ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL ESCUELA DE INGENIERÍA DISEÑO DE LA LINEA DE 69 kV DESDE LA SUBESTACIÓN CAYAMBE A LA SUBESTACIÓN LA ESPERANZA PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE INGENIERO MENCIÓN POTENCIA ERICK LUIS CUEVA PIEDRA DIRECTOR: ING. MILTON TOAPANTA Quito, Marzo de 2002 DECLARACIÓN Yo Erick Luis Cueva Piedra, declaro que el trabajo aquí descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentada para ningún grado o calificación profesional; y que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento La Escuela Politécnica Nacional, puede hacer uso de los derechos correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la ley, Reglamento de propiedad intelectual y por la normatividad institucional vigente. rick Cueva Piedra ¿Érícl CERTIFICACIÓN Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por el Sr. Erick Luis Cueva Piedra, bajo mi supervisión DIRECTOR DEL PROYECTO AGRADECIMIENTO A! Señor Ingeniero Milton Toapanta, catedrático universitario, por su valioso apoyo y calidad humana. A los señores ingenieros: Carlos Sotomayor, Antonio Campoverde Aguilary Jack Illescas Cueva, por su importante colaboración en la elaboración de este trabajo de tesis. DEDICATORIA: A mis Padres mis hijos y mis amigos ÍNDICE INTRODUCCIÓN I OBJETIVO ni m ALCANCE CAPITULO I RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN 1.1. SISTEMA ELÉCTRICO DE LA EMPRESA ELÉCTRICA REGIONAL NORTE i 1.2. DEMANDA DE POTENCIA Y ENERGÍA DE SISTEMA ELÉCTRICO 5 1.3. DEMANDA DE POTENCIA Y ENERGÍA DE LA ZONA DE CAYAMBE 13 1.4. CONDICIONES ACTUALES DEL SUMINISTRO DEL SERVICIO ELÉCTRICO EN LAS ZONAS CAYAMBE Y TABACUNDO 14 CAPITULO H DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMISIÓN A 69 KV DESDE LA S/E CAYAMBE A LA S/E LA ESPERANZA. 2.1. PERFIL TOPOGRÁFICO PARA EL TRAZADO DE LA LÍNEA 2.2. DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRASMISIÓN DESDE LA SUBESTACIÓN 16 CAYAMBE A LA SUBESTACIÓN LA ESPERANZA 17 2.3. SELECCIÓN DE CONDUCTORES 13 2.4. HERRAJES 19 2.5. AISLADORES 19 2.5.1. Criterios básicos para la determinación del tipo de aislamiento 20 2.5.1.1. Longitud de la cadena de aisladores 20 2.5. ] .2. Cálculo del aislamiento por contaminación ambiental 21. 2.5.1.3. Aislamiento requerido por sobrevoltajes transitorios debido a maniobra 22 2.5.1.4 Aislamiento por sobrevoltajes de origen externo 23 2.6. ESTRUCTURAS Y ACCESORIOS DE POSTES, TORRES Y LÍNEA 24 2.6.1. Estructura de Hormigón 24 2.6.2. Estructura de hierro o torres 24 2.6.3. Tensores 25 2.6.4. Numeración y avisos de peligro 25 2.7. CÁLCULOS ELÉCTRICOS DE LA LÍNEA 26 2.7.1. Característica Generales de la línea 27 2.7.2. Parámetros Eléctricos de la línea 27 2.7.2.1 Resistencia Eléctrica 27 2.7.2.2. Reactancia Eléctrica 28 2.7.2.3. Reactancia Capacitaba 29 2.7.2.4. Conductancia Eléctrica 30 2.7.2.5. Resumen de Parámetros Eléctricos 31 2.S. CÁLCULO DE LA CAÍDA DE VOLTAJE 31 2.9. CÁLCULO DEL RENDIMIENTO ENERGÉTICO 33 2.10. CÁLCULO MECÁNICO 36 2.10.1. Cálculo de la distancia entre conductores 36 2.10.2. Cálculo del ángulo de oscilación de los conductores debido al viento 37 2.10.3. Ecuación de cambio de Estado del Conductor 37 2.10.3.1 .Hipótesis de Cálculo 3g 2.10.3.2.Cálculo de la tensión y flecha del conductor o cable de guardia 39 2.10.3.3.Capacidad térmica del Conductor 41 2.11. LOCALIZACIÓN DE ESTRUCTURAS 46 2.12. LISTA DE MATERIALES 47 2.13. PRESUPUESTO 47 2.14 TABLAS DE TENDIDO 47 CAPITULO m CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES CONCLUSIONES 94 RECOMENDACIONES 95 BIBLIOGRAFÍA ANEXO! ANEXO II ANEXO III ANEXO IV ANEXO V ANEXO VI INTRODUCCIÓN La Empresa Eléctrica Regional Norte S.A. EMELNORTE S.A., cubre el servicio de electricidad en su área de concesión que esta compuesta por cuatro provincias que son: Carchi, Imbabura, Pichincha y Sucumbios, La provincia del Carchi sirve a los siguientes cantones: Tulcán, Espejo, Montúfar, Mira, Huaca y Bolfvar. En la Provincia de Imbabura se sirve a: Ibarra, Otavalo, Cotacachi, Antonio Ante, Pimampiro y Urcuquí. En la Provincia de Pichincha se sirve a los cantones: Cayambe y Pedro Moncayo y en la provincia de Sucumbíos, parte del cantón Sucumbios. En total, EMELNORTE S.A. cubre una área de 11219.5 km2. En la actualidad, EMELNORTE S.A., tiene como actividades para la dotación de! servicio, la Generación, la Subtransmisión y la Distribución. El Sistema de Generación, tiene una capacidad instala de 16,896.00 kW, distribuido en Centrales de Generación Hidráulicas que son: Ambi, Otavalo 2 (*), Cotacachi (*), Atuntaqui(*), San Miguel de Car, la Playa, Espejo(*), San Gabriel, La Plata y Buenos Aires y una Central Térmica, San Francisco. El sistema de