UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

PLANEAMIENTO DE PROYECTOS DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

FACTIBILIDAD DE UNA MINA

“SUB ESTACIÓN AZULCOCHA 69KV”

ALUMNO:

QUISPE ROMERO, MARCO ANTONIO

PROFESOR:

ING. JOSÉ A. ZORRILLA ACOSTA

2012

ÍNDICE

RESUMEN EJECUTIVO_______________________________________________________3

CAPÍTULO I – MARCO DE REFERENCIA__________________________________________3

A. JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO________________________________________________31. Título del proyecto_______________________________________________________________32. Planteamiento del problema_______________________________________________________33. Justificación del proyecto__________________________________________________________44. Descripción del proyecto__________________________________________________________4

B. OBJETIVO DEL PROYECTO_____________________________________________________6

CAPÍTULO II – ESTUDIO TÉCNICO______________________________________________6

A. TAMAÑO DEL PROYECTO_____________________________________________________6

B. LOCALIZACIÓN DEL PROYECTO_________________________________________________6

C. INGENIERÍA DEL PROYECTO___________________________________________________61. Proceso productivo_______________________________________________________________62. Especificaciones técnicas de los equipos______________________________________________6

D. SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES____________________________________________8

E. OBRAS CIVILES_____________________________________________________________8

CAPÍTULO III – EVALUACIÓN FINANCIERA______________________________________10

A. EQUIPAMIENTO DE LA SUBESTACIÓN__________________________________________10

B. INVERSIÓN_______________________________________________________________12

RESUMEN EJECUTIVO

La mina AZULCOCHA explota principalmente el mineral de Zinc teniendo como fuente principal energía la térmica proveniente de grupos electrógenos diesel.

El objetivo principal del proyecto es satisfacer la necesidad de un crecimiento en bloque para lo cual se requiere de proyectar una subestación de 3 MVA en el nivel de 69 kV ya que en su cercanía se tiene la línea de transmisión en 69kV de ELECTROANDES que viene de la OROYA y recorre las subestaciones de Pachacayo y Yauricocha.

CAPÍTULO I – MARCO DE REFERENCIA

A. JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO

1. Título del proyecto

Proyecto a nivel definitivo de la “Subestación AZULCOCHA en 69/10kV de 3 MVA”

2. Planteamiento del problema

En cumplimiento al Contrato de Servicio con la Empresa AZURE DEL PERU SAC. La compañía TIP COALA SA ha elaborado el Proyecto a nivel definitivo de la Subestación AZULCOCHA en 69/10kV de 3 MVA. El cual incluye todos los documentos técnicos para viabilizar las gestiones y acciones y posterior ejecución de la obra conducentes a lograr el suministro para la mina AZULCOCHA.

Los documentos y resultados del estudio están presentados en los volúmenes siguientes:

Volumen I : Memoria DescriptivaVolumen II : Especificaciones TécnicasVolumen III: Planos del ProyectoVolumen IV: Metrado y PresupuestoVolumen V : Cálculos Justificativos

Anexo 1 : Datos ElectroAndesAnexo 2 : Estudio Geotécnico con fines de Cimentación

3. Justificación del proyecto

Este trabajo lo realizará la compañía suministradora de electricidad y no se considera en el metrado y presupuesto ni en las especificaciones técnicas. Se dan los alcances principales para los fines de la evaluación de los cálculos justificativos.

Se refiere a las características de la conexión en T y al tramo de enlace suave de 50 metros al pórtico de llegada.

4. Descripción del proyecto

El Proyecto comprende el diseño de las siguientes secciones:SE AZULCOCHA que tendrá:

. Una (1) celda de LT en 69kV a la subestación AZULCOCHA

. Un (1) transformador de potencia de 69/10 kV, 3 MVA ONAN/5 MVA ONAF.

. Una (1) celda correspondiente al interruptor principal en 10 kV

. Sistema de Barra Simple en 10 kV

. Tres salidas con seccionador-fusible (cut-out) para líneas aéreas en 10 kV

Subestación

Esquema GeneralLa SE AZULCOCHA estará ubicada en el terreno de la mina del mismo nombre que será alimentada mediante una simple derivación en “T” de la LT Oroya-Yauricocha 69 kV.

