Escuela Politécnica Nacional Trabajo de Redes

ESCUELA POLITCNICA NACIONAL

COSTRUCCIN DE REDES ELECTRICAS

TRABAJO N01

Elaborado por: JUAN GUAMAN

Fecha: 11-07-2015

Ejercicio:

Establecer que calibre de conductor es el ms ptimo para realizar una de alimentacin primaria de voltaje de 22Kv en una distancia de 1Km de longitud como se ve en la figura, que alimenta a una carga de 5MV y con un factor de potencia de 0.95 en la cual se va a utilizar las siguientes estructuras. ESTRUCRURAS3CD3CA3BA3CP3BD

1 Km de longitud

LISTADO DE COSTOS DE TODOS LOS MATERIALES PARA DIFERENTES ESTRUCTURAS.NOTA: Datos proporcionados por CNEL - EP UNIDAD DE NEGOCIO Sucumbos.

MaterialPRECIOS UNITARIOS 2015

Transformador trifsico convencional 50 kVA, 13800 - 220 / 127 V 3.987,74

CAPACETA TRIFASICA 31,50

Seccionador fusible unipolar, tipo abierto, clase 15 kV, 100 A con dispositivo rompearco 110,25

Descargador o pararrayos tipo polimrico de xido de Zn, con mdulo de desconexin Clase 10 kV 49,61

Luminaria con lmpara de alta presin Na de 150W doble nivel, con brazo para montaje en poste, 240/120V, autocontrolada 209,94

Aislador tipo espiga (pin), de porcelana, clase ANSI 55-5, 15 kV 6,06

Aislador tipo rollo, de porcelana, clase ANSI 53-2, 0,25 kV 0,66

Aislador tipo suspensin, de caucho siliconado, clase ANSI DS-15, 15 kV 18,57

Aislador de retenida, de porcelana, clase ANSI 54-3 3,25

Bastidor (rack) de acero galvanizado, 1 va, 38 x 4 mm (1 1/2 x 11/64") CON BASE 2,76

Comductor de aluminio desnudo cableado ACSR # 1/0 1,21

Comductor de aluminio desnudo cableado ACSR # 4/0 3,24

Cable de acero galvanizado, grado Siemens Martin, 7 hilos, 9,51 mm (3/8") de dim. 3153 kg 1,32

Alambre desnudo slido de Al, para ataduras, No. 4 AWG 0,53

Cable de Cu, desnudo, cableado suave, 6 AWG, 7 hilos 2,85

Cable de Cu, desnudo, cableado suave, 2 AWG, 19 hilos 6,42

Conductor de Cu, aislado PVC 600V, Tipo THHN, No. 3/0 AWG, 19 hilos 11,58

CABLE PREENSAMBLADO (3X70 ASC+ 1X50 ASCR) AWG, AISLADO XLPE, 600V 7,39

VARILLA PREFORMADA DE RETENCION TERMINAL P/ CABLE DE ACERO GALV. 3/8" (GDE-1107) 8,74

Varilla de anclaje de acero galvanizado, 16 mm (5/8") de dim. y 1800 mm (71") INCLUYE ARANDELA CUADRADA DE 10*10 CM 12,13

Brazo de acero galvanizado, tubular, para tensor farol, 51 mm (2") de dim. x 1500 mm (59") de long., con accesorios de fijacin 25,08

Perno U de acero galvanizado, 16 mm (5/8") de dim. x 150 mm (6") de ancho dentro de la U, con 2 tuercas, 2 arandelas planas y 2 de presin 5,75

Perno esprrago o de rosca corrida de acero galvanizado, 16 mm (5/8") de dim. x300 mm (12") de long., con 4 tuercas, 2 arandelas planas y 2 de presin 5,46

Perno de ojo de acero galvanizado, 16 mm (5/8") de dim. x 254 mm (10") delong., con 4 tuercas, 2 arandelas planas y 2 de presin 6,01

Grapa de derivacin para lnea en caliente de aleacin de Al -Cu 4-4/0 AWG 4,90

Varilla para puesta a tierra tipo copperweld, 16 mm (5/8") de dim. x 1800 mm (71") de long. 7,72

Suelda exotrmica de 150 gramos 7,55

Tuerca de ojo ovalado de acero galvanizado, para perno de 16 mm (5/8") de dim. 2,76

Conector dentado estanco de 35 a 150 mm2 (2 - 3/0 AWG) cond. Principal desnudo y 4 a 35 mm2 ( 12 - 2 AWG) cond. Derivado DP9 2,76