subtransmisión, está compuesto por líneas que enlazan nodos terminales con nodos de distribución y son de configuración radial. El voltaje de operación de las líneas es de 138 kV, 69 kV y 34.5 kV. Los nodos que interconectan las líneas de subtransmisión son las subestaciones, en donde el elemento fundamental es el Transformador de Potencia, que reduce el alto voltaje al medio voltaje. De este nivel medio de voltaje, salen los circuitos primarios de distribución que recorren todas las rutas del área de concesión de EMELNORTE S.A. y entregan el servicio eléctrico al consumidor final. (*) Son entregadas a los Municipios Según el Reglamento del Suministro de Servicio de Electricidad emitido por el CONELEC, el Distribuidor deberá proveer del Servicio de Electricidad al Consumidor Final con eficiencia y calidad, para la cual debe cumplir con el artículo 9 de dicho Reglamento que señala las características siguientes: Calidad del servicio eléctrico • Calidad del Producto Nivel de voltaje Perturbación (armónicos y flicker) Factor de Potencia. • Calidad del Servicio Técnico. Frecuencia de Interrupciones Tiempo de Interrupciones • Calidad del Servicio Comercial Atención de Solicitudes de Servicio Atención y solución de Reclamos Errores en Medición y Facturación De lo señalado anteriormente, los puntos que deben ser considerados son: el nivel del voltaje y la calidad del servicio técnico, tema este último que esta relacionado con la confiabilidad. Debido al incremento de la carga en la zona, ya que es eminentemente agrícola y dedicada fundamentalmente al cultivo de las flores, la subestación que actualmente está localizada en la población Tabacundo, no tiene la suficiente capacidad para cubrirla demanda, provocando dificultades en la dotación del servicio eléctrico, de tal manera que EMELNORTE S.A., en su plan de expansión ha previsto la construcción de la línea de subtransmisión, Cayambe La Esperanza a 69 kV, con una subestación en el sector de La Esperanza. Detalles y particularidades de este proyecto, es el tema de este Proyecto de Titulación. OBJETIVO Sobre la base de la información disponible en la Dirección de Planificación de EMELNORTE S.A., se procederá al diseño de la línea de subtransmisión a 69 kV que enlazará los puntos comprendidos entre la subestación Cayambe y la nueva Subestación la Esperanza. ALCANCE El estudio comprenderá lo siguiente: El primer capítulo, estará dedicado a la recopilación de información de EMELNORTE, relacionado a la configuración del Sistema Eléctrico de Potencia, demanda de potencia y energía del sistema y particularmente de la zona de Cayambe y las características actuales del suministro del servicio eléctrico en Cayambe. El capítulo dos, tiene relación con los cálculos eléctrico y mecánico de la línea de subtransmisión, tratándose la selección del conductor, pérdidas de potencia por efecto joule, límite térmico del conductor, determinación del aislamiento en la estructura, cálculo de las reactancia y cálculo de regulación, eficiencia energética, ecuación de cambio de estado del conductor, flechas y tensiones , condiciones de montaje y seguridad, lista de las estructuras que se utilizarán, vanos de la línea, lista de los materiales, y presupuesto. En el capítulo tres, se tratará las conclusiones y recomendaciones derivadas del estudio de diseño de la línea de subtransmisión. ni CAPITULO I RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN 1.1. SISTEMA ELÉCTRICO DE LA EMPRESA ELÉCTRICA REGIONAL NORTE La Empresa Eléctrica Regional Norte S.A. EMELNORTE S.A., se formó en noviembre de 1975, con el aporte del capital del Instituto Ecuatoriano de Electrificación INECEL principal accionista y la participación de los Municipios de Tulcán, Ibarra, Montúfar y en los años siguientes se integraran los Municipios de Otavalo, Atuntaqui, Cotacachi, Cayambe, Bolívar, Mira, El Ángel, Pimampiro, Urcuquí, Tabacundo y Sucumbios. Entre sus objetivos principales está el mejorar la prestación del servicio de electricidad a los consumidores que se encuentra en su área de concesión, área que la conforman las provincias de Carchi, Imbabura, el Norte de Pichincha y parte de Sucumbios. De acuerdo a su estatuto vigente EMELNORTE S.A. cuenta para su dirección, administración y control con los organismos siguientes: • Junta de Accionistas • Directorio • Presidencia del Directorio • Presidencia ejecutiva y, • Direcciones; > Generación > Distribución > Financiera RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN CAPITULO I > Comercial > Relaciones Industriales y, > Planificación > Centro de Computo > Asesoría jurídica El sistema eléctrico de EMELNORTE S.A, cuenta con su sistema de Generación, Subtransmisión y