PROYECTO Subsistema de Distribucion Primaria3
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PROYECTO: SUBSISTEMA DE DISTRIBUCION PRIMARIA EN 10 kV Y SUBESTACION DE DISTRIBUCIÓN PARA LA CONSTRUCCIÓN E IMPLEMENTACIÓN DEL TERMINAL TERRESTRE DE LA CIUDAD DE MOQUEGUA MOQUEGUA - PERÚ DICIEMBRE-2010 1
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PROYECTO:
SUBSISTEMA DE DISTRIBUCION PRIMARIA EN
10 kV Y SUBESTACION DE DISTRIBUCIÓN
PARA LA CONSTRUCCIÓN E IMPLEMENTACIÓN
DEL TERMINAL TERRESTRE DE LA CIUDAD DE
MOQUEGUA
MOQUEGUA - PERÚ
DICIEMBRE-2010
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TABLADE CONTENIDOS
PAG.
I.- MEMORIA DESCRIPTIVA. 03
II.- ESPECIFICACIONES TECNICAS DE SUMINISTRO DEMATERIALES 10
III.- ESPECIFICACIONES TECNICAS DE MONTAJE. 27
IV.- CALCULOS JUSTIFICATIVOS. 34
V.- METRADO Y PRESUPUESTO. 51
VI.- CRONOGRAMA DE ADQUISICION Y AVANCE DE OBRA. 59
VII.- PLANOS DEL PROYECTO. 61
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CAPITULO I
MEMORIA DESCRIPTIVA
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CAPITULO 1
MEMORIA DESCRIPTIVASUBSISTEMA DE DISTRIBUCION PRIMARIA Y SUBESTACION
PROPIETARIO: Municipalidad Provincial de Mariscal Nieto.
1.1 Generalidades
La Municipalidad Provincial de Mariscal Nieto viene gestionando la ejecución de la Obra Subsistema de Distribución Primaria y Subestación, para el suministro eléctrico del Terminal Terrestre de Moquegua, a través de una subestación tipo caseta.
Por ello se ha encargado al Ing. Mecánico Electricista Hugo Daniel Mendoza Morón, la elaboración del estudio del mencionado proyecto.
1.1.1. UBICACIÓN
Región : MoqueguaProvincia : Mariscal NietoDistrito : MoqueguaZona : Urb. Los Olivos
1.1.2. VÍAS DE ACCESO.
La vía principal de acceso al proyecto la constituye la Av. Manuel Camilo de La Torre, al frente del Parque de La Juventud, la cual transcurre al costado del Terminal Terrestre, (véase plano de ubicación).
1.1.3. CARACTERÍSTICAS CLIMATOLÓGICAS.
El presente proyecto se desarrolla dentro de un clima predominantemente primaveral, semi húmedo, siendo la estación más desfavorable la época de invierno. La temperatura promedio en el verano llega a 32° C y en invierno a 17°C, su precipitación fluvial es baja.
1.2 Alcances del Proyecto
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El presente proyecto tiene por finalidad el soterrado de las redes eléctricas de acometida, esto implica la construcción de una subestación caseta, en las cuales se ubicará el transformador que abastecerá de energía a los cuatro bancos de medidores proyectados, se utiliza ductos de concreto de dos vías de 3" de diámetro y buzones de registro (ver plano MT-2).
EL alcance de los trabajos comprende:
- Diseño de Línea Subterránea en Media tensión- Metrado de las instalaciones proyectadas (civiles y
eléctricas).- Diseño de subestación
1.2.1 BASES DE REFERENCIA
Los criterios de diseño utilizados en el estudio, son concordantes con las disposiciones del CNE Código Nacional de Electricidad - Suministro, las Normas de Calidad del Servicio Eléctrico, y otras normas nacionales e internacionales reconocidas, tales como:
Código Nacional de Electricidad Procedimiento N° 228-2009-OS/CD PROCEDIMIENTO PARA LA SUPERVISIÓN DE LAS INSTALACIONES DE DISTRIBUCIÓN ELÉCTRICA POR SEGURIDAD PÚBLICA.
Recomendaciones de la empresa concesionaria Normas de la D.G.E. / M.E.M. Normas de la Comisión Electrotécnica Internacional.
Normas INDECOPI (ex ITINTEC.) Normas Internacionales ANSI, ASTM. Reglamentos de Construcción vigentes. Normas de seguridad. Catálogos de Fabricantes.
Estas normas definen las condiciones técnicas mínimas para el diseño de redes eléctricas, de tal manera que garanticen los niveles mínimos de seguridad para las personas, propiedades y el cumplimiento de los requisitos de calidad exigidos.
1.3 Demanda de energía eléctrica
La Potencia Instalada es de 274.31 kW, considerando un factor de demanda de 1.00 debido a que se considera el
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100% de las luces encendidas a efectos del calculo de los alimentadores y circuitos derivados; el factor de simultaneidad lo asumiremos de 0.8 para la selección del transformador considerando que no todas las cargas de los alimentadores se activan al mismo tiempo; por lo que se obtiene la Máxima Demanda proyectada para el seleccionado del transformador del Terminal Terrestre de 219.45 kW.Considerando un factor de potencia de 0.9 obtengo una potencia aparente de 243.83 kVA: por lo que selecciona un trasformador de 250 kVA.
Tablero Potencia Instalada
KW
fd Maxima Demanda
kwBM-1 58.50 1.00 58.50BM-2 8.80 1.00 8.80BM-3 56.00 1.00 56.00TGS-1 55.06 1.00 55.06TGS-2 54.20 1.00 54.20TGS-3 25.65 1.00 25.65TGS-4-FAO 16.10 1.00 16.10Potencia Instalada KW 274.31Factor Simultaneidad 0.8Máxima Demanda KWPara la selección del transformador 219.45Factor de Potencia 0.9Potencia KVA 243.83
El detalle de las cargas mencionadas se muestran en el plano de los diagramas unifilares lamina A-0:
Banco de Medidores Nro 1 BM-1Este Banco de Medidores abastece a 33 Medidores:
04 Medidores Monofasicos para tiendas tipo “A” con una potencia instalada de 1.40kW correspondiente a 05 salidas de luz y 04 salidas de tomacorriente y reserva de 0.5kw (ver diagrama unifilar lamina A-0).
05 Medidores Monofasicos para tiendas tipo “B” con una potencia instalada de 1.5kW correspondiente a 04 salidas de luz y 06 salidas de tomacorriente y reserva de 0.5kw (ver diagrama unifilar lamina A-0).
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05 Medidores Monofasicos para tiendas tipo “C” con una potencia instalada de 1.1kW correspondiente a 03 salidas de luz y 03 salidas de tomacorriente y reserva de 0.5kw (ver diagrama unifilar lamina A-0).
19 Medidores Monofasicos para tiendas tipo “COUNTER” con una potencia instalada de 2.1kW correspondiente a 09 salidas de luz y 07 salidas de tomacorriente y reserva de 0.5kw (ver diagrama unifilar lamina A-0).
Banco de Medidores Nro 2 BM-2Este Banco de Medidores abastece a 8 Medidores:
08 Medidores Monofasicos para tiendas tipo “C” que tiene una potencia instalada de 1.10kW correspondiente a 03 salidas de luz y 03 salidas de tomacorriente y reserva de 0.5kw (ver diagrama unifilar lamina A-0).
Banco de Medidores Nro 3 BM-3Este Banco de Medidores abastece a 31 Medidores:
04 Medidores Monofasicos para tiendas tipo “A” con una potencia instalada de 1.40kW correspondiente a 05 salidas de luz y 04 salidas de tomacorriente y reserva de 0.5kw (ver diagrama unifilar lamina A-0).
05 Medidores Monofasicos para tiendas tipo “B” con una potencia instalada de 1.5kW correspondiente a 04 salidas de luz y 06 salidas de tomacorriente y reserva de 0.5kw (ver diagrama unifilar lamina A-0).
01 Medidores Monofasicos para tiendas tipo “D” con una potencia instalada de 1.3kW correspondiente a 05 salidas de luz y 03 salidas de tomacorriente y reserva de 0.5kw (ver diagrama unifilar lamina A-0).
05 Medidores Monofasicos para tiendas tipo “E” con una potencia instalada de 1.6kW correspondiente a 06 salidas de luz y 05 salidas de tomacorriente y reserva de 0.5kw (ver diagrama unifilar lamina A-0).
16 Medidores Monofasicos para tiendas tipo “COUNTER” con una potencia instalada de 2.1kW correspondiente a 09 salidas de luz y 07 salidas de tomacorriente y reserva de 0.5kw (ver diagrama unifilar lamina A-0).