Conector dentado estanco, doble cuerpo, de 35 a 150 mm2 (2 AWG - 300 MCM) conductor principal y derivado DP7 4,41

Abrazadera de acero galvanizado, pletina, simple (3 pernos), 38 x 4 x 140 - 160 mm (1 1/2 x 11/64 x 5 1/2 - 6 1/2") 5,68

Abrazadera de acero galvanizado, pletina, simple (3 pernos), 38 x 4 x 160 - 190 mm (1 1/ 2 x 11/4 x 6 1/2 - 7 1/2") 5,80

Abrazadera de acero galvanizado, pletina, doble (4 pernos), 38 x 4 x 140 - 160 mm (1 1/2 x 11/64 x 5 1/2 - 6 1/2") 6,76

Abrazadera de acero galvanizado, pletina, doble (4 pernos), 38 x 4 x 160 - 190 mm (1 1/2 x 11/64 x 6 1/2 - 7 1/2") 7,95

Horquilla anclaje de acero galvanizado, 16 mm (5/8") de dim. x 75 mm (3") de long. (Eslabon "U" para sujecin) 8,27

Grapa terminal apernada tipo pistola, de aleacin de Al 6 - 4/0 Conductor Aluminio 11,30

Cruceta de acero galvanizado, perfil L, universal, 75 x 75 x 6 x 1500 mm (2 61/64 x 2 61/64 x 1/4 ) 60,64

Cruceta de acero galvanizado, universal, perfil L 75 x 75 x 6 x 2400 mm (2 61/64 x 261/64 x 1/4") 60,91

Caja de proteccin de policarbonato para medidor de energa elctrica para medidor 240V 12,13

Medidor Monofsico 3H 200 A, 240 V, ELEC. SOCKET 2S SONGHE IM 53,31

Poste circular de hormign armado de 12 m, 500 kg 258,41

BLOQUE DE ANCLAJE DE HORMIGON ARMADO 30 X 30 X 15 CM 11,58

GUARDACABO TIPO HORQUILLA GALVANIZADO 3/8", PESADO 0,87

ABRAZADERA PLETINA GALV 6 1/2", REFORZADA PARA TRANSFORMADOR 8,11

CAJA TERMICA BIFASICA 9,70

CINTA DE ARMAR DE ALEACIN DE AL, 1, 27 X 7, 62 MM2 (3/64" X 5/16) 0,59

CONDUCTOR CONCENTRICO DE ALUMINIO, 600V, 2X4+1X4 AWG ANTIHURTO 3,64

Conductor de Cu. TW # 12 0,77

CONECTOR DE COMPRESION CU-AL.YHD-300 TIPO C 6-2/0 A 6-2/0 AWG 1,39

CONECTOR DE COMPRESION YHO-100 2-4/0 A 2-4/0 AWG TIPO H 1,53

CONECTOR DE COMPRESION YHO-100 2-2/0 A 2-2/0 AWG TIPO H 1,31

Conector grapa bulonada # 2/0 3,09

ESTRIBO DE ALEACIN DE CU-SN PARA DERIVACIN 2-4/0 A 2-4/0 AWG 13,91

BREAKER 50 AMP. 6,27

KIT DE ACOMETIDA (CONECTORES, 2 PORTAFUSIBLE, 2 FUSIBLE 63 A, PRESCINTOS, PINZAS) 240 V 18,20

MESA PARA TRANSFORMADOR 99,75

PERNO CADMEADO 1" 0,37

PERNO MAQUINA DE 1/2" x 1 1/2" 1,05

PERNO PIN GALV ESPIGA CORTA 5/8" X 5 1/2" X 5", ROSCA PLOMO 1" 4,41

PERNO PIN GALV ESPIGA CORTA 3/4" X 5 1/2" X 5", ROSCA PLOMO 1" 5,51

PIE DE AMIGO ANGULO GALVANIZADO 38 X 38 X 6 X 1800 MM 22,06

PIE DE AMIGO PLETINA GALVANIZADO 1 1/2" X 3/16" X 0.8 M 7,17

Tirafusible A.T. tipo k . (5-20 A) 3,31

TORNILLERIA Y ACCESORIOS PARA INSTALAR MEDIDORES 5,51

TUBO GALVANIZADO METALICO 3 PULG DIAMETRO POR 1/8 ESP POR 6 METROS DE ALTURA 60,64

BASE PORTAFUSIBLE 250 A 99,75

FUSIBLE TIPO CUCHILLA 150 A 99,75

POSTE HORMIGON ARMADO CIRCULAR 12M X 2000KG 688,79

COSTOS DE INSTALACION DE LAS ESTRUCTURAS.