Distribución. El sistema de Generación, cuenta con Centrales Hidroeléctricas y Térmicas; Tabla 1: Características de las centrales de Generación Nombre de la Potencia Instalada Central [kW] Ambi Otavalol Otavalo 2 Cotacachi Atuntaqui San Miguel de Car La Playa Espejo San Gabriel San Francisco Total 8000 400 400 440 400 2950 1320 470 300 1500 16180 Eí sistema de subtransmisión esta conformado por líneas de subtransmisión a 69 kV. que se interconectan con las subestaciones tal como se muestra en el diagrama unifilar que se adjunta (ver anexo No. 5). Las características de las líneas de subtransmisión son las siguientes: CAPITULO I RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN Tabla 2: Características de las Líneas de Subtransmisión Líneas de Subtransmisión a De Long. Voltage Capacidad Parámetros (km) (kV) (MVA) RtP.u] X [ p.u ] 70,0 138 160.1 0,0493440 0,179823 0,022257 8,0 69 19,4 20,6 69 80.1 80.1 0,0310160 0,0547020 0,0762950 Cofacachi Cayambe Tabacundo Cayambe Sur 13,2 69 80.1 80.1 0,099638 0,175726 0,190485 0,3650000 0,121900 0,000997 0,001757 0,001824 0,001130 26,5 69 55 69 0,252146 0,077430 0,002281 8,0 3,0 69 0,1331840 0,0394000 0,0148000 0,029040 Chota Chota Chota El Ángel Salinas 20,5 10,0 69 0,000254 0,001801 Cuajara 69 Salinas Cuajara San Gabriel Tulcán El Rosal 28,0 18,0 13,8 30,7 69 63.3 0,1378000 0,0886000 0,0551250 69 63.3 0,1226320 0,174220 0,128784 0,286499 5,6 69 80.1 2,0 69 0,050725 0,019000 0,073900 0,000507 0,000149 .barra Tulcán barra barra El Retomo Otavalo El Chota barra Ibarra Otavalo Cayambe Gaya m be El Ángel San Gabriel Tulcán necel 69 63.3 69 69 0,0818880 0,0492000 0,191310 0,096790 0,271000 B/2 [ p.u ] 0,000679 0,000849 0,002379 0,001529 0,001212 0,002697 barra San Agustín 6/2.5 69 80.1 0,0157900 0,0078471 0,0222000 San Agustín El Retomo 2.5/2 69 barra Alpachaca Alpachaca El Ambi 3,7 5,0 34,5 34,5 80.1 31.7 0,0152000 0,0591190 0,050800 0,125125 0,000470 0,000090 0,222609 0,000109 Diesel 1,3 34,5 13.7 16.1 0,2924110 Al pachaca Alpachaca Der. Atuntaqui San Vicente 34,5 34,5 34,5 31.7 0,056860 0,371993 0,000029 0,000268 0,218693 0,069070 0,000111 Atuntaqui labacundo Selva Alegre 5,5 5,5 5,0 0,0607540 0,1757600 0,2336680 26,8 22,0 17.9 40.0 1,524241 0,919862 0,000027 0,000554 0,000311 Alpachaca San Miguel de Car Salinas 34,5 34,5 34,5 18,0 fu lean San Francisco 5,0 Tutean Tu lean San Gabriel El Ángel S/E la Playa 0,9 13,8 4.3 S/E la Playa C. San Gabriel 2,5 13,8 13,8 13,8 4.3 Der. Atuntaqui Der. Atuntaqui San Vicente barra El Rosal Salinas fu lean C. Espejo Cuajara Buenos Aires 14,0 3,5 2,0 18,0 C. Atuntaqui C. Cofacachi C. Otavalo S/E Cayambe 2,0 8,0 8,5 13,8 13,8 13,8 13,8 13,8 6,0 13,8 S/E Tutean ntag daldonado-Tufiño 15,0 56,0 13,8 13,8 S/E La Playa C. La Playa 6,0 6,3 S/E Molinos La Unión S/E Otavalo 0,0402070 1 ,2328390 0,0248130 0,6542700 0,6795000 4.3 4.3 13,8 1,0 Nodo Atuntaqui Atuntaqui S/E Otavalo 10,0 16.1 34,5 13,8 \Jodo Atuníaqui El Ángel Aíuntaquí 16.1 27.5 0,9146000 2,6924010 1.0775000 5,2571000 5,3875000 0,5388000 1 ,0775000 4,3100000 4.3 5.3 3,1240000 2,1950000 5,4876000 0,612341 0,755690 1,335330 0,000685 0,000871 0,000420 0,000019 0,240360 0,000003 0,680920 1,347454 0,549880 0,000009 0,000017 4,807180 2,749420 0,267070 0,534130 2,136530 2,312000 0,000007 0,000068 0,000034 0,000003 0.000007 0,000027 0,000009 16,3554000 3,2132000 16,3553875 1,634220 0,000021 4,085540 14,955680 0,000052 0,000212 3,2132000 5,972000 0,000005 CAPITULO I RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN 4 Las características de los transformadores que están localizadas en las distintas subestaciones que sirven de nodos de enlace para los generadores son: Tabla 3: Características de los transformadores de las Subestaciones de las Centrales de Generación. Nombre de la Subestación Ambi San Miguel de Car La Unión La Playa Otavalo Atuntaqui El Ángel Cota cachi San Gabriel Ubicación Cantón Relación de Voltaje [kV ] Antonio Ante Tulcán Cayambe Tulcán Otavalo Antonio Ante Espejo Cota cachi San Gabriel 4.16/34.5 4/16/34.5 0.4/13.2 6,3 0.4/13.8 0.4/13.8 0.415/13.8 0.4/13.8 0.4/13.8 Capacidad [ MVA ] OA 5 FOA FA 5,545 2,3 0,6 0,4 0,262 0,6 0,35 En cuanto a las características de los transformadores localizados en las subestaciones y que forman el sistema de subtransmisión a 69 kV, estas son como se detalla en la tabla siguiente; Tabla 4: Características de los transformadores de las subestaciones del sistema de Distribución. Subestación Ubicación Cantón Nombre Relación de Voltaje [kV] Cayambe Cayambe Tabacundo34.5 Tabacundo Otavalo Otavalo Otavalo San Vicente Selva Alegre Otavalo Atuntaqui A. Ante A. Ante Atuntaqui A. Ante Atuntaqui 69/13.8 34.5/13.8 69/13.8 34.5/13.8/5* 34,5 34.5/13.8 