades

agrcolas. En zonas de mayor altitud, se aprecia un Bosque Pluvial montano bajo con

predominancia de Helechos arbreos (Cyatheaceae), Yagrumo (Cecropia sp), Guamo.

Memoria Descriptiva

8

El Municipio est servido por dos ejes principales de carreteras, el principal conecta

la poblacin de La Azulita con la ciudad de Mrida y con la poblacin de Santa Elena

de Arenales (Cao Zancudo), esta ltima en la Carretera Panamericana. El segundo

eje, conecta La Azulita con Lagunillas, poblacin situada en el valle medio del ro

Chama. De ambos ejes principales se desprende una completa red de carreteras

rurales que conectan las aldeas del municipio con La Azulita.

El rea en estudio culmina en el Municipio Obispo Ramos de Lora, situado al

noroeste del Estado Mrida, entre las red de coordenadas: 8 42' 33" y 8 56' 20" de

latitud Norte y 71 17' 13" y 71 30' 20" de longitud Oeste. La temperatura media

anual es de 30 C, situndose la mnima en el mes de enero 29 C, y la mxima en el

mes de septiembre 32 C, la precipitacin promedia oscila entre 1.400 y 2.050 mm.

2.4. LEVANTAMIENTO DE LA RUTA

El levantamiento de la ruta se realiza por medio del uso de la tecnologa del

Sistema de Posicionamiento Global (GPS), el cual determina la ubicacin

geogrfica sobre la superficie terrestre de un elemento de la red elctrica.

El sistema esta conformado por 24 satlites que orbitan la tierra dos veces al da

en una rbita muy precisa y transmiten informacin a la tierra. El GPS puede

determinar la distancia y posicin de cualquier satlite GPS y usar esta informacin

para computar su posicin, se necesita tener una visin clara del cielo, sin

obstrucciones para mejor resolucin.

La fig. 2.1 muestra el GPS marca GPSMAP 60CX587.00EUR.

Fig. 2.1. GPSMAP 60CX587.00EUR

El GPS es un sistema que nos facilita, con una precisin

casi exacta, nuestra posicin horizontal en la tierra y

nuestra altitud. Dicho clculo se realiza a partir de los

datos que nos enva una red de satlites,

Memoria Descriptiva

9

La elaboracin de la Cartografa tienen su base en las especificaciones de las

coordenadas geogrficas de los distintos componentes del sistema elctrico, para el

caso de las lneas areas los postes constituyen la unidad fundamental.

Las especificaciones de la base cartogrfica requiere de Sistema de

Coordenadas a utilizar UTM, Datun Cartogrfico: N 19 y Escala 1:5.000.

El proceso de Posicionamiento se inicia con la recoleccin de datos en el

trabajo campo, con personal capacitado de la empresa un tcnico, un liniero y la

asignacin del receptor GPS se toman las coordenadas de ubicacin de cada poste de

la red elctrica existente en la zona. Terminado el proceso se realizo el volcado de

los datos (coordenadas de ubicacin de cada poste) al Computador generando as los

respectivos archivos de texto. Se procede a la exportacin de la informacin a la

plataforma de Cartografa nacional sobre la base de AUTO-CAD, herramienta

computarizada basada en tecnologa CAD y la aplicacin del programa EZYSURF

para el diseo de curvas de nivel y perfiles longitudinales.

ESCALA GRAFICA

50 1510KMS.

LAGO DE MARACAIBO

EL VIGIA

S/E STA. CRUZ

S/E SAN CARLOS

8 20

8 40

S/E FRIA IIVIENE

S/E TOVAR

EL VIGIA IIS/E

MARAVENS/E

S/E

S/E EL BOSQUE

ZULIA

HACIA

EJIDO

MCPIO. CAMPO ELIAS

STA. TERESAS/E

LAGUNILLASS/E

MERIDA

TABAY

CAO ZANCUDOS/E

MUCUCHIESS/E

CAJA SECA

SAN ANTONIOS/E

S/E

71 40 71 20 71 00

EDO. ZULIA

S/EARAPUEY

RED 34.5 KV. EXISTANTE

20 25

RED 115 KV.

RED 230 KV.

S/E 34.5 KV.

S/E 230 KV.

S/E 115 KV.

S/E BUENA VISTA

TRUJILLO

MUCUBAJI

FRAILESS/E LOS

S/E ELAGUILA

S/E

MITISUSS/E LA

S/E BUENA VISTA

TIMOTESTIMOTESS/E

HACIA

S/E VALERA IIVIENE

VIENE S/E PLANTA PAEZ

70 40

S/E SABANA MENDOZAVIENE

VIENE

70 20

MCPIO. BOBURES

RED 34.5 KV. DEL PROYECTO

CADAFECADELA DE PLANIFICACIONREDES ELECTRICAS

CADAFE

COORDINACION

A T L A S E L E C T R I C O EDO. MERIDA

Fig.2.2 Ubicacin geogrfica de la Lnea.

Memoria Descriptiva

10

Perfil longitudinal y localizacin de los apoyos.

Se obtiene de acuerdo a los datos obtenidos durante el estudio de campo

realizado. Con las coordenadas obtenidas, la plataforma de Cartografa nacional y sus

curvas de nivel digitalizadas por el mtodo de pantalla a travs del software

Cartalink, mediante el cual se obtienen a escalas 1/100.000 y a 1/25.000 con

equidistancias de 40 y 20 metros y la aplicacin del programa EZYSURF, se elabora

el trazado de la ruta de acuerdo a las coordenadas de cada poste sobre la plataforma y

el perfil longitudinal requerido para la ubicacin de los apoyos respectivos de la lnea.

2.5. DESCRIPCIN GENERAL DE LA LNEA

La lnea de Subtrnsmisin tiene por objeto alimentar en un nivel de tensin de

34.5 Kv, la S/E de distribucin a construirse en la poblacin de La Azulita siendo

esta una prolongacin de la lnea en 34.5 Kv. que parte de la S/E principal en

115/34.5 Kv., ubicada en el sector Manzano bajo de la poblacin de Ejido del

Municipio Campo Elas.

La lnea se proyecta area en doble terna (34.5/13.8) Kv., partiendo de la

S/E Lagunillas en el municipio Sucre, siguiendo la ruta del circuito N 03 en 13.8

Kv, hasta llegar al sector Hacienda La Osa del municipio Andrs Bello donde se

acopla con el circuito N 04 proveniente de la S/E Cao Zancudo. Siguiendo esta

ruta hasta llegar al sector Bachaquero de la poblacin de La Azulita, lugar donde se

proyecta la construccin de la nueva Subestacin. Se sigue desde este sector de igual

manera en doble terna para interconectarse con la S/E Cao Zancudo ubicada en el

sector La Rinconada de la poblacin de Santa Elena de Arenales, Municipio Obispo

Ramos de Lora. Se considera seleccionar esta ruta para la lnea en doble en terna,

para aprovechar los derechos de paso del alimentador existente, evitando asi

conflictos con la propiedad privada y lograr cierta flexibilidad en la construccin y

mantenimiento. El conductor seleccionado tcnicamente ser de aleacin de

aluminio tipo arvidal, calibre AWG N 4/0, por cumplir con los criterios requeridos.

La disposicin de los conductores ser horizontal tendido sobre aisladores de espiga

Memoria Descriptiva

11

de 34.5 Kv. y cadenas de aisladores de suspensin de 34.5 Kv., los postes

seleccionados son tubulares de acero de 12.2 metros de longitud (40). La longitud de

la lnea es de 46,00 km., partiendo de la S/E Lagunillas hasta la S/E Cao Zancudo.