ESTRUCTURACOSTO DE INSTALACION

EST-3CR 37,88

EST-3VP 28,50

EST-3VA 36,63

EST-3VD 39,35

ESE-1EP 6,82

ESE-1ER 6,82

ESE-1ED 7,63

TRT-3C30 213,61

TRT-3C45 213,61

TRT-3C50 213,61

TRT-3C75 213,61

SPT-3P10 34,23

SPT-3E100 34,23

TAT-0TD 30,92

TAT-0FD 33,29

TAD-0TS 30,92

PT0-0PC2_1 14,86

PT0-0AC6_1 8,77

APD-0OLCS150AD 16,07

PUENTES AEREOS 6,19

PO0-0HC12_500 EXCAVACION 15,21

PO0-0PC12_2000 EXCAVACION 15,21

CO0-0A1/0 0,40

CO0-0B4/0 0,47

CO0-0T3X70(50) 0,91

DESBROCE 208,54

TRANSPORTE POSTES HORMIGON 9-12 32,23

PLANTADA POSTES HORMIGON CON GRUA 56,65

REPOSICIN DE ACERA POSTE 1,60

REPOSICIN DE ACERA TENSOR 3,19

CIMENTACION PARA INSTALACION DE TUBOS 3,19

NOTA: Todos los materiales debes ser los homologados por el MEER o en su defecto de mejores caractersticas. (http://www.unidadesdepropiedad.com/)

Para nuestro ejercicio tenemos las siguientes tipos de estructuras.

ESTRUCRURAS3CD3CA3BA3CP3BD

A continuacin se tiene los precios de cada estructura de manera individual.

TRIFSICA - CENTRADA - PASANTE O TANGENTE

ElementosNmero de unidadesPrecioPRECIO TOTAL

Cruceta de acero galvanizado, universal, perfil L 75 x 75 x 6 mm (2 61/64 x 2156,6756,67

61/64 x 1/4")

Pie amigo de acero galvanizado, perfil "L" 38 x 38 x 6 x 700 mm (1 1/2 x 1 1/2 x25,9311,86

1/4 x 28")

Perno espiga (pin) tope de poste simple de acero galvanizado, 19 mm (3/4") de117,2517,25

dim. x 450 mm (18") de long., con accesorios de sujecin

Abrazadera de acero galvanizado, pletina, simple (3 pernos), 38 x 4 x 140 - 16016,796,79

mm (1 1/2 x 11/64 x 5 1/2 - 6 1/2")

Perno mquina de acero galvanizado, 16 mm (5/8") de dim. x 51 mm (2") de21,492,98

long., con tuerca, arandela plana y de presin

Perno U de acero galvanizado, 16 mm (5/8") de dim. x 150 mm (6") de ancho12,892,89

dentro de la U., con 2 tuercas, 2 arandelas planas y 2 de presin

Aislador espiga (pin), de porcelana, clase ANSI 56-1, 25 kV31442

Perno espiga (pin) corto de acero galvanizado, 19 mm (3/4") de dim x 300 mm25,0310,06

(12") de long.

Conductor desnudo slido de Al para ataduras, No.- 4 AWG64,9429,64


POSTE1228,95228,95

COSTO TOTAL423,91

TRIFSICA - CENTRADA - ANGULAR



61/64 x 1/4")

Pie amigo de acero galvanizado, perfil "L" 38 x 38 x 6 x 700 mm (1 1/2 x 1 1/2 x 1/445,9323,72

x 28")

300 mm (12") de long., con 4 tuercas, 2 arandelas planas y 2 de presin

Perno espiga (pin) tope de poste doble de acero galvanizado, 19 mm (3/4") de117,2517,25

dim. x 450 mm (18")de long., con accesorios de sujecin

Abrazadera de acero galvanizado, pletina, doble (4 pernos), 38 x 4 x 140 - 160 mm16,796,79

(1 1/2 x 11/64 x 5 1/2 - 6 1/2")

Perno mquina de acero galvanizado, 16 mm (5/8") de dim. x 51 mm (2") de long.,41,495,96

con tuerca, arandela plana y de presin


(12") de long.