Sistema de Control y Operación

El esquema general de control es como sigue:

a) Un tablero de supervisión, medición y mando, en la sala de control, con el propósito de facilitar la operación del equipo y del modo que pueda observarse el estado de la operación, mediante señalizaciones que estarán prendidas o apagadas, según el estado de los interruptores, seccionadores.

b) La operación del equipo se efectuará por medio de botones pulsadores de mando montados en el tablero mediante sistemas de dos pasos. En el primer paso se encenderá una señal de luz que descarte error y la operación en el segundo paso.

c) El sistema de medición de energía será del tipo electrónico de memoria masiva con envió de señales remotas.

d) El tablero de supervisión, medición y mando será del tipo compacto para facilitar la operación y supervisión con el grupo de indicadores de falla.

e) Todos los circuitos secundarios de los transformadores de corriente y tensión, podrán ser conectados con convertidores, a fin de evitar que los circuitos de corriente queden abiertos o que los de tensión queden en cortocircuito.Los instrumentos de medición podrán ser conectados directamente a la salida de los convertidores.

Sistema de Protección

Protección de TransformadorComo protección principal cuenta con una Protección Diferencial de Transformador y las protecciones propias del mismo. Como respaldo se cuenta con relés de sobrecorriente de fases y de tierra. Se incluye además relés de mínima tensión y relés de alta sensibilidad a tierra en el lado de baja.

Equipos e Instalaciones a ser Suministrados e Instalados

Los proveedores deberán suministrar el equipamiento previsto en la tabla de cantidades y precios y ejecutar todas las actividades necesarias para la correcta y normal entrega y puesta en funcionamiento de todas las instalaciones. De acuerdo a las Especificaciones Técnicas y Planos.

5.1 Niveles de Tensión de Operación SE AZULCOCHA

- Tensión de Transmisión : 69 kV- Tensión de Subtransmisión: 10 kV

5.2 Niveles de AislamientoSe realiza el diseño para una altura de 5000 msnm y los parámetros de los voltajes de aislamiento son:

EQUIPO 69 kV EXTERIOR A LA SEFrecuencia : 60 HzTensión Nominal de Servicio : 69 kVTensión de Impulso (BIL) : 450 kV pico

EQUIPO EN 10 kV EXTERIOR DE LA SEFrecuencia : 60 HzTensión Nominal de Servicio : 10 kVTensión de Impulso (BIL) : 60 kV pico

EQUIPO 69 kV INTERIOR DE LA SEFrecuencia : 60 HzTensión Nominal de Servicio : 69 kVMáxima Tensión de Servicio : 72.5 kV Máxima sobretensión a 60 Hz, 1 min : 140 kV eficazTensión de Impulso (BIL) : 325 kV pico

EQUIPO EN 10 kV INTERIOR DE LA SEFrecuencia : 60 HzTensión Nominal de Servicio : 10 kV

Máxima Tensión de Servicio : 12 kV Máxima sobretensión a 60 Hz, 1 min : 28 kV eficazTensión de Impulso (BIL) : 60 kV pico

SERVICIOS AUXILIARESCorriente alterna (3 fases, 2 fases) : 380/220 VcaCorriente Continua : 110 Vcc

B. OBJETIVO DEL PROYECTO

El objetivo principal del proyecto es satisfacer la necesidad de un crecimiento en bloque para lo cual se requiere de proyectar una subestación de 3 MVA en el nivel de 69 kV ya que en su cercanía se tiene la línea de transmisión en 69kV de ELECTROANDES que viene de la OROYA y recorre las subestaciones de Pachacayo y Yauricocha.

CAPÍTULO II – ESTUDIO TÉCNICO

A. TAMAÑO DEL PROYECTO

El ámbito del proyecto comprende a la mina AZULCOCHA entrada principal en 10kV.