2.6. CARACTERSTICAS ELCTRICAS DE LA LINEA

Las caractersticas elctricas de la lnea se especifican en la siguiente tabla.

Tabla 2-1 Caractersticas Elctricas de la Lnea

Tensin de operacin DOBLE TERNA 34.5/13.8 Kv.

Frecuencia 60 Hz

Tipo de Circuito Trifsico Disposicin Horizontal

Aislamiento - Aisladores Tipo Espiga para 15 y 34.5 Kv. - Aisladores de suspensin para 7.5 y 15 Kv. tipo pasador y

chaveta, uno para cada fase y 3 por cadena.

2.7. CARACTERSTICAS MECNICAS DEL CONDUCTOR.

Calibre .. 4/0 AWG Dimetro exterior . 14.32 mm

Seccin 125 mm2

N de hilos 7

Peso 344 kg/km

Carga de rotura .. 3884 kg.

Resistencia 0.310 kg/km

Reactancia .. 0.3127 kg/km.

Coef. de dilatacin 0.23*10 C Modulo de elasticidad final 6450 kg/mm

Memoria Descriptiva

12

2.8. APOYOS.

Los apoyos a ser utilizados, se clasifican en: Apoyos sencillos y Estructura auto

soportante tipo H y triple, su localizacin esta limitada por:

El vano de flecha mxima. La carga transversal mxima de diseo. La carga vertical mxima de diseo. . Los apoyos sern localizados teniendo en cuenta los obstculos cruzados, la

distancia mnima al suelo y las cargas mximas que ellas pueden soportar. Se

recubrirn con dos (2) manos de pintura de aluminio y pintura bituminosa negra en la

base, a fin de protegerlos de las condiciones ambientales y se identifican con el

nmero correspondiente pintado con pintura negra a una altura de 4 m de la base del

poste. La unin de las diferentes secciones tubulares previamente seleccionadas

segn la conformacin indicada del poste se har por el procedimiento de

empotramiento en caliente. Debern someterse en la planta de fabricacin a pruebas

de torsin y flexin en un porcentaje de por lo menos del 1% de los postes a ser

utilizados y terminarse razonablemente lisos, libre de rebaba y bordes cortantes.

2.8.1. APOYOS SENCILLOS

Los apoyos sencillos estn constituidos por postes tabulares de acero, de tres

secciones diferentes y con las caractersticas y dimensiones dadas en la tabla 2.2 y

fig. 2.3. Son diseados para soportar las cargas transversales resultantes y al tiro de

los conductores, podrn ser utilizados como apoyo en alineacin.

2.8.2. ESTRUCTURA AUTO SOPORTANTE TIPO H

Est constituida por dos postes de tubulares de acero, de tres secciones

diferentes con las caractersticas y dimensiones dadas en las tablas 2.2 y unido por

Memoria Descriptiva

13

planchas de acero a manera de travesaos de altura y espesor indicados en la figura

2.3. Son diseados para soportar cargas transversales resultantes debido al viento y al

tiro de los conductores, evitando la utilizacin de retenidas o en consecuencia podrn

ser utilizados como apoyo en amarre, en alineacin, terminales y ngulos, y en cada

caso el eje de la estructura se colocar en la direccin de la fuerza resultante.

2.8.3. ESTRUCTURA AUTO SOPORTANTE TRIPLE

Esta formada por tres postes tubulares de acero, con las caractersticas y

dimensiones dadas en la tabla 2.2 y presenta una seccin transversal en triangulo

equiltero, ocupando cada poste un vrtice del mismo como se indica en la fig. 2.3.

Esta estructura es auto soportante para cualquier carga resultante en cualquier

direccin, por lo que resulta apropiado en vanos muy largo y en aquellos casos donde

se requiera un amarre en cualquier direccin para darle mayor rigidez mecnica.

(40

x 20

x 1)

cm(4

2 x

20x

1)cm

(44

x 20

x 1

) cm

DIM

ENSI

ON

ES D

E LO

S T

RAV

ESA

O

S

0.30

m

0.15

m

1.00

m 0.1

5m

0.50

m2.

00m

L1 D1

L2 D2

L3 D3

Lo

(40

x 20

x 1)

cm(4

2 x

20x

1)cm

(44

x 20

x 1

) cm

DIM

ENSI

ON

ES D

E LO

S TR

AVES

A

OS

0.30

m

0.15

m

1.00

m 0.1

5m

0.50

m2.

00m

0.40m

1,00 m Fig. 2-3 Dimensiones del poste y estructuras autosoportante.

Memoria Descriptiva

14

Tabla 2.2 Caractersticas de los postes de acero

Altura total del

poste(m)

Empotra (m)

Longitud de la

seccin (m)

Dimetro externo

de la seccin (mm)

Espesor de la

seccin (mm)

Esfuerzo En

Cumbre (Kg)

Peso (Kg)

L.T LO L1 L2=L3 D1 D2 D3 E1 E2 E3 E.C. P 12.20 1.80 6.26 2.97 177.8 139.7 114.3 7 5.5 5.5 282 262 12.20 1.80 6.26 2.97 219.1 168.3 139.7 7 6.3 5.5 437 355 12.20 1.80 6.26 2.97 177.8 139.7 114.3 7 5.5 5.5 600 589 12.20 1.80 6.26 2.97 219.1 168.3 139.7 7 6.3 5.5 1230 1050

2.9. DISTANCIAS MNIMAS A TIERRA

Las distancias mnimas entre los conductores ms bajos y el suelo no sern

menores que las permitidas por la norma CADAFE N 58-87 de diseo para lneas de

alimentacin y redes de distribucin.

Terreno abierto no transitorio 6,75 m

Carreteras 6,75 m

Vas principales 6,75 m

Vas frreas 9,15 m

2.10. ESPECIFICACIONES TCNICAS

2.10.1. ESPECIFICACIONES DEL MONTAJE

Las especificaciones tcnicas definen los parmetros bsicos que se deben

seguir para la construccin de la lnea de subtransmisin descrita, establecidas

siguiendo las normas generales de CADAFE. Los planos anexos estn especificados

de acuerdo a estas normas, en la hoja de localizacin se detallan los aspectos ms

importante del proyecto segn lo especificado en los planos.

Los apoyos estn identificados con caracteres numricos indicndose su posicin

segn la progresiva y estacin sealada en cada punto, los vanos entre apoyos, y el

tipo de apoyos se especifican en la hoja de localizacin (anexo 2).

Memoria Descriptiva

15

El tipo de montaje para cada apoyo se seala en el plano segn lo siguiente:

A : Amarre en alineacin.

AT: Amarre terminal.

AI: Amarre intermedio.

A1: Montaje en ngulo 170 - 180 con cruceta doble y aisladores de espiga.

A2: Montaje en ngulo 120 - 170 con cruceta doble y aisladores de amarre

A3: Montaje en ngulo 90 -120 con dos cruceta doble y aisladores de amarre.

Ad: Amarre alineacin en derivacin.

T: Poste de transformacin.

Ab: Alineacin de bandera.

A2d: Montaje en ngulo 120 - 170, con derivacin.

2.10.2. ESPECIFICACIONES DE CONSTRUCCIN

Se proceder con el mayor cuidado de hacer el tendido de los conductores,

con el fin de no daarlos, quedando prohibida su extensin por el suelo. Para el

tendido de los conductores se utiliza poleas fijas en los postes o en las crucetas, en el

momento de tender los cables se revisan cuidadosamente para eliminar las partes que

pudiesen estar daadas, evitando de esta manera roturas prematuras as como la

formacin de nudos.