34.5/13.8 34.5/13.8 Capacidad Potencia (MVA) OA 10 FA 12,5 3,75 10 12,5 - - 2 2 2,5 2,5 2,5 FOA RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN CAPITULO I Subestación Ubicación Nombre Cantón A. Ante Atuntaqui Diesel Ibarra I barra Diesel Diesel Ibarra [barra Diesel Retorno Ibarra Ibarra San Agustín (1) Alpachaca Ibarra El Chota Ibarra Espejo El Ángel Montúfar San Gabriel Tulcán Tulcán El Rosal Tulcán La Playa Tulcán Relación de Voltaje [kV] Capacidad Potencia (MVA) OA 2 4 4 4 3 10 10 34.5/1 3.8 34,5/1 3.8 34.5/1 3.8 34.5/13.8 13.8/6.3 69/13.8 67/13.8 34,5* 69/13.8 69/13.8 69/13.8 69/13.8 69/34.5 13.8/6.3 5 2,5 10 10 10 1,5 FOA FA 3,75 12,5 14 12,5 12,5 12,5 * Subestaciones de Seccionamiento. El Sistema de Distribución, constituyen los circuitos primarios de distribución que recorren las distintos rutas por las poblaciones urbanas y rurales para dotar del servicio eléctrico a los consumidores en niveles de voltaje de 6.3 kV y 13.8 kV. Los circuitos primarios de distribución se dividen de los secundarios de los transformadores instalados en las subestaciones que conforman el sistema de subtransmisión a 69 kV. 1.2. DEMANDA DE POTENCIA Y ENERGÍA DE SISTEMA ELÉCTRICO. En base a la información histórica, EMELNORTE S.A., ha realizado el estudio de la proyección de la demanda para el corto plazo, considerando el sistema total y por subestación. Este estudio le ha permitido definir la compra de energía que debe realizar al Sistema Nacional Interconectado, así como también el determinar, el equipamiento del Sistema de subtransmisión. RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN CAPITULO I Para la proyección de la demanda se considera como dato fundamental ía población, el mismo que es tomado de los censos de la población y vivienda de los años 1982 y 1990 y que sirvieron para proyectar por agencias para el período 1991 - 2003, tal como se presenta en la tabla siguiente. Tabla 5: Proyección de la Población del área de Concesión de EMELNORTE S.A. AGENCIAS Cayambe total Cayambe Taba cundo Otavalo Atuntaquí Cota cachi I barra total I barra Urcuquí Pimampiro El Ángel total El Ángel Mira San Gabriel total San Gabriel Bolívar Tulcán total Tulcán Total r 1993 1995 1996 1998 1999 2000 1992 1994 1997 2001 2002 2003 63815 64998 66205 69978 72625 73989 75381 67437 68694 71288 7070 78796 80561 47970 49025 50103 51205 52331 55860 57088 53482 54658 58343 59650 60986 62352 15845 15973 16232 16363 16496 16765 16901 17038 16102 16630 17420 17810 18209 83218 74605 77428 81731 84732 78837 86274 87844 76044 80271 89337 90856 92401 27639 27772 27906 28040 28175 28311 28447 27507 28584 28727 29215 29712 30217 35300 33420 33763 34110 34586 34763 35120 33591 33936 34941 35900 36510 37131 156983 136122 142117 144965 147866 150840 153878 160155 139084 163397 166175 169000 171873 143039 12236 128303 131125 134000 136948 139960 146185 149401 125296 151941 157151 154524 13840 13866 13918 13970 13996 13788 13944 13762 13814 13892 14234 14476 14722 16532 15789 15935 16231 16381 16685 16839 15501 16082 17125 15644 17416 17712 28476 28002 27690 27845 28159 28636 27535 27381 28317 28797 29028 29260 29443 13253 13319 13385 13451 13518 13585 13719 13787 13855 13652 13966 14078 14190 14305 14128 14216 14394 14574 14665 14757 -14849 14942 14484 15062 15182 15303 47223 45250 45573 45808 46226 46556 46888 47560 47889 44930 48272 48658 49047 29670 3010 30236 30548 30772 31224 31453 31683 29887 30997 31936 32449 32192 15363 15999 15260 15467 15572 15678 15784 15891 16107 16206 16336 16466 16598 65573 64113 64596 65083 67069 63634 66067 66507 67574 68038 68582 69131 69684 65573 64113 64596 65083 67069 63634 67574 68038 66067 68582 69131 66507 69684 486995 493898 500933 507752 514864 522323 529611 537028 544577 552212 560704 569339 578119 1991 í En la siguiente tabla se presenta la evolución del número de consumidores por agencia y el total de la Empresa de los años 1992 a 1997. Tabla 6: Evolución del número de Consumidores por Cantones y Total de EMELNORTE S.A. años 1992 - 1997. 