B. LOCALIZACIÓN DEL PROYECTO

La SE AZULCOCHA se encuentre ubicada la mina AZULCOCHA.Departamento : LimaProvincia : Yauyos

C. INGENIERÍA DEL PROYECTO

1. Proceso productivo

Se refiere al diseño de las Obras Electromecánicas y Civiles de la SE AZULCOCHA.

2. Especificaciones técnicas de los equipos

2.1 Transformador de PotenciaTipo : Trifásico, en baño de aceiteRelación de transformación : 69+- 13x1.0 % / 10 kVPotencia nominal : 3 MVA ONAN, 5 MVA ONAF

Tipo de regulación : Conmutador de tomas en vacíoGrupo de Conexión : Ynd5

Transformadores de corriente incorporados en los pasa tapas en 60kV y 10 kV.

2.2 Equipo de Operación y Maniobra

Se ha previsto una celda de línea 69 kV, tipo convencional, constituida por:- Un (1) interruptor de potencia en SF6- Un (1) seccionador tripolar con cuchilla de puesta a tierra- Tres (3) transformadores de tensión tipo capacitivo- Tres (3) transformadores de corriente en los bushing de: 50/5/5 A 30VA Cl. 5P20

100-75/5 30VA Cl. 0.5- Tres (3) pararrayos de óxido de zinc de 72 kV, 20 kA.

En el lado de 10 kV se han previsto una celda de salida constituida por:- Un (1) interruptor de potencia en SF6- Un (1) seccionador tripolar con cuchilla de puesta a tierra- Tres (3) transformadores de tensión tipo inductivo.- Tres (3) transformadores de corriente en los bushing de: 300/5/5/5 A 30VA Cl.

5P20 y Cl. 0.5- Tres (3) pararrayos de óxido de zinc de 12 kV, 20 kA.

En el lado de 10 kV también se han previsto tres salidas para alimentadores constituidas por:- Un (1) seccionador fusible para cada salida

En el lado de 10 kV también se ha previsto un celda de protección del transformador de servicios auxiliares de 50 kVA 10+- 2x2.5% / 0.4/0.23 Dyn5, con seccionador fusible.

2.3 Equipo de Protección

Para la protección del transformador de la SE AZULCOCHA se considera:- Protección diferencial- Protección propia como Buchholz, imagen térmica, presión.- Relés de sobrecorriente de fases y tierra en el lado de 69 kV- Relés monofásicos de mínima tensión en el lado de 69kV- Relés de sobrecorriente de fases en el lado de 10 kV- Relé de alta sensibilidad de falla a tierra para el lado de 10kV- Fusible con seccionador de fases para cada uno de los tres alimentadores en 10

kV.

2.4 Servicios Auxiliares

Los servicios auxiliares estarán constituidos por:- Un (1) Transformador de SSAA de 50kVA 10/0.4-0.23 kV- Un (1) Tablero de SSAA en 400/230 Vef 60 Hz.

- Un (1) Tablero de SSAA 110 Vcc- Rectificador y banco de baterías en 110 Vcc. – 100 A-hr

La Subestación tendrá iluminación normal interior y exterior. E iluminación de emergencia en el edificio de control y en el exterior.

2.5 Estructuras

Los pórticos de líneas y barras, así como los soportes de equipos de 69 y 10 kV serán de perfiles de acero.

D. SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES

Se ha considera comunicación oral mediante enlace telefónico celular y la instalación de equipo de radio VHF/UHF que enlaza a la SE Oroya, y unidades móviles.

E. OBRAS CIVILES

Generalidades

Las obras civiles de la SE AZULCOCHA se encuentran ubicadas en la frontera del departamento de Lima y Junín, cuya área de terreno es de 40 x 40 m2.

Características del Terreno

El terreno interior es ligeramente inclinado y se encuentra desocupado y libre para poder trabajar, se hará una nivelación para el área requerida para la subestación.

Descripción del Proyecto

En el diseño de la SE han sido consideradas las siguientes Obras Civiles:

a) Edificio de control.b) Base de Transformador y Pórtico de Llegada.c) Bases de equipo electromecánico.d) Red de tierra Profunda.e) Tratamiento del área libre.f) Instalaciones Sanitarias.g) Instalaciones Eléctricas.