Para el tensado de los conductores deber utilizar un dinammetro, dndose

las tensiones mecnicas indicadas en las tablas normalizadas para conductores tipo

AA 6201 o equivalente.

En alta tensin la sujecin de los conductores en los puentes se hace con

conectores a comprensin YDS-RL, o su equivalente utilizando dos (2) por cadena o

puente en los soportes de amarre. En un mismo vano solo esta permitido un empalme

por conductor y bajo ninguna circunstancia podrn hacerse a menos de tres (3) metros

del apoyo, de todos los conductores en un vano solo la tercera podr llevar empalmes.

Quedan prohibidos los empalmes en cruces de conductores y en los vanos inmediatos

Memoria Descriptiva

16

de ambos lados del cruce. Todo empalme del conductor en vano de lnea se efectan

con conectores tipio manguito YDS-RL o su equivalente. Cualquier otro sistema ser

utilizado siempre que se compruebe que su resistencia no sea inferior al 95% de las

resistencias de rotura del conductor empalmado.

2.11. EQUIPOS Y MATERIALES

Los equipos y materiales para la construccin de la lnea, poseen

requerimientos dadas por las normas CADAFE y se especifican a continuacin.

2.11.1. PARARRAYOS PARA LNEAS DE 34.5Kv

Los pararrayos tendrn las caractersticas dadas por las normas ANCI C62 y

IEC 99. Podrn ser de las siguientes marcas: Cooper Power Sistems VARISTARS

AZL 12 Kv rms, General Elctrica 12 Kv 9L23 AXX012HB, Ohio Brass

catalogo Da III212241 O equivalente, se emplearan pararrayos convencionales del

tipo vlvula indicados en la norma CADAFE N 46-87.

2.11.2. SECCIONADORES PARA LNEAS DE 34.5 Kv

Los seccionadores a ser utilizados sern con las caractersticas dadas por las

normas ANCI C3730, IEC 265.

2.11.3. AISLADORES DE SUSPENSIN (15Kv)

El aislador debe ser hecho de porcelana, la superficie del aislador que estar al

descubierto una vez ensamblado deber ser vetrificado y relativamente libre de

imperfecciones. Las partes metlicas deberan estar galvanizadas de acuerdo con las

normas ASTM, (especificaciones de recubrimiento con zinc, (inmersin en caliente)

Memoria Descriptiva

17

para herrajes de hierro y acero, (ACTM-153). El aislador ser del tipo campana con

pasador y chaveta, sus dimensiones tendrn una tolerancia de acuerdo a:

Dimensiones menores de 2 cm 5% Dimensiones de 2 a 3 cm 1 mm Dimensiones mayores de 3 cm 3% Los mismos podrn ser de las siguiente marca: NGK catlogo Ct-6r-2,

gamma-catlogo 8265, Ohio Brass catlogo 3243 o equivalente.

2.11.4. AISLDORES DE ESPIGA (34.5Kv)

El aislador debe ser hecho de porcelana y toda la superficie, con excepcin de

las zonas de fijacin deber ser vitrificada y relativamente libre de imperfecciones. El

aislador tendr una rosca de 3.49cm. con las siguientes caractersticas elctricas:

Distancia de fuga 53.3 cm

Resistencia mecnica 1360 Kg

Tensin de descarga a baja frecuencia en seco 125 Kv

Tensin de descarga a baja frecuencia en humedad 80 Kv

Tensin de descarga a impulso crtico positivo 200 Kv

Tensin de descarga a impulso critico negativo 265 Kv

Tensin de perforacin a baja frecuencia 165 Kv

Tensin mxima de radio influencia a 1000 KHZ 200 uVc.

Los aisladores podrn ser de las siguientes marcas: NGK catalogo HAA

152778, gamma catlogo 8355, Ohio Brass catlogo 38222 o equivalente.

2.11.5. BARRA A TIERRA

La barra a tierra deber ser manufacturada de acero laminado en caliente

revestido con una capa de cobre mediante soldadura o proceso electroltico. La

Memoria Descriptiva

18

misma debe ser lisa con el tope biselado y la punta cnica, la barra debe ser lo

suficientemente fuerte para no doblarse y evitar la formacin de hongos cuando se

este en tierra en condiciones normales. Los mismos podrn ser de las siguientes

marcas: Meica, Saien o equivalente.

2.11.6. CONECTOR DE ATERRAMIENTO

El conductor que une el poste al conductor de cobre debe ser manufacturado

en bronce, con una tolerancia de 2%. Los mismos podrn ser de la siguiente marca:

Saien, Ferrogalvan, Timelca o equivalente.

2.11.7. CONECTORES O PUENTES AREOS

El conector a ser utilizado para la realizacin de puentes y uniones de

conductores de aleacin de aluminio, debe cumplir con las siguientes normas: UL

486B, EE pub TDJ 162, NEMA pub SG 14,10 1962, en caso de contradicciones se

establece la jerarqua indicada. Los conectores sern manufacturados de aluminio

fundido, altamente resistente a la traccin y a la corrosin. La resistencia mnima ser

de 45 Kg/mm2 la superficie del conector deber estar libre de burbujas que interfieren

en el buen uso, pueden ser de las siguientes marcas; fuvenca, blackburn y burnu.

2.11.8. CRUCETAS

Es una pieza que se fabrica con un ngulo de acero laminado y galvanizado en

caliente segn lo establece las normas venezolanas COVENIN 1212-81. Segn su

longitud se clasifican en crucetas de 1.80, 2.40, 3.0m. Este herraje deber cumplir

para cada tipo las dimensiones especificada por las normas de CADAFE N 274 91

(ver tabla 2.3). Esta provista de perforaciones necesarias para su fijacin al poste y a

la de los distintos accesorios y equipos presente en el rea de distribucin (ver fig,

Memoria Descriptiva

19

2.4). Las mismas deben soportar en el ensayo de flexin como mnimo una tensin de

3000 kg., en el hueco de fijacin al poste, las dimensiones tendrn una tolerancia de 2%. El espesor del galvanizado deber ser un mnimo de 55 micras las mismas

podrn ser de las siguientes marcas: Saien, meica, transmeca.

2.11.9. GRILLETE

Es una pieza fabricada con una barra de acero cilndrica lisa, doblada en forma

de U, con dos ojos en sus extremos, por donde se introduce el pasador con cupilla

que sujeta a la cruceta. Su funcin principal es la de fijar las cadenas de aisladores de

suspensin a la cruceta. Los grilletes como el pasador, deben ser manufacturados en

acero laminado en caliente acero maleable de fundicin grado SAE-1010 de calidad

comercial. La cupilla de seguridad deber ser fabricada en bronce, cobre u otro

material de alta resistividad a la corrosin.

Este herraje esta constituido por tres piezas como lo indica la fig. (2.5). Las

dimensiones son las exigidas por las normas de CADAFE N 259-91 y estn

especificada en la tabla (2.4), con una tolerancia de 2%. Las partes componentes del grillete: la U, el pasador, y la cupilla deber presentar una superficie lisa sin

bordes cortantes. El galvanizado deber ser continuo, uniforme libre de manchas,

burbujas o grietas que puedan afectar la durabilidad de las piezas. Deber soportar

mecnicamente, una tensin mnima de 7200 kg sin sufrir deformaciones o facturas.

Los mismo seran de las siguientes marcas: saien, meica, transmeca o equivalente.