Tablero General de Servicios TGS-1 (Bloque A)
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Este tablero de servicios es abastecido desde un medidor trifásico (el detalle de las cargas que abastece se muestra en diagrama unifilar Lamina A-0)
Tablero General de Servicios TGS-2 (Bloque C)Este tablero de servicios es abastecido desde un medidor trifásico (el detalle de las cargas que abastece se muestra en diagrama unifilar Lamina A-0)
Tablero General de Servicios TGS-3 (Bloque B)Este tablero de servicios es abastecido desde un medidor trifásico (el detalle de las cargas que abastece se muestra en diagrama unifilar Lamina A-0)
Tablero General de Servicios TGS-4, FAOEste tablero de servicios es abastecido desde un medidor trifásico (el detalle de las cargas que abastece se muestra en diagrama unifilar Lamina A-0)
La alimentación de las redes eléctricas se ha previsto desde la subestación tipo Caseta Proyectada:
S.E. Nro UBICACIÓN DEMANDA(kw)1 Terminal terrestre Moquegua 219.45 kw
1.4 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO.
El diseño del proyecto comprende una subestación de distribución del tipo aérea, de relación de transformación 10/0,46/0,23 kV.
1.4.1. RED DE DISTRIBUCIÓN PRIMARIA.Las principales características de la red primaria son:
Tensión de operación : 10 kVLongitud de la red : 210 m subterráneoSistema : SubterráneoN°. de fases : tresFrecuencia de Servicio: 60 Hz.Conductor : Cobre duro de 25 mm² tipo N2XSYProtección en M.T. : Seccionador fusible tipo "cut - out" 1.4.2 SUBESTACIÓN DE TRANSFORMACIÓN:
• Tipo : Caseta• Nro. De fases : Trifásico• Potencia : 250 kVA• Tensión primaria : 10 kV.
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• Tensión secundaria : 0,38 y 0,22 kV• Relación de Transformación : 10/0,38-0,22 kV
1.5 Especificaciones Técnicas de Materiales
Se proporciona las informaciones necesarias para el suministro de los materiales y equipos, ver capitulo 2.
1.6 Monto de la Obra y Fuente de FinanciamientoEl monto total de la obra asciende a S/. 156 724,29, y el financiamiento correrá por cuenta de La Municipalidad Provincial de Mariscal Nieto.
1.7 Plazo de EjecuciónLa obra contempla un plazo de ejecución de 2 meses calendarios.
1.7 Estudio de Impacto Ambiental
Por su naturaleza y el nivel de tensión adoptado, las Redes del Subsistema de Distribución Primaria y subestaciones de distribución, No producen efectos contaminantes en la atmosfera, al agua, ni a la vegetación existente en la zona. Tampoco alteraran negativamente las costumbres de los lugareños; no los desplaza de su normal habitad ni los daña en lo mínimo con respeto a su salud.
1.8 Relación de Planos y Detalles
A-l Armado de Seccionamiento y Punto de AlimentaciónA-2 Puesta a TierraA-3 Diagrama Unifilar MTA-4 Subestacion Eléctrica InteriorA-5 Detalle de Ingreso de MT a CeldaA-6.1 Detalle de Ingreso a MT Celda de LlegadaA-6.2 Detalle Poza de Derrame de AceiteA-7 Sistema Auxiliar para SuministroMT-1 Plano de Redes Eléctricas de Media TensiónA-0 Diagrama UnifilarMT-0 Plano de Localización
Moquegua diciembre 2010
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CAPITULO II
ESPECIFICACIONES TECNICAS DE MATERIALES
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CAPÍTULO 2
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE MATERIALES
2.1 Generalidades
Las presentes especificaciones técnicas tienen el objeto de describir los diferentes materiales y equipos electromecánicos que serán adquiridos y serán técnicamente aceptados por la Empresa Concesionaria Electrosur S.A. y se entregará certificado de garantía del fabricante en original.
Todos los equipos y materiales serán instalados teniendo en consideración las Normas mencionadas y para condiciones de operación que se indican:Código Nacional Eléctrico SuministroNormas Minen vigentes
Los materiales serán técnicamente aceptados por la supervisión de la obra y por Electrosur S.A. por el proceso de Control de Calidad, debiendo el contratista adjuntar el certificado de garantía del fabricante, en original, sin la presentación de dicho certificado los materiales no serán aceptados, bajo responsabilidad del supervisor encargado.
2.2 NormasLos equipos y materiales deberán cumplir con las normas, códigos y recomendaciones nacionales e internacionales.o Normas DGEo Código Nacional Electricidad Suministroo Comisión electromecánica internacionalo Comisión internacional de reglas para la aprobación de equipos eléctricos (CEE)
2.3 Condiciones de Servicio.
Los equipos electromecánicos y materiales a instalarse están a las condiciones de servicio:- Tensión de red primaria 10000 Voltios- Caída de tensión máxima 3.5% tensión nominal- Factor de Potencia 0.9- Frecuencia 60 Hertz- Clase de aislamiento 15 KV- Tensión Disruptiva 175 KV
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2.4 Especificaciones Técnicas de Materiales
2.4.1 Conductor Subterráneo de Media Tensión
Características .
Será del tipo N2XSY unipolar de 25 mm2 tensión de servicio 15 kV, conductor de cobre electrolítico recocido cableado comprimido o compactado, cinta semiconductora o compuesto semiconductor extruído sobre el conductor, aislamiento de polietileno reticulado (XLPE). Cinta semiconductora o compuesto semiconductor extruído y cinta de cobre electrolítico, sobre el conductor aislado, barrera térmica de poliéstel. Chaqueta exterior de PVC color rojo.
PARAMETROS FISICOS
SECCION NOMINAL NUMER
O HILOS
DIAMETRO CONDUCTOR
ESPESORDIAMETRO EXTERIOR PESO
AISLAMIENTO CUBIERTA
mm² Mm mm mm mm Kg/Km
25 7 6,3 4,5 1,8 22,1 707
PARAMETROS ELECTRICOS
SECCION NOMINAL
RESIS-TENCIA RESISTENCIA REACTANCIA
INDUCTIVA AMPACIDAD AMPACIDAD
DC a AC(A) (B)
ENTERRADO AIRE
20°C (A) (B) 20°C 30°C
mm² mmOhm/Km Ohm/Km Ohm/Km Ohm/Km Ohm/Km (A) (B) (A) (B)
25 0,727 0,927 0,927 0,2964 0,1713 180 160 195 165
PruebasLos conductores deberán cumplir con las pruebas de diseño, de conformidad de la calidad y de rutina, de acuerdo a las normas consignadas de la presente especificación.
EmbalajeEl conductor será entregado en carretes metálicos o de madera de suficiente robustez para soportar cualquier tipo de transporte e íntegramente cerrados con listones de madera para proteger al conductor de cualquier daño y para un almacenamiento prolongado a intemperie y en ambiente salino.
Todos los componentes de madera deberán ser manufacturados de una especie de madera sana, seca y libre de defectos, capaz de resistir un prolongado almacenamiento.
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Las planchas, uniones y soldaduras de los carretes metálicos deberán ser reforzadas, a fin de evitar su deformación y deterioro durante el transporte a los almacenes y a las obras.
Cada carrete deberá ser identificado (en idioma Español o Inglés) con la siguiente información:
- Nombre del Propietario- Nombre o marca del Fabricante- Número de identificación del carrete- Nombre del proyecto- Tipo y formación del conductor- Sección nominal, en mm2
- Lote de producción- Longitud del conductor en el carrete, en m- Masa neta y total, en kg- Fecha de fabricación- Flecha indicativa del sentido en que debe ser rodado
el carrete durante su desplazamiento.
La identificación se efectuará con una pintura resistente a la intemperie y a las condiciones de almacenaje y en las dos caras laterales externas del carrete. Adicionalmente, la misma información deberá estamparse sobre una lámina metálica resistente a la corrosión, la que estará fijada a una de las caras laterales externas del carrete.
El costo del embalaje será cotizado por el Proveedor considerando que los carretes no serán devueltos.
La longitud total de conductor de una sección transversal determinada se distribuirá de la forma más uniforme posible en todos los carretes. Ningún carrete tendrá menos del 3% ni más del 3% de longitud real de conductor respecto a la longitud nominal indicada en el carrete.