Perno esprrago o de rosca corrida de acero galvanizado, 16 mm (5/8") de dim. x22,294,58

300 mm (12") de long., con 4 tuercas, 2 arandelas planas y 2 de presin



Varilla de armar preformada para conductor de Al310,1630,48

Poste1228,95228,95

COSTO TOTAL594,47

TRIFSICA - CENTRADA - DOBLE RETENCIN O DOBLE TERMINAL



61/64 x 1/4")

Pie amigo de acero galvanizado, perfil "L" 38 x 38 x 6 x 700 mm (1 1/2 x 1 1/2 x45,9323,72

1/4 x 28")

Perno de ojo de acero galvanizado, 16 mm (5/8") de dim. x 254 mm (10") de22,665,32

long., con 4 tuercas. 2 arandelas planas y 2 de presin

Tuerca de ojo ovalado de acero galvanizado, para perno de 16 mm (5/8") de41,666,64

dim.

Perno espiga (pin) tope de poste simple de acero galvanizado, 19 mm (3/4") de117,2517,25

dim. x 450 mm (18") de long., con accesorios de sujecin

Abrazadera de acero galvanizado, pletina, doble (4 pernos), 38 x 4 x 140 - 16016,796,79

mm (1 1/2 x 11/64 x 5 1/2 - 6 1/2")

Perno mquina de acero galvanizado, 16 mm (5/8") de dim. x 51 mm (2") de41,495,96

long., con tuerca, arandela plana y de presin

Perno esprrago o de rosca corrida de acero galvanizado, 16 mm (5/8") de dim.22,294,58

x 300 mm (12") de long., con 4 tuercas, 2 arandelas planas y 2 de presin


Aislador tipo suspensin, de caucho siliconado, clase ANSI DS-28, 22 kV61484

Grapa terminal apernada tipo pistola, de aleacin de Al611,4568,7

Horquilla anclaje de acero galvanizado, 16mm (5/8") de dim. x 75 mm (3") de68,2749,62

long. (Eslabn "U" para sujecin)



(12") de long.

Abrazadera de acero galvanizado, pletina, doble (4 pernos), 38 x 4 x 140 - 16016,796,79

mm (1 1/2 x 11/64 x 5 1/2 - 6 1/2")

Aislador tipo royo10,660,66

Poste1228,95228,95

COSTO TOTAL717,88

TRIFSICA - BANDERA - ANGULAR



mm (1 1/2 x 11/64 x 5 1/2 - 6 1/2")

Aislador tipo suspensin, de caucho siliconado, clase ANSI DS-28, 22 kV313,2739,81

Horquilla anclaje de acero galvanizado, 16 mm (5/8") de dim. x 75 mm (3") de38,2724,81

long. (Eslabon "U" para sujecin)

Grapa angular apernada de aleacin de Al312,4537,35

Tuerca de ojo ovalado de acero galvanizado, para perno de 16 mm (5/8") de dim36,0118,03

Varilla de armar preformada para conductor de Al.38,7426,22

Aislador tipo royo10,660,66

Conector de compresin, aleacin de Al.31,95,7

Poste1228,95228,95

COSTO TOTAL401,9

TRIFSICA - BANDERA - DOBLE RETENCIN O DOBLE TERMINAL



mm (1 1/2 x 11/64 x 5 1/2 - 6 1/2")

Aislador tipo suspensin, de caucho siliconado, clase ANSI DS-28, 22 kV613,2779,62

Horquilla anclaje de acero galvanizado, 16 mm (5/8") de dim. x 75 mm (3") de68,2749,62

long. (Eslabon "U" para sujecin)

Grapa terminal apernada tipo pistola, de aleacin de Al612,4574,7

Tuerca de ojo ovalado de acero galvanizado, para perno de 16 mm (5/8") de dim66,0136,06

Conector de compresin, aleacin de Al.31,95,7

Poste1228,95228,95

COSTO TOTAL515,39

RESUMEN DE LOS COSTOS DE CADA ESTRUCTURA.

TIPOS DE ESTRUCTURASCOSTO POR ESTRUCTURA

3CP423,91

3CA594,47

3CD717,88

3BA401,9

3BD515,39

COSTO TOTAL DE LAS ESTRUCTURAS

TIPOS DE ESTRUCTURASCOSTO POR ESTRUCTURAN DE ESTUCTURASTOTAL

3CP423,9131271,73

3CA594,4731783,41

3CD717,881717,88

3BA401,91401,9

3BD515,391515,39

TOTAL4690,31

Longitud de la instalacin es de 1Km.