Tabla 2.3. Dimensiones de las crucetas en (mm)

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V

1800 50 100 400 150 200 200 150 400 100 50 100 300 260 240 240 260 3000 100 75 75 8

2400 75 200 375 150 200 200 150 575 200 75 200 540 260 300 300 300 540 100 75 75 8

Memoria Descriptiva

20

Tabla 2.4. Dimensiones del Grillete

A B C D E F G H I J K L M N 15.9 15.9 40 166 38 12.7 25 93 125 9.6 5 63.4 7 25

U

V

T

A

L M N O P Q R S

B C D E F G H I J K

Fig. 2.4 Cruceta.

I

Ver

Det

alle

1

E

L

D

A B C

CUPILLA DE 7.5 x 54

G

DETALLE 1 DIMENSIONES DEL PASADOR

F

K

H

Fig. 2.5. Grillete

Memoria Descriptiva

21

2.11.10. GRAPAS MORDAZAS

Las grapas mordazas deben ser manufacturadas de aleacin de aluminio

fundido altamente resistente a traccin y corrosin, las normas a consultar sern

COVENIN UL 486B, pub TDJ 162, NEMA pub SG 14.10 1962.

El perno usar acero S.A.E. 1010 o equivalente, segn norma COVENIN, se

galvaniza en caliente con un recubrimiento de por lo menos seis micras. Las grapas

mordazas deben soportar un esfuerzo de tensin mnima de 7200 kg, deben ser

razonablemente lisas en todas sus superficies, sin rebaba o filos cortantes, las mismas

podrn ser de las siguientes marcas: Burndy, funveca, tecnolet o equivalentes.

2.11.11. GRAPAS PARA GUAYAS

Es fabricada con barra cilndrica lisa, calibrada doblada en forma de U, con

sus extremos roscados y por un asiento que permite realizar la funcin para la cual

esta diseada: sujetar las guayas. El material utilizado para la fabricacin del asiento

de la grapa para guayas deber ser de acero al carbono, grado SAE-100, calidad

comercial, laminado en caliente, redondas y lisas grado SAE 1010, la superficie de

este herraje deber ser recubierta mediante el proceso galvanizado en caliente, y con

un espesor de 55 micras. Las dimensiones son las exigidas por las normas de

CADAFE N 265-71 con una tolerancia general de 0.5%, deber soportar una carga de traccin de 5000 kg y la rosca una carga de troqu de 20 pie/libra.

2.11.12. PALILLOS

Deben fabricarse de acero forjado y la cabeza roscada debe ser de plomo, la

tuerca y la arandela deben ser galvanizadas en caliente, la base para la espiga para los

aisladores debe ser cuadrada o hexagonal. Los palillos debe ser gavalnizados por

inmersin en caliente y deben soportar un esfuerzo de tensin mnima de 1000 kg. sin

Memoria Descriptiva

22

pandearse a ms de 10 grados. Las dimensiones tendrn una tolerancia + 2%, los

mismos podrn ser de las siguientes marcas: saien, meica, transmeca o equivalente.

2.11.13. PLETINAS

Es una pieza fabricada de perfil plano de acero, de dimensiones variables, con

una perforacin en cada extremo. Su funcin consiste en reforzar, arriostrar

(mantener fijas) las crucetas, mantenindolas en ngulo recto con el poste. Segn su

longitud se clasifican en pletinas de 600, 700, 800 mm.

El material utilizado para la fabricacin de las pletinas deber ser de acero al carbono,

grado SAE-1010, calidad comercial, laminado en caliente. Esta constituido por una

sola pieza (ver fig. 2.6), sus dimensiones son las requeridas por las norma CADAFE

N 2645-91 indicadas en la tabla (2.5), con una tolerancia general del 2%. Las pletinas debern cumplir con los requerimientos mecnicos del acero tipo

SAE-1010 de 24.6 kg/mm, deben ser lo suficientemente resistente para doblarse 10

grados a la altura de un hueco o 140 grados en cualquier punto entre los huecos sin

deteriorarse o partirse en la parte externa del doblado. Las mismas podrn ser de las

siguientes marcas: saien, meica, transmeca o equivalente.

AF

B

GC

D E

Fig. 2.6. Pletina de hierro

Memoria Descriptiva

23

Tabla 2.5. Dimensiones de la pletina (mm)

A B C D E F G 600 31.8 28.8 17.5 11.1 6.4 25.5 700 31.8 28.8 17.5 11.1 6.4 25.5 800 31.8 28.8 17.5 11.1 6.4 25.5

2.11.14. ABRAZADERAS

Las abrazaderas deben ser manufacturadas de acero laminado en caliente y

galvanizadas por inmersin en caliente. El espesor de la capa de galvanizado de la

abrazadera debe ser de 55.27 micra por valor promedio, el galvanizado de las tuercas

y tornillos debe ser de 53.14 micras por valor promedio, segn las normas. Los

tornillos deben ser manufacturados de acero templado y enfriado por inmersin,

igualmente debe ser galvanizado por inmersin en caliente.

Las abrazaderas deben soportar una tensin mecnica mnima de 4000 kg. a

7200 kg., las dimensiones tendrn una tolerancia de 2%. Las abrazaderas de tres tornillos vendrn provistas de dos tornillos OPH/ de 1.27 cm. y de 6.35 cm., de largo

y un tornillo de dimetro 4.39 y 5.08 cm. de largo y las abrazaderas de cuatro

tornillos vendrn provisto de dos tornillos OPH/ de 1.27 cm., y de 6.35 cm., de largo

y dos tonillo, las mismas podrn ser de las siguientes marcas, sain, meica, transmeca

o equivalente.

2.11.15. ASIENTO PARA CRUCETAS

Es una pieza fabricada con acero laminado en caliente cuya funcin consiste

en adaptar la superficie plana de la cruceta a la superficie cilndrica del poste con el

objeto de obtener mayor rigidez en la instalacin. El material utilizado, debera ser de

acero al carbono, grado SAE-1010, calidad comercial, laminado en caliente. Este

herraje esta constituido por una sola pieza, segn lo define la fig. (2.7), y sus

dimensiones por las norma CADAFE N 269-91 en la tabla (2.6), y con tolerancia

Memoria Descriptiva

24

general del 1%, deber ser recubierta mediante el proceso de galvanizado en caliente y segn la norma venezolana COVENIN 1212-81, con espesor de 55 micras,

este equipo deber soportar mecnicamente en el conjunto de sus partes una carga de

comprensin de 500 kg.-f.

A A

C B

A

F

H

I

G

J

D

K M

L

H

S E C C IO N A - A Fig. 2.7. Asiento para crucetas

Tabla 2.6. Dimensiones de asiento para crucetas (mm)

A B C D E F G H I J K L M 128 112 52 17.5 17.5 83 21 21 3 40 40 8 40

2.11.16. PERNO ROSCADO A TODO LO LARGO

Es una pieza fabricada con barra cilndrica lisa de acero laminado en cliente,

roscada a todo lo largo, de longitud variable, provista de 4 arandelas planas y cuatro

tuercas. Su funcin es fijar entre si las dos crucetas y en sus extremos las tuercas de

ojo. Segn su longitud se clasifican en pernos roscados de 230mm (5/8*9). Deben

fabricarse de barras de acero al carbono laminados en caliente redondas y lisas grado

SAE-1010. Esta constituido por una pieza, estar provisto de cuatro tuercas que

Memoria Descriptiva

25

vendrn roscadas a este y cuatro arandelas planas segn se define en la Fig. (2.8), las

dimensiones estn determinadas por la norma CADA FE N 276-91 en la tabla (2.7).