2.4.2 Terminales para cable de energía exterior
Los terminales para el cable de energía tipo N2XSY serán del tipo termocontraible tipo QT-III, de material de goma de silicona para la sección indicada,con aislamiento seco, premoldeado y serán adquiridos en Kits para la instalación exterior, tensión nominal 8.7/15 KV.
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Cuentan con las siguientes características:
Optimo control de esfuerzos de alta constante dieléctrica (high-K stress control).
La instalación no requiere cinta o grasa de silicona adicional.
Mínimo entretenimiento
Todos los materiales, excepto el terminal de comprensión, se incluyen en el kit.
Fácil preparación del cable (menor distancia de corte)
Mucho mas compacta para facilitar su ubicación en pequeños espacios.
Alta confiabilidad.No requiere calor, flamas o herramientas especiales.Instalación simple a prueba de errores.Control de esfuerzos y sellos pre-instalados en fábrica.Excelente aspecto.
15 kV 2 PollerasPrueba (Resultado en k V)
Requerimiento Resultado
Descarga parcial voltaje de Extinción @3pc.
13 25
Tensión de Arco (CA)10 Seg. Húmedo.
45 65
Tensión de Arco (CA)6 Hrs. Seco.
35 75
Tensión de Arco directa 15 min. Seco.
75 Pasó
Tensión de Arco impulso (BIL)
110 135
Norma : IEEE-48, IEC 502
2.4.3 Terminales para cable de energía interior
Los terminales para el cable de energía tipo N2XSY serán del tipo termocontraible del tipo QT-III, de material de goma de silicona para la sección indicada,con aislamiento seco, premoldeado y serán adquiridos en Kits para la instalación e interior, tensión nominal 8.7/15 KV.
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Cuentan con las siguientes características:
Optimo control de esfuerzos de alta constante dieléctrica (high-K stress control).
La instalación no requiere cinta o grasa de silicona adicional.
Mínimo entretenimiento
Todos los materiales, excepto el terminal de comprensión, se incluyen en el kit.
Fácil preparación del cable (menor distancia de corte)
Mucho mas compacta para facilitar su ubicación en pequeños espacios.
Alta confiabilidad.No requiere calor, flamas o herramientas especiales.Instalación simple a prueba de errores.Control de esfuerzos y sellos pre-instalados en fábrica.Excelente aspecto.
15 kV 2 PollerasPrueba (Resultado en k V)
Requerimiento Resultado
Descarga parcial voltaje de Extinción @3pc.
13 25
Tensión de Arco (CA)10 Seg. Húmedo.
45 65
Tensión de Arco (CA)6 Hrs. Seco.
35 75
Tensión de Arco directa 15 min. Seco.
75 Pasó
Tensión de Arco impulso (BIL)
110 135
Norma : IEEE-48, IEC 502
2.4.4 Pararrayos tipo Autoválvula
Los pararrayos, serán del tipo de resistencias no lineales fabricadas a base de óxidos metálicos, sin explosores, para uso exterior, a prueba de explosión y para conectar entre fase y tierra.
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La columna soporte será de porcelana. Estará diseñada para un ambiente medianamente contaminado. Las características propias del pararrayo no se modificaran después de largos años de uso, las partes selladas estarán de tal modo de prevenir la penetración de agua.
El pararrayos contara con un elemento para liberar los gases creados por el arco que se origina en el interior cuando la presión de los mismos lleguen a valores que podrían hacer peligrara la estructura del pararrayos.
Los pararrayos deberán incluir entre otros, los siguientes accesorios:
Terminal de TierraPlaca de característicasAccesorios para fijación a crucetaOtros accesorios necesarios para un correcto transporte, montaje, operación y mantenimiento de los pararrayos.
Las características son las siguientes:
Tensión nominal 15KVClase de descarga de línea 1Instalacion ExteriorFrecuencia Nominal 60hzCorriente Nominal de descarga en onda 10kATension Residual Maxima a corriente nominal de descarga 62.5KVNBA 150 KVAccesorios de fijación CompletosAltura promedio de trabajo 1500 m.s.n.m.
Normas Aplicables:IEC 99-1 Surge arrester part 1:non linear resistor type gapped arresters for a A.C. systems
IEC 99-4 Metal oxide surge arresters without gaps for A.C. systems
ANSÍ C-37.42
2.4.5 Seccionador Fusible Unipolar Cut Out
Los seccionadores, serán del tipo unipolar CUT- OUT, con portafusiles de expulsión para maniobra sin carga, a través de una pértiga, y apertura automática al fundirse el fusible y además poseerá
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dispositivo de indicación visual que muestren claramente cuando un fusible ha operado. Las características de los seccionadores fusibles de potencia son las siguientes:
Características Eléctricas Principales
Dimensiones mm 105Aleta mayor mm 105Aleta menor mm 445Altura Kg 6.0PesoPropiedades Electricas Corriente Nominal A 100 Corriente Cortocircuito Simet KA 8Corriente Cortocircuito Asimet KA 12Tensión Maxima de Servicio Kv 27kVTensión de Impulso negativo Kv 220Tensión de Impulso Positivo (BIL) Kv 150Flashover en Seco a 60 Hz Kv 115Flashover en Húmedo a 60 Hz Kv 95Distancia de Arco mm 290Línea de Fuga mm 780 Numero de aletas Unid 7Clase de contaminación IEC 815 IVAltura promedio de trabajo m.sn.m. 1500
Requerimientos de DiseñoLas aletas o aisladores del seccionador serán del tipo polimétrico y deberán ser diseñados para un ambiente medianamente contaminado. Tendrán suficiente resistencia mecánica para soportar los esfuerzos por apertura y cierre, asi como los debidos a sismos. Los seccionadores fusibles estarán provistos de abrazaderas ajustables para fijarse a cruceta de madera, concreto y/o de fierro galvanizado.
El aislamiento elastomerito estará conformado por goma de silicona de la mas alta consistencia tipo HTV de Dow Corning y el nucleo del aislador es una barra de Fiberglass Round Rod del tipo ECR, el cual otorga una gran resistencia mecánica a la tracción, flexion y torsión.
La herrajeria y perneria será fabricada de bronce forjado y acero inoxidable ideal para servicios en la zona costera.
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El portafusible se rebatirá automáticamente con la actuación del elemento fusible y deberá ser separado de la base. La bisagra de articulación tendrá doble guía.
Los bornes aceptaran conductores de aleación de aluminio de 25 y 35 mm2, y serán del tipo de vías paralelas. Los fusibles serán de los tipos “K”
Los seccionadores serán técnicamente aceptados por la empresa concesionaria, por el proceso de control de calidad, debiendo adjuntar el certificado de garantía del fabricante en original, sin la presentación de dicho certificado los materiales no serán aceptados.
AccesoriosLos seccionadores fusibles deberán incluir entre otros los siguientes accesorios:
- Terminal de tierra- Placa de características- Accesorios para fijación a cruceta- Otros accesorios necesarios para un correcto
transporte, montaje, operación y mantenimiento de los seccionadores.
Normas Aplicables:
ANSÍ C-37.42 American national standard for switchgear-distribution cut outs and fuse links specifications.
2.4.6 Celda De Llegada
Estructura: Con perfiles angulares d fierro negro de 2x2x3/16” soldados convenientemente por proceso de soldadura por fusión (MIG) Metal Inert glas, por plasma que garantiza la unión de sus piezas por sus propiedades Mecánicas formado así una estructura rígida y consistente.
Puerta Principal: En lamina de acero negro LAF de 2mm. Plegado, soldado y reforzado convenientemente, contara además con un visor en acrílico y Letrero de peligro.
Sistema de Cierre Puerta Principal: Contara con cerradura tipo palanca de cierre por varillas metálicas.
Tapas Laterales: En lamina de acero negro LAF de 2mm. Plegado, soldado y reforzado convenientemente.
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Malla de Protección: Con marco en ángulo de fierro negro de 1x1/8” y malla electro soldada de 1” para proteger acceso involuntario a seccionador de potencia.
Soporte de Equipos: Serán de perfiles angulares de fierro negro de 2x2x3/16” (seccionador de potencia y Seccionadores unipolares).
Tratamiento Anticorrosivo: Tipo fosfatizado por inmersión con acondicionador de metales (Desengrase, Decapado y Fosfatado).
Pintado: Con pintura en polvo del tipo epoxi poliéster RAL 7032 (Beigs) aplicado electrostáticamente y secado al horno a 180º.
Barras de Cobre Principales: Serán de 5x50mm. De forma rectangular y 99.9% electrolítica estarán pintados de colores según normas eléctricas.