Edificio de Control

El área del edificio es de 8.75 x 8.25 m2 (área bruta)

Ambiente para Oficina, servicios auxiliares, sala de baterías, servicio higiénico y almacén.

La sala de celdas está interrelacionada con los demás ambientes por medio de un área de circulación.El piso será de cemento pulido, excepto la sala de baterías que será de gres cerámico, tanto el piso como las paredes, las demás paredes serán tarrajeadas y pintadas de color blanco humo.El edificio de Control se ha proyectado con un techo aligerado a 2 aguas para facilitar la evacuación de agua de lluvias similar a las edificaciones del lugar.La cobertura será con teja hecha a mano de la zona.Alrededor del perímetro del terreno se construirá un cerco de ladrillo caravista para darle protección y seguridad a las instalaciones.

Bases para el Transformador y Pórtico de llegada

Las bases serán de concreto armado.El detalle de la base del transformador se puede apreciar en el plano Volumen III.

Canaletas Interiores de concreto

Se han proyectado las canaletas en razón a los diferentes cables que las recorrerán, ya sea de control y/o cables de alta tensión.Todas las canaletas serán de concreto reforzado en las paredes, con las tapas de plancha de fierro estriada.

Red de Tierra Profunda

La Red de tierra se ha proyectado en toda el área de la subestación, por lo que antes de otras instalaciones, se harán excavaciones para la instalación de la malla de tierra.

Tratamiento del área libre

Todo el área donde se encuentre situado el Patio de llaves será cubierta con una capa de 0.1 m de espesor de piedra chancada o de río de 1 pulgada.

Instalaciones Sanitarias

Se ha previsto un servicio higiénico y un kitchenette para lo cual se conectará el agua y su respectivo desagüe, que desembocará en pozo séptico y de éste a un sistema de percolación.

Instalaciones Eléctricas

Comprende las instalaciones interiores necesarias para proveer tanto iluminación como de fuerza al edificio de control.

CAPÍTULO III – EVALUACIÓN FINANCIERA

A. EQUIPAMIENTO DE LA SUBESTACIÓN

1.0 EQUIPAMIENTO

1.1 Transformador de Potencia para exterior trifásico de 69+-13x1/10 Kv 3 MVA ONAN 4 MVA ONAF con conmutador de taps en vacío, BIL 325 kVp con transformador de corriente tipo bushing en los lados de 69 y 10kV incluir panel de regulación

100000 20000

1.1.1 Repuestos para el Transformador de Potencia para exterior trifásico de 69+-13x1/10 kV 3 MVA ONAN 4 MVA ONAF

18000 3000

1.2 Interruptor1.2.1 Interruptor tripolar para exterior 100kV, 100 A, BIL

325kVp. Incluye estructura metálica de soporte23000 4000

1.2.2 Interruptor tripolar para exterior 12.5kV, 500 A, BIL 60kVp Incluye estructura metálica de soporte

70000 14000

1.2.3 Repuestos para Interruptor tripolar para exterior 100kV, 100 A, BIL 325kVp

4000 1000

1.2.4 Repuestos para Interruptor tripolar para exterior 12.5kV, 500 A, BIL 60kVp

12800 5000

1.3 Seccionadores1.3.1 Seccionador tripolar para exterior con cuchillas de

puesta a tierra 100kV, 100 A, BIL 325 kVp, mando motorizado

8000 10000

1.3.2 Seccionador tripolar para exterior con cuchillas de puesta a tierra 12.5kV, 500 A, BIL 60 kVp

7000 3750

1.3.3 Seccionador fusible de tres polos para exterior de instalación vertical 12.5kV, 500 A, BIL 60 kVp

12500 9250

1.4 Transformador de Medida1.4.1 Transformador de tensión monofásico tipo

capacitivo para exterior (69/1.73) / (0.1/1.73) '/(0.1/1.73) kV, 30 VA, Cl 3P, 30VA Cl 0.5

16000 5601

1.4.2 Transformador de tensión monofásico tipo inductivo para exterior (10/1.73) / (0.1/1.73) '/(0.1/1.73) kV, 30 VA, Cl 3P, 30VA Cl 0.5