Tabla de los conductores que pueden ser usados en la obra.

CONDUCTORESCOSTO EN $ POR METRO(m)COSTO(1Km)RESISTENCIA POR Km

1/06,0860800,406

2/03,5835800,512

3/02,3823800,646

4/02,0120100,815

Posteriormente elaboramos los costos de las estructuras incluyendo el costo de los cables tomando en consideracin que la longitud es de 1Km pero como en este caso es trifsico son 3Km y se toma en cuenta una un desperdicio del 4% por lo tanto queda en 3.12 Km para las fases y para el neutro 1.04Km.

NOTA: Todas las estructuras fueron presupuestadas con el neutro de calibre 1/0.

NCOSTO DE ESTRUCURAS+COSTO DEL CONDUCTORCOSTO($)

1ESTRUCTURA+1/029983,11




Grafica de costos vs calibre.

Procedemos a calcular las prdidas que se genera en cada conductor.

Calculamos la corrienteDATOS:P=5MWfp=0.95V=22kVEntonces tenemos que:S=P/fpS=5/.95=5.2831MVA

Ejemplo de clculo de 1 conductor.

CONDUCTOR 1/0*3*

De igual forma se lo realiza para cada conductor.

ESTRUCTURA + CONDUCTORPERDIDAS(kWh)

ESTRUCTURA+1/072,37024704




Calculamos las prdidas que se generan al mes multiplicando por 720 que es 24 horas*30 das.

ESTRUCTURA + CONDUCTORPERDIDAS(kWh)PERDIDAS(kWh/mes)

ESTRUCTURA+1/072,3702470452106,57787

ESTRUCTURA+2/091,2649420865710,7583

ESTRUCTURA+3/0115,150688682908,49582

ESTRUCTURA+4/0145,2752496104598,1797

Calculamos el costo en dlares producido por las prdidas multiplicando por 0.07 que es el costo actual de kWh.

EST+CONDUCTORPERDIDAS(kWh/mes)COSTO DE PERDIDAS ($)=VALOR ACTUAL

ESTRUCTURA+1/052106,577873647,460451

ESTRUCTURA+2/065710,75834599,753081

ESTRUCTURA+3/082908,495825803,594707

ESTRUCTURA+4/0104598,17977321,87258

Los valores actuales les traslado a valor futuro de aproximadamente 30 aos de vida de la red para determinar cunto en dinero se pierde por las prdidas en los diferentes conductores.

Para pasar de valor futuro a valor presente se lo realiza de la siguiente forma:

Donde:VF= valor futuroVP= valor presentei= inters (mensual, semanal, anual, trimestral)n= nmero de periodos.

Ejemplo de clculo:Calculo para los costos de las prdidas generadas por el conductor 1/0

Datos:VP=3647.46$i=consideramos un inters del 12% que debido a que no existe referencia de cuanto se toma para el caso de prdidas producidas por los conductores.(este inters es anual).n= 30

VF= $ 16778.32

ENTONCES TENEMOS LA SIGUIENTE TABLA DE VALOR ACTUAL Y VALOR FUTURO A 30 AOS

EST+CONDUCTORCOSTO DE PERDIDAS ($)=VALOR ACTUALVALOR FUTURO (30 AOS)

ESTRUCTURA+1/03647,46045116.778,32

ESTRUCTURA+2/04599,75308121.158,86

ESTRUCTURA+3/05803,59470726.696,54

ESTRUCTURA+4/07321,8725833.680,61

GRAFIACA DE COSTO DE VALOR FUTURO (30 AOS) VS CALIBRE

POSTERIORMENTE PROCEDEMOS A SUMAR LAS DOS FUNCIONES DE COSTOS DE VALOR ACTUAL(DE INSTALACIOS) CON EL VALOR FUTURO O A 30 AOS PARA OBTENER EL CALIBRE OPTIMO PARA INSTALAR. Y SE OBTIENE LA SIGUIENTE GRAFICA.

Como se puede ver el ms ptimo sera el conductor de calibre 2/0 para la realizacin de la obra.

Conclusiones:

Bibliografa:

http://www.unidadesdepropiedad.com/ http://www.cre.com.bo/webcre/cre/pdf/manual10.5kv.pdf http://www.eerssa.com/pdfs/2014/redes_subterraneas/1MARCO_TEORICO.pdf http://www.iae.org.ar/archivos/educ5.pdf

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