Aisladores portabarras: Serán de resina epoxica para 12000V. con aletas de larga distancia de fuga según normas eléctricas peruanas.
01 Seccionador de Potencia Tripolar con Línea a Tierra
Modelo: De accionamiento bajo carga, con sistema de apagado del arco eléctrico por medio de soplo de aire, bases portafusibles de hasta 200Amp. Sistema de desconexión automática a la fusión de cualquiera de sus fusibles.
Seccionador tripolar de línea a tierra (Sin Carga), con bloqueo mecánico y palanca de accionamiento.
Uso: Interior
Tensión de Trabajo: 12000v.
Amperios: 400
Corriente Cortocircuito Simet: KA 8Corriente Cortocircuito Asimet: KA 12Tensión de Impulso negativo: Kv 220Tensión de Impulso Positivo (BIL): Kv 150Flashover en Seco a 60 Hz: Kv 115Flashover en Húmedo a 60 Hz: Kv 95Distancia de Arco: mm 290
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Línea de Fuga: mm 780 Clase de contaminación IEC 815: IVAltura promedio de trabajo: m.sn.m. 1500
03 fusibles de tipo cartucho de alta ruptura
Tensión de trabajo: 12000V
Marca: Eti o similar aprobado
Dimensiones Generales: 2600x1200x1200mm. (Alto, Ancho, profundidad)
Normas de fabricación: IEC 60298 “Metal enclosed switchgear for
alternating current and rated voltaje of over 1 kV and less than to 72,5 kV”.
IEC 60420 “High-voltaje alternating current combined fuse-switches and combined fuse circuit breakers”.
2.4.7 Celda de Transformador
Estructura: Con perfiles angulares d fierro negro de 2x2x3/16” soldados convenientemente por proceso de soldadura por fusión (MIG) Metal Inert glas, por plasma que garantiza la unión de sus piezas por sus propiedades Mecánicas formado así una estructura rígida y consistente.
Puerta Principal: En lamina de acero negro LAF de 2mm. Plegado, soldado y reforzado convenientemente, contara además con un visor en acrílico y Letrero de peligro.
Sistema de Cierre Puerta Principal: Contara con cerradura tipo palanca de cierre por varillas metálicas.
Tapas Laterales: En lamina de acero negro LAF de 2mm. Plegado, soldado y reforzado convenientemente.
Malla de Protección: Con marco en ángulo de fierro negro de 1x1/8” y malla electro soldada de 1” para proteger acceso involuntario al transformador.
Soporte de Equipos: Serán de perfiles angulares de fierro negro de 2x2x3/16” (bases potafusibles).
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Tratamiento Anticorrosivo: Tipo fosfatizado por inmersión con acondicionador de metales (Desengrase, Decapado y Fosfatado).
Pintado: Con pintura en polvo del tipo epoxi poliéster RAL 7032 (Beigs) aplicado electrostáticamente y secado al horno a 180º.
Barras de Cobre Principales: Serán de 5x50mm. De forma rectangular y 99.9% electrolítica estarán pintados de colores según normas eléctricas.
Aisladores portabarras: Serán de resina epoxica para 12000V. con aletas de larga distancia de fuga según normas eléctricas peruanas.
Transformador de Potencia 250kVA
El transformador Será de una potencia de 250 KVA considerando cualquier ampliación futura.
Norma de Ejecución : IEC-76ITINTEC 370.002Potencia : 250 KVATensión Primaria : 10.000 VAC.Regulación en alta Tensión : +/-2x5.5%Tensión Secundaria : 380-220 VAC.Fases : 3Frecuencia : 60Hz.Terminal primario : 3Terminal secundario : 4Nivel de Aislamiento A.T. : 12 / 28 /75 kV.Bil exterior : 150 KV.Nivel de Aislamiento B.T. : 0.6 / 3 /10 KV.Grupo de conexión : Dyn5Tensión de Corto Circuito a 75 C: 4%Temperatura a plena carga : 40 ºCAltitud de servicio : 2500 m.s.n.m.Montaje : ExteriorRefrigeración : ONANPérdidas de potencia :
Fierro : < 400WCobre : < 1800W
ACCESORIOSAisladores de porcelanaTanque conservador con indicador visual del nivel del aceiteConmutador de tomas en vacio de cinco posicionesGrifo de vaciado y toma de muestras de aceite.
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Perno par conexión de puesta a tierra.Orejas de izamiento para levantar el transformador completo.Dotación de aceite dieléctrico.Tapón de llenado de aceiteVálvula de sobre presiónEmbalaje de madera tipo jaula para su adecuado transporteProtocolo de pruebas.Certificado de garantía.
VIGAS DE ACERO DE SOPORTEPara el soporte del transformador, se va a utilizar 2 vigas de acero de las siguientes dimensiones:
De 127mmx76mmx6mmx1400mm (5"x3"x1/4"x1400mm)
PLATINAS DE COBRESe va a utilizar platinas de cobre de dimensiones: 50x5x350mm con el objeto de conectar el transformador de distribución a los conductores de baja tensión tipo NYY.
2.4.8 Abrazadera para postes
La abrazadera será de fierro galvanizado en platina de 1 ½” x ¼” esta servirá para el soporte de las crucetas de madera.
Normas Aplicables:ASTM A.7 Forged SteelASTM A 153 Zinc Coating on iron steel hardwareANSI C 135.1 American National Standard for galvanized steel bolts
2.4.9 Cruceta de Fierro Galvanizado
CRUCETA DE FºGº DE 1,60 mSe usará como soporte de los seccionadores Cut_Out y los pararrayos, y serán de perfil de fierro angular galvanizado en caliente por inmersión con 110 micras de espesor mínimo, de 3” * 3” * ¼ * 1,60 m de longitud (76,2 * 76,2 * 6,35 mm *1,60 m), adicionalmente poseerán pernos dobles armados de 16mm x 400mm (5/8” x 16”) y tuercas de 5/8” (incluye arandelas).
2.4.10 Cruceta de Madera Tratada
Serán de madera tratada de dimensiones 100mm x 100mm x 1,50m, e irán en la estructura de bajada de la red aérea a subterránea (armado SECC), e irá igualmente adosada con la
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ayuda de pernos de FºGº. en esta cruceta irán las cabezas terminales exteriores.
Los valores mecánicos mínimos requeridos por las especies de madera utilizadas en crucetas se muestran a continuación: ESPECIE DE MADERA
CARACTERITICAS TORNILLO MOENA AMARILLA
MOENA NEGRA
FLECCION ESTATICA (kg./cm2 )- Esfuerzo limite- Modulo de rotura- Modulo de Elasticidad
COMPRENSION PARALELA (kg./cm2)- Esfuerzo Limite- Resistencia máxima
COMPRENSION PERPERDICULAR (kg./cm2)- Esfuerzo limite- Cizallamiento- Dureza (lados)- Tenacidad (Kg./m.)
349576108
222283
57813883
421669130
278379
57874302
29950089
242269
48732912
2.4.11 Tuberia de fierro galvanizado de 76mm (3”) diámetro
La tubería de fierro galvanizado de 3” de diámetro será de una longitud de 6m y de un espesor minino de 3.3mm.
Normas Aplicables:Se fabrican tubos de conducción con diámetro exterior y espesores de acuerdo a la norma ISO 65-81 "Carbon steel tubes suitable for screwing in accordance with ISO 7-1 ".El recubrimiento de zinc en tubos galvanizados cumple con ASTM A53-01
El acero utilizado en la fabricación de los tubos es acero SAE 1009
2.4.12 Ductos De Concreto Armado
Deberá ser fabricado en concreto vibrado y tendrá diámetro de 3 ", y será para el tendido del cable subterráneo.Los ductos de concreto serán de 02 vías, además los ductos están especificados en tramos de 1.0 m.
NORMAS APLICABLESNTP 339-027DGE 015-PD-1
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2.4.13 Buzón de concreto de 1x1x1.35m
El buzón será de 1mx1m medidas interiores y de una profundidad de 1.35m. además la tapa del mismo será armada con fierro de ½”
2.5 SISTEMA DE PUESTA A TIERRA
Las partes metálicas de los equipos de protección, así como el neutro del transformador estarán conectados al sistema de puesta a tierra, el mismo que contiene los siguientes elementos:
a) CONDUCTOR DE COBRE DESNUDOEl conductor de puesta a tierra será de cobre electrolítico, cableado, desnudo, temple blando y de 25 mm2. de sección.