26101 11383 27681 Atuntaqui 5598 3214 5824 3442 6088 Cotacachi Urcuquí Pimampiro Cayambe 2503 2080 5868 Tabacundo Tulcán San Gabriel El Ángel I barra Otavalo' Bolívar Mira Total Empresa 31012 32251 14412 32787 15389 6526 6906 3694 13584 6266 3945 4373 2364 2467 2561 2138 2198 2270 2657 2369 4642 2807 2486 6530 2809 7384 8215 8816 2681 13116 6148 3872 14908 4144 12230 5972 3447 14275 6366 15631 6466 6628 2981 3087 2398 3168 3198 2505 2598 3249 2680 2109 2192 89669 95709 2279 101174 2342 106078 2297 2028 84936 12023 29137 12788 9573 4424 16207 4.29 6.22 4.29 7.63 2.32 3.63 10.28 10.54 5.79 2781 2.58 2.36 3.90 2400 110535 5.41 6784 3349 3.43 CAPITULO I RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN 7 En la tabla No 7, se presenta la evolución del consumo de energía eléctrica por cantones desde el año 1992 a 1997 y el porcentaje de crecimiento. Tabla 7: Evolución del Consumo de Energía Eléctrica en kWh por Cantones y Total de EMELNORTE S.A. de los años 1992 -1997 Años Cantones ibarra con Selva Alegre Ibarra sin Selva Alegre Otavalo Atuntaqui Cotacachi Urcuquí P¡ mam piro Cayambe Tabacundo Tul can San Gabriel El Ángel Bolívar Mira Total Sistema con Selva Alegre Total Sistema sin Selva Alegre 1992 1993 87367463 51617463 17844887 6758405 4051832 1833011 1442405 17410441 5695367 15968431 5053922 2625884 1611328 1643967 75428860 54893600 18411354 7161351 4371448 1718159 1671037 21672154 6760314 19786427 5612835 2667258 1816343 1769341 1994 1995 92058163 94396892 56715773 20901139 7357342 59544602 22360862 21942997 9309490 17456290 8264300 6124473 2070322 1619654 25230708 11046142 19012101 5378232 2842024 1815980 2860407 1921038 1748441 1854623 5384609 1900131 1511756 5803390 Crecimiento % 91825353 103570186 10.27 67485197 74339826 15.92 25754184 27915780 9.36 9991895 11019223 10.27 7979338 8482412 15.92 2424538 2498136 6.39 1792567 1913374 5.81 30043339 33202043 13.78 14154415 17549160 25.24 21402147 23280614 7.83 6813196 7496366 8.20 3190746 3457613 5,66 2066613 2203974 6.46 2111742 2127777 5.29 1996 1997 169307343 168846881 189606594 202564912 219550073 244716658 133557343 148311621 154264204 167712622 195209913 215486298 7,65 10,04 En la tabla 8 se presenta la información estadística de la evolución de la Potencia, Energía Generada o comprada, energía facturada, perdidas y factor de carga para los años 1992 hasta 1997. Tabla 8: Evolución de Potencia, Energía Generada, Energía Facturada, Pérdidas y Factor de Carga de EMELNORTE S.A. para los años 1992 hasta 1977 Denominación Demanda Máxima [ kW ] Energía Generada [ MWh ] Energía Facturada [ MWh ] Energía Perdida [ MWh ] Pérdidas [ % ] Factor de Cargaf % ] 1992 45620 195816 169307 26509 13.53 49.00 1993 44370 195778 168847 26931 13.75 50.40 Años 1995 1994 51040 54180 236475 229237 202565 189607 39630 33910 17.28 14.33 51.30 49.80 1996 60410 255303 219550 35735 13.94 48.30 1997 64550 279374 244717 34657 12.40 49.50 CAPITULO I RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN S En base a la información presentada en las tablas anteriores desde la 5 hasta la 8, se procedió a la determinación de la proyección de la demanda por subestación y para el sistema total para, los años 1998 hasta el 2002. Información que se presenta en la tabla 9. Tabla 9: Proyección de la Demanda, Energía Total, Energía Facturada, Pérdidas y Factor de carga por Subestación y total de EMELNORTE S.A., para los años 1998 hasta 2002. Años subestación 1998 2000 1999 2001 2002 Crecimiento % Taba cundo 5084 5621 6179 6755 7335 9.6 Energía total (kWh) Demanda (KWh) 24852613 27524734 30257990 33136985 35983365 9.69 Energía Facturada {KWh) 21224131 23643745 26052129 28597218 31125611 10.05 14.6 14.1 13.9 13.7 13.5 0.558 0.559 0.559 0.56 0.56 Pérdidas (%) Factor de carga. Cayambe 8377 8926 9509 10100 10715 6.35 Energía total (Kvdi.) 41825987 44646496 47562462 50610512 53691155 6.44 Energía Facturada (KWh) 6.78 Demanda (KWh) 35719393 38351340 40951279 43676872 46442849 Pérdidas (%) 14.6 14.1 13.9 13.7 13.5 Factor de carga 0.57 0.571 0.571 0.572 0.572 Otavalo 8544 9081 9665 10283 10908 6.3 Energía total (KWh) 38545642 41046073 43686196 46569184 49496501 6.45 Energía Facturada (KWh) 32917979 35258577 37613815 40189206 42814473 6.79 14.6 14.1 13.9 13.7 13.5 0.515 0.561 0.516 0.517 0.518 Demanda (KW) Pérdidas (%) Factor de carga Cota cachi 2637 2820 2976 3131 3279 5.6 Energía total (KWh) 11783038 1264S858 13345972 14070220 14765511 5.8 Energía Facturada (KWh) 6.14 Demanda (KW) 10062714 10865369 11490882 12142600 12772167 Pérdidas (%) 14.6 14.1 13.9 13.7 13.5 Factor de carga 0.51 0.512 0.512 0.513 0.514 Atuntaqui 3459 3662 3883 4133 4394 6.16 Energía total (KWh) 15182301 16104832 17074881 18210347 19359907 6.27 Energía Facturada (KWh) 12965685 13834051 14701472 15715530 16746320 6.61 14.6 14.1 13.9 13.7 13.5 0.501 0.502 0.502 0.503 0.503 Demanda (KW) Pérdidas (%) Factor de carga RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN CAPITULO I Años subestación 1998 2000 1999 2001 2002 Crecimiento % Diesel 9085 7240 7685 8132 8567 Energía total (KWh) 40988250 33041587 35075693 37184977 39251255 5.85 Energía Facturada (KWh) 35003966 28382723 30200171 32090635 33952336 8.09 Demanda (KW) 5.71 14.6 14.1 13.9 13.7 13.5 0.515 0.521 0.521 0.522 0.523 7335 4325 4616 4909 5204 Energía total (KWh) 31485493 18982833 20258034 21586193 22884677 6.36 Energía Facturada (KWh) 