Estn recubiertos mediante el proceso galvanizado en caliente, el roscado del

perno se realizar antes de galvanizarlo deben soportar una carga de traccin de 7200

kg., y la rosca del perno deber soportar una carga de troqu de 6.33 cm/gr. (80

pie/libra), los mismos podrn ser de las siguientes marcas: saien, meica, transmeca.

B

Ver Detalle 1

Ver Detalle 2

A

E

RO

SC

A 1

1 U

NC

O F

25

C

D

DIMENSIONES DE LA TUERCA

IG

DIMENSIONES DE LA ARANDELA PLANA Fig. 2.8. Perno roscado a todo lo largo.

Tabla 2.7. Dimensiones del perno roscado.

A B C D E F G H I 230 15.8 33 25.4 13.5 15.9 44.5 3 17.5 230 15.9 33 25.4 13.5 15.9 44.5 3 17.5

Perno Roscado PO

STE Crucetas

Fig. 2.9. Crucetas unidas por perno roscado.

Memoria Descriptiva

26

2.11.17. GUAYA DE ACERO

Las guayas sern elaboradas con alambre de acero de 3.04 mm de dimetro,

deben soportar una tensin de ruptura de 7000 kg., tendrn un acabado liso en todas

las superficies sin rebaba o filos cortantes, un recubrimiento de zinc de 73.4 micras

de espesor. Las mismas podrn ser de las siguientes marcas: Bivensa o Wireco.

2.11.18. ADAPTADORES DE CRUCETA AL POSTE

Los adaptadores deben ser manufacturados de acero laminado en caliente o en

acero maleable de funcin y galvanizados por inmersin en caliente. El adaptador

debe ser capaz de soportar una fuerza de comprensin, en condicin de trabajo de

4000 kg, sin deformarse, la dimensiones tendrn una tolerancia de 2% las mismas podrn ser de las siguientes marcas: saien, meica, transmeca, tiemca.

2.11.19. CONCRETO DE FUNDACIONES

La resistencia del concreto ser de 250 Kg/cm2 a los 28 das para las

fundaciones de poste, se determinar la resistencia del concreto a emplearse por

medio de cilindros de pruebas para que el concreto cumpla con los requerimientos de

resistencias de estas especificaciones. El promedio de ensayos podr resultar con la

resistencia menor que el 90% de la especificada. Estas se calculan segn los criterios

especificados por las normas CADAFE, por volcamiento y por compresin.

2.12. INSTALACIN DE EQUIPO Y MATERIALES

2.12.1. INSTALACIN DE POSTE

El poste de acero se monta sobre una losa o placa de concreto. La losa o placa de

concreto deber secar como mnimo 24 horas antes de ser cargado con el peso del

Memoria Descriptiva

27

poste el montaje de los mismos se efecta de forma que ningn caso soporte los

esfuerzos para los cuales han sido construidos.

Un poste levantado deber encontrarse en una posicin tal que cumpla con las

siguientes tolerancias:

Verticalidad: 5 mm por metro

Desviacin: 5 cm

Horizontalidad de las crucetas: 5 cm por metro

Orientacin: la distancia entre las crucetas y la

perpendicularidad al eje de la lnea.

Los postes se instarn de tal manera que el manguito de proteccin contra la

oxidacin de la base sobresalga de la superficie del terreno 20 cm como mnimo,

debern ser pintados con (2) dos manos de pintura de aluminio difuso y una mano de

pintura anticorrosiva de fondo.

Las medidas de las fundaciones sern indicadas en los clculos anexos y se

harn en concreto que aseguren una resistencia de 250 kg/cm2 a los 28 das. Para la

proteccin de la base del poste hasta 1 metro por encima del nivel del terreno, se

deber seguir el procedimiento siguiente:

Limpiar el 100% de la superficie a proteger con un solvente adecuado para remover grasa, aceite, polvo, etc., y dejar secar completamente.

Aplicar (2) manos de pintura a base alquitrn de hullaepoxica de color negro, aplicada con brocha, en un tiempo de secado de diez horas en tres manos y para

un espesar de 200 mm.

2.12.2. INSTALACIN DE CRUCETA

Las crucetas a usar sern de tipo angular, metlicas de 78*75*8*2400 mm,

para montaje horizontal. Las crucetas sencillas se utilizan para postes en alineacin y

Memoria Descriptiva

28

en caso de apoyo en vrtices para ngulos menores de 5, las crucetas dobles debern

utilizarse para poste con derivaciones, poste de amarre, poste terminales, en las de

soporte cortacorrientes, en vrtices mayores de 5 y en postes utilizados para cruces

de carreteras.

2.12.3. INSTALACIN DE AISLADORES

Para las lneas de 34.5 Kv los aisladores sern de porcelana del tipo palillo

cadenas de porcelana de 15 Kv. Se verificar antes de la instalacin que cada aislador

est en buen estado y no haya sufrido daos durante el montaje, cualquier dao fsico

que presente un aislador ser suficiente para desecharlo y sustituirlo por otro. Se

deber constatar antes del montaje de la cadena de aisladores y sus accesorios que la

calidad de elementos y los diferentes accesorios tanto de la fijacin a las estructuras

como de unin entre ellos, sean los correctos y aprobados por CADAFE.

2.12.4. INSTALACIN DE CONDUCTORES

El conductor a utilizar ser de aluminio ARDIVAL o su equivalencia calibre

N 4/0 AWG. Se proceder con el mayor cuidado al hacer el tendido de los

conductores con el fin de no daarlos quedando prohibida la extensin de

conductores arrastrndolos sobre el terreno. Para los trabajos de tendido se utilizan

poleas fijadas en los postes o crucetas, los conductores se revisarn cuidadosamente

en el momento de extenderlo para eliminar las partes daadas, evitndose de esta

manera roturas prematuras. Se evitarn especialmente la formacin de nudos, para lo

cual el contratista deber tener el mayor cuidado en la correcta colocacin del carrete

de cable para extraccin y montaje del conductor.

El contratista deber suministrar todas las herramientas y equipos especiales

para empalmar, tensar y flechar el conductor, CADELA se reserva el derecho de

aprobar las herramientas y equipos a ser usados por el contratista. En los aisladores

Memoria Descriptiva

29

de palillos se fijar los conductores por medio de amarres construidos por alambres

de aluminio para atar, calibre N 6 AWG, en cadenas de aislamiento de amarre y

suspensin, los conductores se fijan con grapas de amarre de fabricacin comercial.

El empalme de conductores debe evitarse, pero si alguno caso llegare a ser

evidente su utilizacin se har bajo la supervisin y aprobacin de CADELA. Quedan

prohibidos los empalmes en cruce de carreteras y en los vanos inmediatos de ambos

lados del cruce, todas las conexiones entre conductores y muy especial en

derivaciones y amarres se harn con dos conectores por extremo.

2.12.5. INSTALACIN DE BARRAS A TIERRAS

Las barras se colocan verticales y la parte ms baja de los electrodos debern

estar a 2.5 mts de la superficie del terreno. Se podrn sumergir los electrodos

directamente en agua, cerca de lagunas o ros, se recomienda su colocacin sobre

tierra hmeda y lo ms cerca posible del agua.

La conexin de los electrodos a los conductores se har de preferencia soldada

con estao, en los casos que no resulte prctica la soldadura se ejecutar la conexin

con conectores a tornillo. Entre tornillo y conductor se clocar una arandela de hierro

de 3 mm de espesor, las partes a unirse debern estar limpias y la conexin completa

se proteger con pintura a base de asfalto para impedir oxidacin. La cantidad de

barras estn indicadas en los cmputos mtricos de obras.