RECOCI DO CAPACI DAD
R. ELÉCTRI CA
DE CORRI ENTE
mm² mm mm Kg/ Km Ohm/ Km A(* )
25 7 2,14 6,4 228 0,727 188
PESOCALI BREN° HI LOS
DI AMETRO HI LO
D. CONDUCT
OR
b) VARILLA DE PUESTA A TIERRALa varilla de puesta a tierra será de cobre de 16mm x 2,40m (5/8" de diámetro x 2,40 m) de longitud.
c) ADITIVOS Para obtener una adecuada resistividad, se utilizará sales químicas higroscópicas similares al thorgel y tierra de chacra de acuerdo al detalle del plano; esta mezcla debe permitir obtener una resistividad no mayor de 15 Ohm.
d) CAJA Y TAPAEl pozo de tierra será la típica normalizada y en la parte superior se instalará una caja de concreto 0,40 x 0,40 m. con su respectiva tapa.
e) CONECTOR TIPO ABEl Conector será del tipo AB para varilla de cobre de 16mm (5/8”) y suministrado con tornillo de bronce de ½” de diámetro.
f) CONECTOR TIPO J DE DOBLE VIA
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Se usarán para conectar los cables de tierra en la estructura y llevarlos al pozo de tierra de Media Tensión.
Será de cobre y para calibres de 25mm².
2.6 CINTA SEÑALIZADORASe usará cinta señalizadora en el momento de instalar los conductores subterráneos en la zanja, con el objeto de prevenir en caso de alguna excavación futura. El detalle de la instalación se muestra en los planos adjuntos.
Material : Cinta de polietileno de alta calidad y resistente a los ácidos y álcalis.Ancho : 5" de espesor 1/10 mm.Color : RojoInscripción : Letra negra, que no pierde su color con el tiempo recubierta con plástico.Elongación : 25%.Tendrá las inscripciones en letras de color negro “PELIGRO DE MUERTE, CABLES ENTERRADOS, 10000V”.
2.7 SISTEMA DE MEDICIÓN DE ENERGÍA Para el suministro eléctrico con Electrosur S.A., se instalará un medidor multifunción electrónico de energía activa trifásica, de 4 hilos para el sistema 380/220 V. Tendrá las características básicas siguientes:
- Tensión Nominal : 120-480 V.- Frecuencia : 60 Hz.- Capacidad nominal : 1.50 A.- Capacidad máxima : 6 A.- Precisión : 0,2 - Rango de variación tensión: ± 10%- Perfil de Carga : 28 kB de memoria- Tipo : A1 RLQ+ o similar
Dicho medidor irá ubicado en un murete que dará a la calle, al costado del Terminal.
2.8 TERMINALES EXTERIORES E INTERIORES PARA CABLE DE ENERGÍALos terminales para el cable de energía tipo N2XSY serán del tipo termocontraíble para la sección indicada, con aislamiento seco premoldeado y serán adquiridos en Kits tanto para la instalación exterior e interior, tensión nominal 30 KV. Corriente de corto circuito 26 KA.
25
2.9 TABLERO DE DISTRIBUCION 380 VSerán del tipo auto soportado para uso interior, formado por una estructura de fierros angulares de 1 ½ * 1 ½ *3/16”, provistos de refuerzos para garantizar su solidez así como para el soporte de los accesorios incorporados, de las siguientes dimensiones:Ancho : 800mmProfundidad : 300mmAltura : 2000 mm
Provistos además de una puerta frontal, cobertura lateral, y superior con planchas plegadas de fierro son sometidas a un tratamiento anticorrosivo por medio de fosfatizado por inmersión y pintado con dos capas de pintura epóxica y dos capas de pintura epóxica color gris grado de protección IP55, la puerta está provista de cerradura estándar de doble barra con palanca y llave.Cada uno alberga los siguientes accesorios:Sistema de barras rectangulares en 380 Volt.Un interruptor termomagnético de 3x300 A 42KA en 380V.Un juego de interruptores que alimentan las diferentes cargas de la planta.
2.10 CONECTOR DE DOBLE VÍA DE 25mm²
Para la derivación y empalmes de la línea proyectada, se emplearán conectores de cobre con ranuras paralelas de 35 mm. de longitud, 45 mm. de ancho y 24 mm. de alto. Llevará un tornillo, arandela de presión y tuerca. Las ranuras deberán permitir la instalación de cables de 16-35 mm2.
2.11 LADRILLOPara la instalación del cable subterráneo se utilizará ladrillo corriente, el cual irá debajo de la cinta señalizadora con el objeto de evitar algún daño futuro a los cables de energía enterrados.
La profundidad del ladrillo se indica en los detalles del plano de redes eléctricas.
2.12 CINTA BAND-IT Y ACCESORIOSPara sujetar los tubos de F°G° a los postes de media tensión, se ha previsto la utilización de Cinta Band-It de 19mm (¾”), y presillas de 19mm ((¾”) para su sujeción.
26
CAPITULO III
ESPECIFICACIONES TECNICAS DE MONTAJE
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CAPÍTULO 3
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE MONTAJE
3.0 Especificaciones Técnicas de Montaje
El objeto de estas especificaciones es el de complementar las especificaciones técnicas de los equipos y materiales, que deberá tener en consideración las prescripciones de CNE y el Reglamento Nacional de Edificaciones y además se deberá seguir las indicaciones de los fabricantes.
3.1 De La Programación
3.1.1 Cronograma De Ejecución
Antes del inicio de obra, el profesional responsable entregará a la Supervisión, el plano de replanteo de las estructuras, un diagrama PERT-CPM y un diagrama de barras (GANTT) de todas las actividades que desarrollará y el personal que intervendrá con indicación del tiempo de su participación.Cabe señalar que el replanteo de la obra a ejecutar, debe estar ceñida al Código Nacional de Electricidad y el Procedimiento No 011-2004-OS/CD del Osinergmin (Distancias Mínimas de Seguridad). Asimismo al finalizar la presente obra, se debe de presentar una planilla de estructuras y tramos en donde se indique las distancias mínimas de seguridad respecto a edificaciones, avisos publicitarios, nivel de terreno, cruces con otras instalaciones o estructuras, etc. indicadas en el Código Nacional de Electricidad - Suministro.
3.1.2 Cuaderno de Obra
Se deberá llevar al día, un cuaderno de obra, donde deberá anotar las ocurrencias importantes que se presenten durante el desarrollo de los trabajos, así como los acuerdos de reuniones efectuadas en obra entre el Contratista y la Supervisión de la empresa concesionaria.Este cuaderno será utilizado para comunicaciones entre el Contratista y la Supervisión. De esta manera queda establecido que todas las comunicaciones serán hechas en forma escrita y no tendrán validez las indicaciones verbales.
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3.1.3 Seguridad E Higiene
Deberá observar todas las leyes, reglamentos, medidas y precauciones que sean necesarias recomendadas por el MEM/DGE, OSINERG y propias de la concesionaria, para evitar que se produzcan condiciones insalubres en la zona de trabajos y en sus alrededores. En todo tiempo, se deberá tomar las medidas y precauciones necesarias para la seguridad de los trabajadores, prevenir y evitar accidentes, y prestar asistencia a su personal, respetando el Reglamento de Seguridad y Salud en el Trabajo de las Actividades Eléctricas RM N° 161 - 2007 - MEM/DM.
3.1.4 Transporte y manipuleo de materiales
Deben ser tratados con extremo cuidado, desde su embarque hasta la obra, deben estar protegidos aquellos materiales como los aislantes, en medio de embalajes de modo que no se rompa, los conductores no deben ser arrastrados para poder mantenernos sin daño exterior.
3.1.5 Ejecución de Replanteo
El Contratista será responsable de efectuar todos los trabajos de campo necesarios para replantear la ubicación de:El recorrido de las redes primarias subterráneas.
En el caso que las calzadas y veredas no estuvieran plenamente definidas, el Contratista coordinará con las autoridades locales la solución de estos inconvenientes. El Contratista someterá a la aprobación de la Supervisión el replanteo de las redes primarias. La Supervisión, luego de revisarlas, aprobará el replanteo u ordenará las modificaciones que sean pertinentes.
3.2 Tendido de conductores.
La zanja en la que se instalara el cable El cable será subterránea y se efectuara con mucho cuidado de no rasgar el cable ni de efectuar curvas que malogren el cable y desenrollar suavemente el carrete, esta será conectada a las cabezas terminales siguiendo las recomendaciones del fabricante y efectuadas por un operario especialista.