26888611 163066253 17442167 18628884 19795245 6.61 Pérdidas (%) Factor de carga Retorno Demanda (KW) 6.29 Pérdidas (%) 14.6 14.1 13.9 13.7 13.5 Factor de carga 0.49 0.501 0.501 0.502 0.501 5742 5861 6228 6573 4.56 Energía total (KWh) 25151103 26751045 28424635 30058479 6.06 Energía Facturada (KWh) 21604798 23032650 24530460 2600584 6.3 14.1 13.9 13.7 13.5 0.5 0.521 0.521 0.522 3717 3826 3953 4088 4228 Energía total (KWh) 15954700 16454146 17001336 17616934 18223032 3.38 Energía Facturada (KWh) 13625314 14134111 14638150 15203414 15762922 3.71 San Agustín Demanda (KW) Pérdidas (%) Factor de carga El Chota Demanda (KW) 3.27 Pérdidas (%) 14.6 14.1 13.9 13.7 13.5 Factor de carga 0.49 0.491 0.491 0.492 0.492 1445 1486 1531 1586 1636 3.15 Energía total (KWh) 5062896 5218645 5390444 5583661 5760622 3.28 Energía Facturada (KWh) 4323713 4482816 4641172 4818648 4982938 3.61 14.6 14.1 13.9 13.7 13.5 0.4 0.401 0.402 0.402 0.402 El Ángel Demanda (KW) Pérdidas (%) Factor de carga San Gabriel 4636 4882 5146 5441 5702 5.31 Energía total (KWh) 17504872 18432166 19429100 20542759 21579695 5.37 Energía Facturada (KWh) 14931655 15833231 16728455 17728401 18666436 5.74 14.7 14.1 13.9 13.7 13.5 0.431 0.431 0.431 0.431 0.432 Demanda (KW) Pérdidas (%) Factor de carga Tu lean 5620 6172 6496 6768 5.23 Energía total (KWh) 20548277 20924628 22977060 24240009 25255557 5.29 Energía Facturada (KWh) 17548229 17974255 19783249 20919128 21846057 5.63 Demanda (KW) Pérdidas (%) Factor de carga 5519 14.6 14.1 13.9 13.7 13.5 0.425 0.425 0.425 0.426 0.426 CAPITULO I RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN 10 Años subestación 1998 1999 2000 2001 2002 Crecimiento % Camal 1858 1935 2082 2192 2285 5.31 Energía total (KWh) 6916124 7202944 7750381 8181554 8526313 5.37 Energía Facturada (KWh) 5906370 6187329 6673078 7060681 7375261 5.71 14.6 14.1 13.9 13.7 13.5 0.425 0.425 0.425 0.426 0.426 63121 66737 71195 75542 80070 6.13 325580644 345095312 6.23 281301676 298852540 6.57 Demanda (KW) Pérdidas (%) Factor de carga Sistema total sin Selva Alegre Demanda (KW) Energía total (KWh) 290941272 287044884 306845572 Energía Facturada (KWh) 231654788 246858600 264500883 Pérdidas (%) 14.5 14 13.8 13.6 13.4 Factor de carga 0.49 0.491 0.492 0.492 0.492 Sistema Total con Selva Alegre Demanda (KW) Energía total (KWh) 67951 67580 72001 76034 80382 4.29 303577035 302512922 322300677 341021641 360523167 4.39 277500883 294301676 311852540 4.73 259254788 259858600 Pérdidas (%) 14.6 14.1 13.9 13.7 13.5 Factor de carga 0.51 0.511 0.511 0.512 0.502 Energía Facturada (KWh) Sistema Total Global con Selva Alegre 62069 65658 69748 73882 78737 6.13 Energía total (KWh) 266423465 282403879 300606174 318426489 339349769 6.24 Energía Facturada (KWh) 227792063 14.5 242867336 259122522 13.8 275120487 13.6 293876900 6.58 0.492 0.492 0.492 Demanda (KW) Pérdidas (%) Factor de carga 14 0.490 0.491 13.4 Sistema Total Global con Selva Alegre 66938 66542 70605 74437 79100 Energía total (KWh) 299053938 297866514 31 6054033 333859197 354770983 4.36 Energía Facturada (KWh) 255392063 255867336 272122522 286120487 306876900 4.70 Demanda (KW) Pérdidas (%) Factor de carga 14.6 14.1 13.9 13,7 13.5 0.510 0.511 0.511 0.512 0.512 4.26 De la información presentada en la tabla 5, sobre el crecimiento de la población para el período en estudio, se consideró el valor de 1.47%, valor que está dentro del valor de 1.5% registrado entre 1982 y 1990 de acuerdo a lo que determinan los censos de población y vivienda de dichos años. CAPITULO I RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN 11 La determinación del porcentaje de población servida se ha considerado que cada consumidor residencial esta compuesto por 4.5 personas dependientes, con lo cual la meta de EMELNORTE S.A,, de acuerdo el estudio es pasar del porcentaje de población servida de 86% en 1998 a 93% en el año 2002. Mediante la ayuda de la información presentada en las tablas 6 a 8 se realizo el estudio de proyección de la demanda y de Energía total y facturada para los años 1998 a 2002, por subestación y en global para el sistema eléctrico de EMELNORTE S.A., bajo dos esquemas, siendo el primero considerando la Industria Selva Alegre y la segunda sin considerar aquella industria. En el caso de la subestación Tabacundo esta se incrementa de 21224 MWh en 1998 a 31125 MWh en el 2002, que aproximadamente equivale al 10%. Este crecimiento es ligeramente superior al del sistema global, puesto que en los próximos años esta previsto en base a los programas de electrificación rural incorporar a nuevos consumidores y además debido al desarrollo agroindustrial de la zona. El consumo de mayor incidencia en el crecimiento es el dedicado al