2.12.6. INSTALACIN DE SECCIONADORES

Para el montaje de los seccionadores se deber tomar las precauciones

necesarias para evitar que se rompan los aisladores y componentes internos. Luego de

montado cortacorrientes seccionadores, la porcelana ser limpiada con un trapo suave

para remover todo el polvo y suciedad. En el caso de presencia de aceite o grasa, se

podr usar un solvente aprobado por el inspector. Despus de utilizar cualquier

Memoria Descriptiva

30

limpiador, la porcelana deber ser limpiada con un trapo seco. Una vez montados los

seccionadores se deber realizar una inspeccin ocular para constatar el buen estado

del mismo, en especial se verifica lo siguiente:

Rigidez del montaje. Rigidez de la estructura soporte. Estado de los aisladores.

2.12.7. INSTALACIN DE PARARRAYOS

Se tomaran precauciones necesarias para evitar que se rompan los aisladores y

componentes internos, antes de montarlos se verificara que no hayan sufrido dao en

el transporte. Luego de montado la porcelana ser limpiada con un trapo suave para

remover todo el polvo y suciedad, en caso de presencia de aceite o grasa, se podr

usar un solvente aprobado por el inspector. El conductor de conexin a tierra debe

ser llevado por el camino mas corto posible con un mnimo de curvas y conectado a

la varilla de aterramiento, no deber utilizarse la puesta a tierra de los postes para la

conexin a tierra de los pararrayos.

Una vez montados los pararrayos se verifica lo siguiente:Rigidez del montaje y

de la estructura soporte, estado de los aisladores, verificacin de la conexin a tierra

de los pararrayos, verificacin de las conexiones a la barra y al conductor de alta

tensin.

2.12.8. PICA, DEFORESTACIN Y CAMINOS DE ACCESO

El instalador deber abrir una pica de un ancho igual a la distancia medida

horizontalmente entre los conductores de los extremos aumentados en seis metros,

por cada lado. Dicha franja deber estar libre de vegetacin durante todo el tiempo de

ejecucin de la obra.

Memoria Descriptiva

31

CAPTULO III

MEMORIA DE CLCULO DE LA LINEA

La memoria de clculo se desarrollara de acuerdo a los siguientes puntos:

3.1 Perfil longitudinal

3.2 Seleccin tcnica del conductor.

3.3 Clculo mecnico del conductor.

3.4 Perfil longitudinal Localizacin de los apoyos.

3.5 Clculo mecnico de los apoyos.

3.6 Clculo de las fundaciones.

3.1. PERFIL LONGITUDINAL.

Se obtiene de acuerdo a los datos obtenidos durante el estudio de campo

realizado y se sigue la siguiente metodologa.

Descripcin de la metodologa utilizada para la elaboracin del perfil:

Con la plataforma cartogrfica en el programa AutoCAD se inicia la aplicacin

del EzySurf con el men desplegable que muestra la figura N 3.1, se siguiente con:

a) INSERCION DE DATOS:

Se cargan los puntos desde el archivo de texto a AutoCAD seleccionando del

men desplegable el comando XYZ-IN (POINTS), la siguiente ventana

aparecer.

31

32

Fig. 3.1. Men desplegable y ventana de insercin de datos.

* Comando SELECT FILE, seleccionar archivo:

Busca en la computadora el archivo a importar.

* Comando COLUMN FORMAT FOR FILES,

Asigna el formato de columnas para los archivos.

Dando valores para los comandos PLOT y TEXT PARAMETERS se procede a

descargar los datos de archivo sobre la plataforma cartogrfica a travs del comando

LOAD DATE FILE. La fig.3.2 muestra los puntos ubicados sobre la plataforma

partiendo desde la subestacin Cano Zancudo.

Memoria de Calculo

33

Fig. 3.2. Puntos de ubicacin de postes sobre la plataforma.

b) CREAR RED TRIANGULAR (TIN).

La triangulacin es la base de las opciones de modelado del EzySurf, las lneas

del triangulo representan un cambio drstico de altura en la superficie.

Se crea la TIN seleccionando del men desplegable el comando CREATE TIN,

se tiene la siguiente ventana.

Fig. 3.3. Identificacin de la TIN.

Se introduce el nombre para identificar la TIN, el prefijo EZYTIN es aadido

se crea una capa y la triangulacin es colocada en ella.

Memoria de Calculo

34

Fig. 3.4. Triangulacin sobre la plataforma.

c) Se crea una polilnea en una nueva capa con los puntos ubicados sobre la

plataforma para el trazado de la ruta. Se proyecta la polilnea sobre la superficie

natural seleccionado DRAPE del men principal, se da el nombre de la capa a

proyectar y las entidades proyectadas sern colocadas en la capa Ezysur-drape.

d) CREAR SECCION TRANSVERSAL DE POLILINEA 3D.

Se crea una seccin a partir de una polilnea 3D, del men desplegable

seleccionamos CROSS SECCION FROM TIN:

Seleccionamos FROM 3D POLYLINE de la ventana desplegable. Seleccionamos la polilnea 3D a seccionar. Seleccionamos el punto inicial de la polilnea. Introducimos el valor de la progresiva para el primer punto. Seleccionamos la ubicacin de la seccin. Se crea la siguiente ventana de dialogo de secciones.

Memoria de Calculo

35

Fig. 3.5. Ventana de dialogo para secciones y perfil de referencia.

Seleccionamos SET CHAINAGE: Dibuja el perfil con progresivas determinadas.

Seleccionamos escala vertical. Seleccionamos incrementos de la progresiva. Seleccionamos color de lneas. Introducimos altura mnima (Datum) Introducimos informacin de texto.

Se aceptan los valores y se obtiene el perfil indicado en la fig. 3.6, el cual

corresponde al tramo de lnea comprendido desde la S/E Cao Zancudo a la

poblacin de La Azulita.

Procediendo de igual manera se obtiene el perfil indicado en los planos anexos

para el tramo de lnea comprendido desde la Subestacin Lagunillas hasta el sector el

Bachaquero lugar donde se construir la Subestacin, en la poblacin de La Azulita.

Memoria de Calculo

36

Fig. 3.6. Perfil de la Lnea desde la S/E Cano Zancudo - La Azulita.

3 .2 SELECCIN TCNICA DEL CONDUCTOR

Se analizaron los conductores arvidal normalizados de diferentes calibres

especificados por las normas CADAFE N [53-87] (ver anexo N 01). Partiendo del calibre mnimo para la seleccin del conductor se aplican los criterios de capacidad

al lmite trmico y cada de tensin admisible.

3.2.1 CORRIENTE MAXIMA

La corriente mxima a plena carga puede ser calculada por la siguiente expresin.

KVnom

SMAXI

*3max= (3.1)

Donde:

Memoria de Calculo

37

Imax: Corriente mxima a plena carga (Amp) Smax: Capacidad de potencia aparente disipada (KVA) KVnom: Tensin de operacin de la lnea.

De la proyeccin de la demanda elctrica el transformador a utilizar es de 5 MVA.

Calculo :

Imax 67,835.34*3

5000 ==kV

KVA Amp.

3.2.2. VERIFICACIN POR CAPACIDAD AL LMITE TRMICO

La energa absorbida en un conductor por el efecto joule, y por radiacin solar

es en parte acumulada en las masas del conductor y la otra transmitida al ambiente a

travs de fenmenos de conduccin, conveccin y radiacin; cuando se alcanza el

estado de rgimen ya no se acumula calor, todo el calor producido es cedido al

ambiente. Debido al mnimo contacto del conductor con los herrajes de una cadena de

aisladores, las perdidas por conduccin son despreciables.