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En la instalación se procurara en lo posible tramos rectos en donde no se pueda cumplir con los requisitos será necesario prever un buzón de concreto en este lugar los ductos deberán tener una pequeña inclinación de aproximadamente de 1/500 este desnivel debe ser de arriba hacia debajo de uno a otro buzón o hacia ambos buzones a partir del punto medio del recorrido, la finalidad es que corra el agua que pueda penetrar a los ductos.
3.3 Ejecución De Terminaciones Para El Cable N2XSY Exterior
Los terminales para cable monopolar con aislamiento solidó y pantalla se instalara con el equipo recomendado por el fabricante, así mismo se instalaran las campanas autocontraibles.
El cable se debe tener cuidado de que este limpio por lo que se debe de limpiar con solvente, y aplicar las instrucciones hechas por el fabricante.
3.4 Ejecución De Terminaciones Para El Cable N2XSY Interior
Los terminales para cable monopolar con aislamiento solidó y pantalla se instalara con el equipo recomendado por el fabricante, así mismo se instalaran las campanas autocontraibles.
El cable se debe tener cuidado de que este limpio por lo que se debe de limpiar con solvente, y aplicar las instrucciones hechas por el fabricante.
3.5 Pararrayos tipo Autovalvula
Los pararrayos, serán instalados en el piso para posteriormente izarlos y sujetarlos a la cruceta de madera con una abrazadera de fierro galvanizado.
3.6 Seccionador Fusible Unipolar Cut Out
Los seccionadores, serán instalados en el piso luego estos serán izados para su fijación al poste con una abrazadera de fierro galvanizado.
3.7 Celda de llegada y Celda de Transformacion
El cable de potencia en media tensión al llegar a la subestación se conectara a la celda de llegada
30
y en esta a la seccionador de potencia y después al transformador.
El transformador será instalado sobre dos rieles bajo el ira una canaleta que servirá de ventilación además de canalización de cables, este transformador estará dentro de la celda de transformación.
El montaje de transformador será hecho de tal manera que garantice que, aun bajo el efecto de temblores, este no sufra desplazamientos.
La subestación deberá contar con las siguientes señalizaciones de seguridad:
Señalización de Riesgo Eléctrico(puerta de ingreso y celdas)
Señalización de Uso Obligatorio de Implementos de Seguridad.
Señalización de Ingreso a solo Personal AutorizadoSeñalización de Puesta a Tierra
Todas estas instalaciones serán ejecutadas por operarios especialistas con la supervisión de un ingeniero electricista.
Instalación de accesorios.
Se deberá tener cuidado golpear, arrastrar o instalar los accesorios sucios, con polvo, aceite u otros elementos que estén en los accesorios, se deberá utilizar las herramientas adecuadas sin deformar los elementos metálicos.
3.8 Abrazadera para poste 13/400 y cruceta de madera
La cruceta de madera se fijara al poste por medio de una abrazadera esta cruceta deberá estar perfectamente horizontal.
3.9 Tubo de Fierro Galvanizado de 4”
Este tubo de fierro galvanizado ira adosado al poste por medio de cinta band it de ¾” por el bajara el cable de media tensión.
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3.10 Tendido De Ductos De Concreto
Para el tendido de ductos de concreto para la línea soterrada de los cables subterráneos deberá excavarse una zanja de 1.15 m. de profundidad, luego deberá prepararse un solado de concreto de 5cm y sobre este 10cm de tierra cernida, sobre el cual se tendera los ductos de concreto de dos vías, 3 " pulgadas de diámetro, luego se apisonara.
3.11 Buzon de concreto de 1.00mx1.00mx1.35m
Los buzones deberán ser hechos de concreto y de una profundidad de 1.35m y ancho de l.00m, además se dejara un ducto de PVC de 4" para el drenaje en caso de inundación, la tapa será de concreto armado y se sellara con brea y yute para impermeabilizar el buzón.
3.12 Sistema de Puesta a Tierra
Líneas y redes primarias, estructuras de seccionamiento y pararrayos 25 Ohms.
Se elaborara pozos a tierra para el siguiente equipamiento01 puesta a tierra para el transformador y ferretería eléctrica01 puesta -a tierra para el tablero de baja tensión Se utilizan los materiales descritos en el capitulo anterior.Para la confección de los pozos a tierra, deberá excavarse un hoy de 2.6m de profundidad con un diámetro de 0.80m. o mas dependiendo de la estabilidad del terreno, posteriormente se deberá mezclar tierra de chacra con 4 latas de carbón vegetal molido y 3 latas de sal industrial, además se agregara bastante agua hasta saturar la mezcla, se colocara la varilla de cobre 5/8"x2.40m dentro del hoyo, y se ira tapando el hoyo con la mezcla preparada.
Aterramiento De La Estructura
El aterramiento, se realizará mediante conectores, las siguientes partes de las estructuras:
Las Celdas de la SE. La carcasa de los transformadores.
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Las espigas de los aisladores tipo Suspensión. Los pernos de sujeción de las cadenas de suspensión
angular y de anclaje. Los soportes metálicos de los seccionadores-
fusibles.
3.13 Excavación de zanjas.
Con máximo cuidado y utilizando los métodos y equipos adecuados para cada tipo de terreno, con el fin de no alterar su cohesión natural y reduciendo al mínimo el volumen del terreno afectado por la excavación.El fondo de la excavación deberá ser plano y firmemente compactado para permitir una distribución uniforme de la presión de las cargas verticales actuales.
Las profundidades incluyen los espesores de la cama de apoyo de los cables y tuberías, los cuales serán determinados por el inspector en función al suelo de fundación encontrado, siguiendo la descripción de apoyos mostrados en el plano respectivo, no debiendo ser menores de 0.05 m.
Las dimensiones de la excavación serán según las indicaciones del plano.
Para la excavación de zanjas serán de O.8Om. x 1.15m. de profundidad.
3.14 Pintado y señalización
La subestación deberá contar con las siguientes señalizaciones de seguridad:
Señalización de Riesgo Eléctrico (en las puertas de ingreso y de las celdas)
Señalización de Uso Obligatorio de Implementos de Seguridad.
Señalización de Ingreso a solo Personal Autorizado Señalización de Puesta a Tierra Señalización de Ubicación y Uso de Extintor
3.15 Pozo de derrame de aceite
La subestación deberá contar con el pozo de derrame de aceite tal como se indica en la lamina A-6, con el fin de prevenir este incidente.
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CAPITULO IV
CALCULOS
JUSTIFICATIVOS
34
CAPÍTULO 4
CÁLCULOS JUSTIFICATIVOS
CALCULOS JUSTIFICATIVOS
4.1 GENERALIDADES
Todos los cálculos se han desarrollado en base al Código Nacional de Electricidad (C.N.E.), la Dirección General de Electricidad (D.G.E.), Normas vigentes y Disposiciones Reglamentarias de Electrosur S.A.
4.2 CALCULOS ELECTRICOS
4.2.1 CÁLCULO DE LA DEMANDA MÁXIMA DE LA S.E.De acuerdo a la finalidad del usuario, la demanda de la SED proyectada estaría en el siguiente orden:
DEMANDA DE POTENCIA
Tablero Potencia Instalada
KW
fd Maxima Demanda
kwBM-1 58.50 1.00 58.50BM-2 8.80 1.00 8.80BM-3 56.00 1.00 56.00TGS-1 55.06 1.00 55.06TGS-2 54.20 1.00 54.20TGS-3 25.65 1.00 25.65TGS-4-FAO 16.10 1.00 16.10Potencia Instalada KW 274.31Factor Simultaneidad 0.8Máxima Demanda KWPara la selección del transformador 219.45Factor de Potencia 0.9Potencia KVA 243.83
35
4.2.2 NIVEL DE AISLAMIENTOEl sistema debe soportar la tensión de operación nominal y además aquellas sobretensiones momentáneas que pueden ser de origen externo o interno sin que se llegue a producir flameo.
El cuadro siguiente muestra las características de aislamiento para los diferentes niveles de tensión adoptados.