6100 4599

1.5 Pararrayos1.5.1 Pararrayos 72 kV, 20 kA 5300 22011.5.2 Pararrayos 12.5 kV, 20 kA 3250 1751

1.6 Barras y Conectores 69kV, 10 kV

1.6.1 Conductores para conexión entre pórticos y equipos 69kV de aleación de aluminio y cables 10kV de 240mm2 de sección

293 300

1.6.2 Material de conexión varios, para equipos de 69 y 10 kV

5200 800

1.7 Cable de guarda de acero galvanizado de alta resistencia y 3/8" de diámetro

224 490

1.8 Cadena de Aisladores1.8.1 Cadena de Aisladores de anclaje 69kV (7

aisladores)770 309

1.8.2 Cadena de Aisladores de suspensión 69kV (6 aisladores)

655 226

1.8.3 Cadena de aisladores de anclaje 10kV (4 aisladores)

2715 1591

1.9 Transformador de servicios auxiliares trifásico para interior de 10+-2x2.5/0.23 kV, 50 KVA

4600 3200

1.10 Tablero de Servicios Auxiliares

1.10.1 Tablero de Servicios Auxiliares de 220Vca, 60Hz 5700 23001.10.2 Tablero de Servicios Auxiliares de 110 Vcc 4500 2200

1.11 Equipos de corriente continua1.11.1 Batería de acumuladores de 110Vcc, tipo plomo

acido de 100 A-H con accesorios23000 5000

1.11.2 Cargador rectificador 110 Vcc, 3 KW 8600 3000

1.12 Tablero de control, mando, señalización, protección, alarma

1.12.1 Tablero de control y mando 11000 24001.12.2 Tablero de protección de transformador 19800 37001.12.3 Tablero de protección líneas 10 kV 17000 34001.12.4 Tablero de medición 8000 2400

1.13 Cables de baja tensión1.13.1 Cable 220 Vca completo e instalado 2200 7001.13.2 Cable 110 Vcc completo e instalado 6700 22501.13.3 Cables de control, mando, señalización, alarma 5600 1700

1.14 Red de tierra1.14.1 Red de tierra profunda con conductor de cobre

desnudo de 70 mm2 2,400 m y accesorios6700 1250

1.14.2 Red de tierra superficial compuesto por platinas de cobre desnudo de 3x30mm(200m) y accesorios

1100 450

1.15 Estructuras metálicas

1.15.1 Pórtico de línea 69kV (Una viga de 9 m y dos columnas de 12 m)

4460 5570

1.15.2 Soporte de pararrayos 69kV (3 soportes) 892 11151.15.3 Soporte de transformador de tensión 69kV (3

soportes)1046 900

1.15.4 Soporte de seccionador tripolar 69kV (1 soporte) 980 12401.15.5 Soporte de aislador porta barra (3 soportes) 740 9301.15.6 Pórtico de barra y líneas 10kV 13940 119001.15.7 Soporte de pararrayos 10 kV (doce soportes) 2450 31001.15.8 Soporte de transformador de corriente de 10 kV

(nueve soportes)1850 1570

1.15.9 Soporte de seccionador tripolar 10 kV (3 soportes)

2048 1750

1.15.10 Soporte de transformador de tensión 10 kV (3 soportes)

650 770

2.0 Obras civiles Ver Presupuesto de Obras Civiles 211406.93

6

SUB TOTAL I 449363 150663

B. INVERSIÓN

RESUMEN DE PRESUPUESTODESCRIPCION

COSTO TOTAL

MONEDA MONEDA(US$) (S/.)

SUBESTACION 449363 362069.936

SUB TOTAL I 449363 362069.936

COSTO DIRECTO 449363 362069.936

Imprevistos (10%) 44936.3 36206.9936

SUB TOTAL II 494299.3 398276.93

Gastos Generales 20% 98859.86 79655.3859

Utilidades 10% 49429.93 39827.693

SUB TOTAL III 642589.09 517760.008

Impuesto General a las Ventas (19%)

122091.927

98374.4016

COSTO TOTAL 764681.017

616134.41