Industrial especial y bombeo de agua. En cuanto a la demanda de potencia para el período en estudio esta variara de 5084 kW a 7335 kW. De la misma manera el tema pérdidas en base programas de control y reducción se tiene como meta e! reducir de 14.6% a 13.5%. Para el período su estudio según la información presentada en la tabla 9 la subestación Cayambe se incrementará de 35719 MWh a 46442 MWh equivalente en forma aproximada a 6.8% y la demanda aumentara de 8377 kW en 1998 a 10715 kW en el 2002. En este caso la demanda se ve afectada por la salida de la Central CAPITULO I RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN 12 Molinos la Unión. El crecimiento dado en este subestación, se debe a los sectores residencial y comercial que se proyectan con un valor del 11% debido a su desarrollo comercial. En cuanto a la subestación Otavalo, esta tiene un crecimiento del 6.8%; los sectores que incidirán que su crecimiento será el residencial y comercial. La demanda de Potencia crece de 8544 kW en 1998 a 10908 kW en el 2002. La subestación Cotacachi experimentará una variación de 1062 MWh en el año 1998 a 12772 MWh en el 2002 y la demanda será de 2673 kW a 3279 kW en el mismo período. Observando la información presentada en la tabla 9 para el caso de la subestación Atuntaqui, la demanda variará de 3459 kW en 1998 a 4394 kW en el 2002. Hay que destacar el crecimiento industrial de la zona. La subestación Diesel, Retorno y San Agustín, Suministran de energía a los cantones [barra, Pimampiro y Urcuquí, respectivamente, las proyecciones para el período en estudio se presentan en la tabla 9. La subestación El Chota, presenta su servicio a las zonas del Valle del Chota, parte del Cantón Mira y el Cantón Pimampiro la demanda crecerá de 3717 kW en 1998 a 4228 en el 2002. La subestación el Ángel está destina a proveer del servicio eléctrico al Cantón Espejo y Cantón Mira. Estas áreas tienen como característica particular su limitado desarrollo comercial e industrial, en consecuencia su crecimiento es reducido tal como se puede observar en la información que se presenta en la tabla 9. Los Cantones Montúfary Bolívar reciben el servicio eléctrico de la Subestación San Gabriel. CAPITULO I RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN 13 En esta zona debido al asentamiento de industrias procesadores de leche y derivados, la energía y su potencia se incrementaran tal como se muestra en los datos presentados en la tabla 9. Los cantones Tulcán y Huaca están servidos de las subestaciones Tulcán y Camal, el crecimiento en este caso tal como se observa en los datos de la tabla 9 son aceptables. Finalmente se presentan valores de proyección de la demanda como sistema total global considerando la inclusión o no de la industria importante que es Selva Alegre. El sistema total considera el caso de las proyecciones por subestación, mientras que la del global como en todo. En la información se nota una discrepancia en los resultados debido a que se ha considerado el factor de coincidencia de las demandas máximas por subestación. De la misma manera existe la incidencia de la Industria Selva Alegre en la demanda de potencia y Energía del sistema Eléctrico de EMELNORTE S.A.. 1.3. DEMAJNTDA DE POTENCIA Y ENERGÍA DE LA ZONA DE CAYAMBE La subestación Cayambe tiene una capacidad de 10/12 MVA y posee cinco circuitos primarios de distribución. El circuito No 1 cubre la demanda residencial urbana y comercial y tiene una capacidad instalada de 3220 kVA. El circuito No 2 provee del servicio de electricidad a los consumidores residencial urbano, industrial y residencial rural, con una capacidad instalada de 14552.5 kVA. Es un circuito muy extenso la carga industrial y residencial rural es cubierta por el circuito No 3 y tiene una capacidad instalada de 11955kVA. CAPITULO I RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN 14 Sirviendo una pequeña zona céntrica de la ciudad de Cayambe y la mayor extensión rural, el circuito No 4 tiene una capacidad instalada de 1961 kVA. Finalmente el circuito No 5 cubre parte industrial, residencial urbana y rural de Cayambe y tiene una capacidad instalada de 6358 kVA. Según, la información de la proyección de la demanda para el año 2002, la subestación Cayambe ya tiene una demanda de 10715 kVA, que está sobre la potencia nominal deí transformador cuyo valor es de 10 MVA, mientras que su energía total es de 53983 MWh, Esto implica que es necesario una ampliación de la capacidad de la subestación para cubrir la demanda de potencia y energía, ya que la zona es predominantemente industrial. 