CUADRO 4.1 NIVELES DE AISLAMIENTO
TENSIONNOMINAL DELSISTEMAKV EFICAZ
TENSIONMAXIMA DELSISTEMA
KV EFICAZ
CLASE DEAISLAMIENTO
KV
TENSION NO DISRRUPTIVAAL IMPULSO (NIVEL
BASICO DE AISLAMIENTO)TENSION NO
DISRRUPTIVA A 60 HzKV EFICAZ
(1) (2) (1) (2)
10 (1)
13,2 (2)22,9 (2)22,9/13.2 (2)
1114,525,2
25/14,5
12152528
759575125
28345040
(1) PRACTICA EUROPEA(2) PRACTICA USA Y CANADA
La altura de operación promedio es de 1500 msnm, por tanto, es necesario establecer el factor de corrección por altitud, el mismo que viene dado por la expresión:
Fh = 1 + 1.25 (H - 1000)x10-4
Donde:Fh : Factor de corrección por altitud.H : Altura sobre el nivel del mar. (m)
4.2.3 DISTANCIAS ELECTRICAS DE SEGURIDAD
Con el objeto de asegurar el aislamiento de las fases ante el riesgo de cortocircuitos, se han tomado en cuenta las recomendaciones del código Americano de Seguridad Eléctrica (NESC), el que considera la distancia mínima entre fases en el punto medio del vano máximo, para la condición de armados de alineamiento.
DISTANCIAS MÍNIMAS DE SEGURIDAD EN SUBESTACIONES
36
- Los pasadizos situados frente a celdas entre o frente a celdas cerradas tendrán un ancho mínimo de l.l0m y una altura mínima de 2.20m los pasadizos situadas entre celdas abiertas, con barras protectoras tendrán un ancho mínimo de 1.5m y una altura mínima de 2.70m
- Tabiques y cierres metálicos su altura mínima cera de 2.20m y la de los cierres será de 1.70m la malla que cubre un cierre metálico, deberá tener aberturas no mayores de 2.5cm y deberán estar construida con alambre de un diámetro mínimo de 2mm
- Separación de partes bajo tensión la separación mínima entre partes bajo tensión será de l0m+lcm/kV y entre partes bajo tensión y masa (tabiques) serán de 8cm +0.6cm/kV
- La separación mínima de las partes bajo tensión a los cierres metálicos será de l0cm+lcm/KV y a la barra (en caso de celdas abiertas) será de 50cm. La separación mínima de las partes de bajo tensión con respecto al suelo será de 2.20m +1.5cm/kV.
4.2.7 CALCULO DE LA CAIDA DE TENSION DE LA LINEABASES DE CÁLCULO Tensión Nominal : 10 KV. Altura de trabajo : 1500
msnm. Frecuencia : 60 Hz Factor de potencia : 0.9 Número de fases : 3 Longitud total de línea:210m (subterráneo) Máxima demanda : 250 kVA Conductor : Cu Sección Nominal : 25mm² N2XSY Conductibilidad : 99.98 % Resistencia a 20 C : 0,727
Ohm/Km
DISTANCIA MEDIA GEOMÉTRICA
RESISTENCIA ELÉCTRICA PROYECTADA
37
Donde :
R45 : Resistencia a 45°C.R1 : Resistencia a 20°C. : Coeficiente térmico a 20°C.t1 : Temperatura a 20°C.t2 : Temperatura de operación del conductor
REACTANCIA INDUCTIVA
Siendo:
L3 : Inductancia del conductorF : Frecuencia 60 Hz.Dm : Distancia Media GeométricaD : Diámetro del conductorK : Factor de corrección por No. de hilos =
0.73 para 7 hilos
CAÍDA DE TENSIÓN
Donde:
V : Caída de Tensión en voltiosP : Potencia en KWL : Longitud de la línea en Km.R : Resistencia en /KmX : Reactancia Inductiva en /Km.
POTENCIA TRANSMITIDA POR EL CONDUCTOR
S = VI
Donde:S : Potencia en KVAV : Tensión en KVI : Corriente admisible en A.
PÉRDIDA DE POTENCIA
38
Donde:P : Pérdida de potencia en W.R : Resistencia en ohmiosL : Longitud en KmS : Potencia Nominal en KVAV : Tensión en KV
A continuación se muestra los cuadros resumen de cálculos, de caída de tensión y pérdidas de potencia
4.2.8 CALCULO DE CORRIENTE EN EL TRANSFORMADOR EN EL LADO DE M.T.
Por las siguientes relaciones:
Ip3ø = S/(3 V)Ip1ø = S/VIsp = 1.5 IpIcc = 20 IpIins = 12 Ip
Donde:
S : Potencia del transformador en KVAIp3ø : Corriente nominal en el primario 3øIp1ø : Corriente nominal en el primario 1øIsp : Corriente de sobrecarga máxima en el primarioIcc : Corriente de corto circuito en M.T.Iins : Corriente de inserciónV : Nivel de tensión en Kv.
Se obtienen los siguientes valores
SKVA
Ip3ØA
IspA
IccA
Iins.A
39
S Ir3Ø Isp Icc Iins.Luego Inom
Termo-magnético
KVA A A A A A
250 380V 219,45 379,84 569,75 7596,71 4558,03 600
Tensión
Potencia por
Tensión (kW)
250 14,27 21,40 285,36 171,22
Por lo tanto se selecciona un fusible tipo chicote K de 25 Amp.
4.2.9 CAPACIDAD DE FUSIBLES TIPO K, QUE CUMPLEN CON NORMAS EN EL LADO DE M.T. DE LOS TRANSFORMADORES
SKVA
CAPACIDAD DE LOS FUSIBLES
SEGÚN NORMA
CAPACIDADRECOMENDADA
250 20 K, 25 K, 30 K 25 K
4.2.10 VALORES DE CORRIENTE DEL TRANSFORMADOR EN EL LADO DE B.T.
En el presente proyecto se ha considerado 2 llaves termomagnéticas de 300A cada una, tal como se observa en los diagramas unifilares.
4.2.11 COORDINACION DE PROTECCIONEn la protección de los transformadores de distribución se emplearán fusibles, éstos están destinados a brindar protección contra fallas en los bornes de media tensión, y en los bornes de baja tensión se emplearán los interruptores termo magnéticos, los cuales brindan protección contra fallas en barras, respaldo de la protección en los alimentadores de B.T.
El objeto de la buena coordinación de protección es bajo los siguientes criterios:
ESTABILIDADLa protección accionará cuando sea necesario, caso contrario permanecerá pasiva.
SENSIBILIDAD Y SEGURIDADLos dispositivos de protección actuarán correctamente y oportunamente.
40
SELECTIVIDADUn dispositivo de protección actuará aislando la parte en falla sin comprometer las otras partes:
4.2.12 REGLA BÁSICA PARA LA COORDINACIÓN DE PROTECCIÓNDe acuerdo al gráfico, los fusibles protectores tienen que ser de menor amperaje con respecto a los fusibles protegidos, para la correcta coordinación, es necesario que la curva total de fusión del fusible protector deba guardar cierto porcentaje de margen con respecto a la curva del tiempo mínimo de fusión del fusible protegido.
41
4.3 CÁLCULO DE LA VENTILACIÓN DEL TRANSFORMADOR
0.1 NvG = -----------
H
Donde:
G = Sección del canal de ventilación en m2Nv = Pérdidas del transformador en kWH = Altura del tiro en m.
Asumiendo las siguientes temperaturas :Temperatura de entrada del aire : 20 °CTemperatura de salida del aire : 40 °C
Calor que se requiere disipar
Stransformador = 250 kVA
Plena carga =98.5%
Pérdidas = =3.81 kW 3.80 kw
Carga total a disipar 11.4 kW
La altura de tiro ( altura vertical del transformador a la ventana ) = 2.70 m
Por lo tanto:
0.1 x 11.4 NvG = --------------- = 0.42 m2
2.70
Luego el canal de ventilación debe tener como mínimo 0.42 m2.
Los canales de ventilación que se construirán tendrán las dimensiones:
Ancho : 0.80 mAlto : 1.00 m
42
Área = 0.80 x 1.00 = 0.80 m2, es decir mucho es mayor que el mínimo requerido.
4.4 PUESTAS A TIERRA EN LÍNEAS Y REDES PRIMARIAS
4.4.1 OBJETIVO
Establecer los criterios para el dimensionamiento de las puestas a tierra en las líneas y redes primarias.
4.4.2 ANÁLISIS DE LOS CRITERIOS PARA EL DIMENSIONAMIENTO DELAS PUESTAS A TIERRA
Los criterios para el dimensionamiento de las puestas a tierra en líneas de media tensión, son los siguientes:
a) Seguridad de las personasb) Operación del sistemac) Descargas atmosféricasd) Facilidad para el recorrido a tierra de las corrientes de fuga.
4.4.3 DEFINICIÓN DE LOS VALORES MÁXIMOS DE RESISTENCIA DEPUESTA A TIERRA
La resistencia de las puestas a tierra de las subestacionesde distribución, sin tomar en cuenta las de la red secundaria, deben tener los siguientes valores máximos:
- En subestaciones trifásicas y monofásicas conectadas entre fases (bifásicas): 25 Ohmios.