La mxima temperatura a la cual un conductor de una lnea de transmisin debe

ser operado se denomina Limite Trmico, la exposicin de los conductores a

temperaturas mayores reduce sus caractersticas mecnicas.

3.2.2.1. CRITERIO DE CAPACIDAD TRMICA

Segn la norma IEEE, en rgimen normal de carga : Debe cumplirse:

I ADM Imaxcond (3.2)

De la ecuacin de balance trmico se obtiene la corriente admisible del

conductor, dada por la siguiente expresin:

IADM = (A) (3.3) Rc

sr qq +cq

Memoria de Calculo

38

Donde:

IADM = Capacidad mxima de conduccin de corriente. qc = Potencia transferida al medio por conveccion (W/ft). qr = Potencia transferida al medio por radiacin. qs = Potencia generada por radiacin solar. Rcond = Resistencia del conductor (/Km).

Calculamos la corriente admisible para cada conductor seleccionado considerando

las diferentes altitudes que toma la lnea en su ruta, a travs del programa Clculo de

Lneas de Transmisin.

La tabla 3.1 muestra los valores de corriente mxima calculada y corriente

admisible de los conductores seleccionados para diferentes altitudes, comprobndose

que se cumple la desigualdad 3.2. Se puede afirmar que el conductor seleccionado,

transmitiendo una carga de 5 MVA a una tensin de 34.5Kv, operara a una

temperatura menor a la de diseo (60 C), mxima permitida.

Tabla 3.1. Corriente admisible de los conductores en estudio.

CALIBRE (AWG)

I ADM (A) ( h =500 m)

I ADM (A) (h=1000 m)

I ADM (A) (h=1500m)

I ADM (A) (h=1000 m)

I (carga mx)

2/0 293 288 283 277 83.67 3/0 288 282 277 272 83.67 4/0 302 296 290 284 83.67

3.2.3. VERIFICACIN POR CADA DE TENSIN

La variacin de tensin que se presenta en un punto del sistema debe estar

establecidas dentro de cierto rango para que el servicio sea considerado aceptable.

La mxima variacin de tensin permitida en los sistemas de lneas de subtransmisin

segn las normas CADELA N 42-87 y N 34-87 y manual de operaciones de

distribucin, se muestra en la siguiente tabla.

Memoria de Calculo

39

Tabla 3.2. Variaciones de Tensin Mxima permitida

MXIMA VARIACIN DE TENSIN PERMITIDA Sistema Voltaje [Kv] Normales De emergencia

66 10% 13% 34.5 10% 13% Lneas de Subtransmisin 24 10% 13%

La cada de tensin es determinada a partir de las siguientes ecuaciones:

V% = KD * ME (3 .4) ME = KVA * KM (3 .5)

Donde:

V% = cada de tensin. KD = Constante de distribucin.

ME: Momento elctrico.

Kva.: Potencia aparente Kva.: entregada.

Km.: Longitud de la lnea. = 46 Km.

Calculo muestra: conductor calibre 2/0.

ME = 5 * 103 * 52 = 225* 103 [ KVA-KM ] V = 225 * 103 * 0.055 * 10-3 = 12.30

Tabla 3.3. Valores de variacin [V%], con 5 MVA LONGITUD DE LA LNEA = 51 KM CALIBRE 2/0

% Carga [MVA]

100% 5 MVA

80% 4 MVA

60% 3 MVA

50% 2.5 MVA

40% 2 MVA

30% 1.5 MVA

25% 1.25MVA

KD [10-3 ] 0.055 0.055 0.055 0.055 0.055 0.055 0.055 ME

[KVA-KM] 255*10

3 204*103 153*103 127.5*103 102*103 76.5*103 64*103

V% 14..30 11..22 8.4 7.01 5.61 4.20 3.50

Memoria de Calculo

40

Tabla 3.4. Valores de variacin [V%], con 5 MVA LONGITUD DE LA LNEA = 51 KM CALIBRE 3/0

% Carga [MVA]

100% 5MVA

80% 4 MVA

60% 3 MVA

50% 2.5 MVA

40% 2 MVA

30% 1.5 MVA

25% 1.25MVA

K[10-3 ] 0.048 0.048 0.048 0.048 0.048 0.048 0.048 ME

[KVA-KM] 255*103 204*103 153*103 127*103 102*103 76.5*103 64*103

V% 12..24 9.79 7.34 6.10 4.90 3.70 3.10

Tabla 3.5 Valores de variacin [V%], con 5 MVA LONGITUD DE LA LNEA = 51 KM CALIBRE 4/0

% Carga [MVA]

100% 5MVA

80% 4 MVA

60% 3MVA

50% 2.5MVA

40% 2MVA

30% 1.5MVA

25% 1.25MVA

K[10-3 ] 0.042 0.042 0.042 0.042 0.042 0.042 0.042 ME

[KVA-KM] 255*103 204*103 153*103 127*103 102*103 76.5*103 64*103

V% 10.71 8.60 6.43 5.30 4.30 3.20 2.70

ANALISIS DE LOS RESULTADOS:

Incrementar la carga en la lnea aumenta la cada de tensin en los

conductores, para los conductores calibres N 2/0, 3/0 los resultados para mxima

carga son mayores que la variacin permitida y para el conductor calibre N 4/0 los

resultados son mas favorables.

De acuerdo a los criterios aplicados los conductores seleccionados cumplen por

capacidad al lmite trmico y por cada de tensin el conductor calibre 4/0 mantiene

sus valores dentro del rango permitido segn las normas CADAFE. Se determina as

utilizar el conductor arvidal calibre 4/0 para la construccin de la lnea por ser el

que presenta los parmetros elctricos ms favorables.

3 .3 CLCULO MECNICO DEL CONDUCTOR

El clculo mecnico se realiza de acuerdo a las normas CADAFE., con la

finalidad de asegurarle al conductor buenas condiciones de funcionamiento en las

Memoria de Calculo

41

hiptesis que se formularan para su diseo, tiene como objetivo determinar las

condiciones de carga a las cuales estar sometido el conductor.

Los factores climatolgicos determinan los lmites del comportamiento del

conductor, siendo estos los siguientes:

La mxima tensin mecnica surgida por las condiciones climticas severas. La mnima tensin y por tanto, la mxima flecha del conductor.

Esta parte del diseo se determina la tabla de tensado y de ajuste de flechas

para los diferentes vanos reguladores y reales del conductor y garantizar que las

sobrecargas debido al viento y las bajas temperaturas no sometan a los conductores a

esfuerzos superiores a su limite elstico, causen un alargamiento considerable en el

conductor o produzca rotura como consecuencias de las vibraciones de origen elico.

3 .3.1. DEFINICIN DE LAS TEMPERATURAS DE CLCULO

Los valores de temperatura a utilizar en el clculo mecnico del conductor son

los indicados en el reglamento y normas generales para redes de distribucin y

subtrasmisin de CADAFE. Norma NR apartado 2-04-04, el cual expresa, para todo

el territorio nacional y a los efectos de clculo mecnico, se supondr que los

conductores estarn sometidos al rango de temperaturas indicadas en la tabla 3-6.