- En transformadores monofásicos de sistemas con retorno total por tierra: los siguientes valores de acuerdo a la potencia de los transformadores
Potencia del Transformador KVA
Resistencia de puesta a tierra (Ohmios)
5 2510 2515 2025 15
4.4.4 Diseño De Las Puestas A Tierra en Líneas y RedesPrimariasPara los cálculos de puesta a tierra existen varios modelos
43
matemáticos experimentales aplicables en las líneas y subestaciones, trifásicas y monofásicas.
En este sentido, se ha evaluado considerando básicamente los diferentes tipos de terrenos y en consecuencia las diferentes resistividades del terreno por donde pasan las líneas, los modelos recomendados son los siguientes:
a. Varilla enterrado a profundidadb. Grupos de jabalinas paralelas:
Este método será utilizado en terrenos que presenten resistividades mayores a 80 ohmio-metro.
Dos varillasTres varillasCuatro Varillas
Las puestas tierra se ha evaluado para diferentes longitudes de jabalinas y profundidades de enterramiento, recomendándose lo siguiente:
Longitud de la Varilla 2,400 M (8')Diámetro de la Varilla 0,016 M (5/8'')Profundidad de la Varilla 0,500 MDistancia de Sep, Entre Varillas 3,500 M
Coeficiente de Reducción (Alfa): O,1072
4.5 Características del Pararrayos
Debido a la altitud es necesaria la instalación de Pararrayos como protección de transformadores de distribución.
Para obtener los mayores márgenes de protección hacia los equipos contra sobre tensiones internas y externas del sistema. Los pararrayos que se utilizarán en este proyecto serán del Tipo Oxido Metálico.
Tensión Nominal del Pararrayos
Unp = Ct x Cf x U / 3
Donde :
Unp : Es la tensión del pararrayos. KV eficazU : Tensión máxima de la red en servicio. KV eficaz
44
Ct : Coeficiente de sobretensión temporal.1,05
Cf : Coeficiente de falla a tierra. 1,4
Unp = 1,47 x 10 / 3 = 8,49 KV rms
Por tanto la tensión nominal del pararrayos más próximo normalizado es 15 KV rms.
4.5 SELECCIÓN DEL TRANSFORMADOR POR TIPO DE CARGA
En las áreas de trabajo industriales de hoy, la proliferación de los dispositivos de estado sólido (balastros de iluminación, variadores de velocidad y controles para motor, equipos de comunicación y otras cargas alimentadas por CD) han creado un problema mayor para ingenieros de especificación, contratistas y propietarios de edificios. La naturaleza no lineal de sus fuentes de alimentación conmutadas genera corrientes armónicas que causan que los transformadores y sistemas neutros se sobrecalienten y se destruyan.Los problemas por distorsión armónica no son nuevos ni para las compañías de distribución eléctrica ni para los sistemas industriales. De hecho, la distorsión fue observada por los operadores de las compañías de distribución a principios de la primera década de este siglo. Típicamente, la distorsión era ocasionada por cargas no lineales conectadas a la red de distribución. Sin embargo, hoy en día son necesarios ciertos métodos para reducir los armónicos, debido a tres razones:
1. La proliferación en el uso de los convertidores estáticos de potencia.2. Las resonancias de red han aumentado.3. Las cargas del sistema de potencia son cada vez más sensibles al armónico.
¿Y que son los Armónicos?Son formas de onda senoidales con frecuencia múltiplo de la fundamental.Frecuencia Fundamental = 60 Hz.Los armónicos distorsionan la forma de onda en forma continua. Durante un tiempo prolongado.Los armónicos son ocasionados por cargas no lineales conectadas al sistema de potencia.Las cargas no lineales producen corrientes no sinusoidales.
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CARGA LINEALUna carga es LINEAL cuando la corriente que ella absorbe tiene la misma forma de onda que la tensión que la alimenta. Además, esta corriente, no posee contenido armónico.Los resistores, inductores, y los condensadores son dispositivos lineales. Cuando se conecta una carga resistiva en el sistema de potencia AC, se obtiene una corriente sinusoidal. Cuando se conecta una carga inductiva, se observan corrientes sinusoidales aunque con fase diferente a la carga resistiva.
CARGA NO LINEALUna carga es NO LINEAL cuando la corriente que ella absorbe NO tiene la misma forma de onda que la tensión que la alimenta. Además, esta corriente, es rica en componentes armónicos por lo que su espectro será función de las características de carga que alimenta. Hay muchos tipos de cargas no lineales que producen armónicos. La fuente más grande de armónicos son los convertidores. Los convertidores oscilan desde enormes subestaciones inversoras de 1000 MW para líneas HVDC (High Voltage DC) hasta rectificadores de 75 W encontrados en una televisión.Las otras fuentes no lineales de armónicos incluyen dispositivos de arco tales como hornos de arco, impedancia magnetizante de transformadores, y luces fluorescentes. La corriente armónica ocasionada por las fuentes no lineales puede ocasionar la distorsión armónica en el voltaje del sistema, lo que puede ocasionar problemas para otros dispositivos.
Transformadores y los ArmónicosLos armónicos influyen fundamentalmente sobre los transformadores de distribución reductores
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(típicamente triángulo-estrella 380/220 V) en los que el mayor porcentaje de cargas sean equipos electrónicos monofásicos, conectados entre línea y neutro. Las corrientes armónicas del neutro se reflejan en el triángulo, por donde circulan elevando la densidad de flujo en el núcleo. También, las corrientes de Foucault, proporcionales a la frecuencia, aumentan considerablemente.
Transformadores de Factor KLos transformadores Factor K están diseñados para reducir los efectos por calentamiento de las corrientes armónicas creadas por cargas como las mencionamos. El Factor K es un indicador de la capacidad del transformador para soportar contenido armónico mientras se mantiene operando dentro de los límites de temperatura de su sistema de aislamiento. Los transformadores Factor K tienen capacidades UL de K-4, K-13, K-20, K-30 y K-40. Los cuales presentan algunas peculiaridades constructivas respecto de los convencionales, las cuales mencionaremos a continuación:• Sobredimensionamiento de los conductores primarios para soportar las corrientes de circulación reflejadas de los armónicos “triplens”.• Las secciones del neutro y sus conexiones se dimensionan para una corriente el doble de la de línea.• El núcleo está diseñado para una menor densidad de flujo. Se emplea menor cantidad de material, pero de mejor calidad, por ejemplo acero magnético M6.• Las pérdidas por corrientes de Foucault en los conductores de los transformadores se pueden reducir empleando varios conductores paralelos aislados entre sí. A veces se utilizan conductores de tipo fleje y otras técnicas de interpolación y transposición de conductores.
• Tienen una capacidad térmica especial.
En los casos en que un transformador alimenta cargas no lineales, se presenta un sobrecalentamiento aun cuando no ha alcanzado sus KVA nominales, este sobrecalentamiento debido a la presencia de las armónicas es directamente proporcional al cuadrado de la armónica multiplicado por las pérdidas que esta produce. De esta manera aparece el factor K aplicado a transformadores y se define como:Donde,
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Con el factor K de la corriente en la carga, se puede escoger el transformador adecuado.
Entre las modificaciones con respecto a los transformadores normales están:
1. El tamaño del conductor primario se incrementa para soportar las corrientes armónicas “triplen” circulantes.2. Se diseña el núcleo magnético con una menor densidad de flujo normal, utilizando acero de mayor grado.3. Utilizando conductores secundarios aislados de menor calibre, devanados en paralelo y transpuestos para reducir el calentamiento por efecto piel.
A continuación presentamos una tabla con Factores K Típicos de las cargas:
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TABLA Nº 1, FACTORES K TÍPICOS, SEGÚN CARGA A ALIMENTAR
De acuerdo al presente proyecto, las cargas consideradas son las siguientes:
Cargas de tipo industrial (soldadoras, tornos, cortadoras, compresoras)
Cargas de uso doméstico Cargas de iluminación convencional y alumbrado
público
Del análisis efectuado se observa que las cargas a alimentar corresponden a cargas no lineales tal como se muestra en la tabla Nº 1, por tal motivo el transformador a seleccionarse será de 250 kVA de tipo K-4.
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CAPITULO V
METRADO Y PRESUPUESTO
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CAPITULO VI
CRONOGRAMA DE ADQUISICION Y AVANCE DE OBRA
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CAPITULO VII
PLANOS DEL PROYECTO
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