Tabla 3 .6. Rangos de temperatura segn Norma CADAFE

ALTURA S.N.D.M. TEMPERATURA C

MXIMA MNIMA

0 ------------- 500 m 60 10 500 ------------- 1000 m 50 05 1000 ------------- 2000 m 35 0 2000 ------------- 3000 m 30 - 05

La zona en estudio presenta una altura sobre el nivel del mar que oscila entre

1000 m. en Lagunillas, 2200 m. en La Trampa, 1200 m. en La Azulita hasta llegar a

Memoria de Calculo

42

400 m. en la poblacin de Santa Elena de Arenales, con una temperatura media para

la zona segn el MARNR. oscila entre 18 C a 26 C.

Se determina as el siguiente rango de temperatura para el clculo respectivo:

Temperatura mnima ( min ) = 0 C Temperatura media ( min ) = 22 C. Temperatura mxima ( min ) = 60 C. 3 .3.2. DEFINICIN DE CARGAS MECANICAS SOBRE SUPERFICIES

Las Normas de carga mecnica de CADAFE cdigo 55-87, especfica:

a. Presin mxima del viento sobre el conductor es dada por la ecuacin.

Pmaxc = 0.00472 * v 2 (5min) *

5.31

10Hc (kg/m2) (3 .6)

Donde:

Pmaxc = Presin mxima de viento, para diseo, sobre conductores (kg./m2)

Hc = Altura promedio del centro de gravedad de los conductores (m)

b. La velocidad del viento segn a las Normas de CADAFE.

v 2 (5min) . 95 km./H.

De la ecuacin (3 -6) obtenemos: PMAX c = 38.07 [kg/m2]

c. Carga del viento sobre los conductores.

La fuerza horizontal ejercida por el viento sobre el conductor, por unidad de

longitud, se indica por la siguiente expresin dada por la Norma CADAFE.

F vc = PMAX C * rea proyectada del conductor ( kg/m ) (3 .7)

Memoria de Calculo

43

donde:

rea proyecteda = Dimetro del conductor en metros por unidad de longitud.

Fvc = Fuerza horizontal ejercida por el viento ( kg/m )

Pmaxc = Presin mxima de viento, para diseo, sobre conductores

Fvc = 38.07 * 0.01432 = 0.55 [kg/m]

La accin del viento desplaza al conductor de su plano vertical y lo coloca en

un plano inclinado un ngulo , siguiendo la direccin de peso resultante (WR).

Fig.3.7 Diagrama de fuerzas resultantes

La fuerza resultante actuando sobre el conductor es dada la siguiente expresin:

22 FvcWcWr += (3. 8)

WcFvc= (3 . 9)

Fscv = WcWr

(3. 10)

Fscv: Factor de sobrecarga del viento

Clculos: De las ecuaciones (3.8) a (3.10) obtenemos:

W r = 0.644 Kg / m. = 57,5

Factor de sobrecarga del viento = 1,87

B

WR = 0,644 kg/m Wc = 0,344 kg/m

Fvc = 0,55 kg/m

Memoria de Calculo

44

3 .3.3 HIPOTESIS DE CARGA PARA EL CALCULO MECANICO DEl CONDUCTOR

Las Normas NR de CADAFE expresa lo siguiente: El clculo de la resistencia

mecnica de los conductores se har bajo las hiptesis siguientes:

Limite R (Tensin mxima)

Temperatura mnima ( mm) 0 C Carga total, considerando la sobrecarga del viento 0.644 kg/m

Mdulo de elasticidad final 6450 kg/mm2

Tensin mxima 50% CR.= 1942 kg

Limite V (proteccin contra vibraciones elicas)

Temperatura mnima ( mm) 0 C Carga total, sin considerar la sobrecarga del viento 0.344 kg/m

Mdulo de elasticidad final 6450 kg/mm2

Tensin mxima. 25 %CR.= 971 kg.

Limite D: (proteccin contra vibraciones elicas)

Temperatura mnima ( mm) 22 C Carga total, sin considerar la sobrecarga del viento. 0.344 kg/m

Mdulo de elasticidad final.. 6450 kg/mm2

Tensin mxima 21% CR.= 815.64 kg

3 .3.4 ECUACIN DE CAMBIO DE ESTADO

Una lnea de subtransmisin tensada a una determinada condicin de

temperatura y carga, cambiara su longitud, su traccin y con esta la fecha del

conductor, si sus condiciones iniciales son modificadas. Por tanto es necesario

conocer todos estos cambios anticipadamente a fin de conocer la flecha en un

determinado momento y de esta manera poder conservar las distancias mnimas a

tierra y los esfuerzos mximos de los conductores.

Memoria de Calculo

45

La Ecuacin de cambio de estado, permite determinar las tensiones y

flechas del conductor en un estado 2 (final), a partir de las condiciones de operacin

de un estado 1 (inicial), tal como se indica en la siguiente ecuacin:

T23 + AT22 B = 0 (3 .11)

T22 * [T2 + A] = B (3 .12)

=A1122

1

21

2

)(****24

***TES

TSEWa + (3 .13)

24

*** 222 WaESB = (3 .14)

Donde: T1: Tensin de operacin en el estado 1

W1: Carga del conductor en el estado 1

1: Temperatura del conductor en el estado 1. T2: Tensin de operacin en el estado 2.

W2: Carga del conductor en el estado 2

2: Temperatura del conductor en el estado 2. S : Seccin del conductor.

E : Mdulo de elasticidad.

3 .3.5. SELECCIN DE LA CONDICIN INICIAL.

De la condicin inicial seleccionada dependen las tensiones y las flechas

mximas para el diseo de la lnea, se considera el lmite de ruptura [Limite R] como estado final (2) [condicin ms desfavorable], porque en estas condiciones la tensin de trabajo adquiere un valor mximo, cuyo valor no debe sobrepasarse. Al tomar

como estado inicial (1), a cada una de las hiptesis limite Vy limite D lo que se

pretende es determinar cual de ellos permite obtener en el estado final (2) las

condiciones mximas menores en ese intervalo.

Memoria de Calculo

46

Determinacin del estado inicial para el vano de clculo establecido (50 m.).

Hiptesis N 1 : Estado inicial Lmite V ; Estado final Lmite D.

Estado1 = Lmite V Estado2 = Lmite D T1 = 25%Cr 971 kg T2 = 21%Cr 815,64 kg 1 = min 0 C 2 = min 22 C W1 = Wc 0,334 kg/m W2 = Wsc 0,334 kg/m

De las ecuaciones (3.11) a la (3.14): A = - 552.50 ; B = 9938375

T23 - 552.50 T2 2 - 9938375 = 0

Evaluando en la ecuacin de estado: T2 = 608.70 Kg < 891.00 kg

Hiptesis N 2 : Estado inicial Lmite V ; Estado final Lmite R.

Estado1 = Lmite V Estado2 = Lmite R

T1 = 25%Cr 971 kg T2 = 50%Cr 1942 kg 1 = min 0 C 2 = min 0 C W1 = Wc 0,334 kg/m W2 = Wsc 0,644 kg/m

Evaluando la ecuacin de estado : T2 = 1000,41 Kg < 1942 kg.

Se verifica la valides de la hiptesis, se concluye: Estado inicial Limite V.

3 .3.6. DETERMINACIN DEL VANO REGULADOR

Un criterio de diseo utilizado, es que los apoyos sern mecnicamente

equilibrados a lo largo de la lnea, es decir que la tensin horizontal ejercida por el

conductor a lado y lado del poste sean iguales. El vano regulador para cada tramo de

la lnea es calculada por:

ac ( )( )= aiai3

(3 .15)

donde:

Memoria de Calculo

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ac = Vano regulador

ai = Vano real. Los valores del vano regulador de cada tramo se especifi