1.4. CONDICIONES ACTUALES DEL SUMINISTRO DEL SERVICIO ELÉCTRICO EN LAS ZONAS CAYAMBE Y TABACUNDO. El Cantón Cayambe, se encuentra servida por medio de circuito primarios de distribución que se derivan de la subestación Cayambe, la misma que se halla interconectada por medio de una línea de subtransmisión que une a la subestación Otavalo a 69 kV. La zona de Cayambe es una área que está en pleno desarrollo y crecimiento, cuya demanda está en función de la agroindustria, el comercio y la residencia, esto implica que EMELNORTE S.A. debe poner atención a los consumidores de tal manera de dotar de un servicio de calidad, confiable y seguro. Muy cercano se encuentra el Cantón Tabacundo, zona próspera que en la actualidad está en pleno desarrollo y crecimiento, especialmente la demanda está sujeta a la agroindustria, de allí que es necesario hacer una revisión permanente del sistema eléctrico, tarea que EMELNORTE S.A. ha considerado como prioridad y resultados de los estudios eléctricos es el diseño y construcción de la línea de subtransmisión a CAPITULO I RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN 15 69 kV Cayambe - Tabacundo, la misma que reemplazara a la línea a 34.5 kV que parte de la subestación Alpachaca, pasa por la derivación de Atuntaqui luego a la San Vicente y finalmente llegar a la población de Tabacundo, es decir tiene un recorrido de 37.8 km. EMELNORTE S.A., en su plan de expansión del año 2001, está contemplado la línea Cayambe - La esperanza a un nivel de voltaje de 69 kV, con una longitud de 15 km. De la misma manera esta previsto la construcción de una subestación en el sector de La Esperanza. El objeto del tema que se va a tratar es el diseño de la línea de subtransmisión Cayambe - La Esperanza, la misma que contribuirá electricidad en la zona de Tabacundo. a mejorar el servicio de CAPITULO 2 DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMISIÓN A 69 KV DESDE LA S/E CAYAMBE A LA S/E LA ESPERANZA. EMELNORTE S.A., en sus planes de expansión ha proyectado construir la subestación la Esperanza de una potencia de 10 MVA, para cubrir la demanda de energía, debido al crecimiento del sector productivo agrícola, floricultura y de su población misma. El diseño de la línea de subtransmisión a 69 kV desde la subestación Cayambe a la subestación la Esperanza implica una serie de consideraciones de tipo técnico económico, que entre las más importantes se expondrán en este proyecto de titulación y que se detallan a continuación; 2.1. PERFIL TOPOGRÁFICO PARA EL TRAZADO DE LA LINEA. La ruta para el trazado de la línea fue seleccionada en forma conjunta con los técnicos de EMELNORTE S.A., y coordinado por los técnicos de TRANSELECTR1C, en el trazado se procuró evitar al máximo el cruce por zonas pobladas así como también por vías de comunicación. La zona del proyecto corresponde según las calificaciones hechas por el Ex 1NECEL a la zona II, es lo que corresponde a la parte alta del territorio ecuatoriano, comprendida en la cordillera hasta una altura de 2800 m.s.n.m la ruta de la línea abarca a territorios pertenecientes a la provincia de Pichincha en las zonas pertenecientes a los Cantones Cayambe y Pedro Moncayo. El punto de llegada de la línea es la subestación la Esperanza ubicada en el sector del mismo nombre. CAPITULO II DISEÑO DE LA LINEA DE SUBTRANSMSION 17 Para el efecto de su trazado, se han tomado en cuenta las regulaciones establecidas por los Municipios de las zonas de influencia del proyecto; las regulaciones establecidas por el Ministerio de Obras Públicas, en cuanto tiene relación con la distancia de la línea desde el eje de las vías carrozables de primero, segundo y tercer orden, las prescripciones especiales que se establecen en las normas del Ex1NECEL para diseño de líneas de subtransmisión, en lo referente a cruzamiento y paralelismo con otras líneas o con vías de comunicación, pasos sobre bosques, plantaciones agrícolas o sobre zonas urbanas; prescripciones adicionales que para el incremento de la seguridad de las personas y de las líneas se han establecido por la Dirección de Aviación Civil. El trazado de la ruta de la línea determina que su longitud sea de 11.95 km y que debido a sus características esta contendría estructuras rurales con cable de guardia, de hormigón armado y torres metálicas. El tipo de terreno por el cual atraviesa la línea es plano e irregular, caracterizado por la existencia de zonas agrícolas dedicadas al cultivo de flores y algunas zonas ganaderas. Es necesario señalar que en el trayecto de la línea existe un número de quebradas que son pequeñas, particularidades que permitió una adecuada selección de estructuras y vanos. El perfil topográfico del terreno con el eje de la línea se presenta en el plano 1 del anexo 1. 2.2 DISEÑO DE LA LINEA DE SUBTRASMISION DESDE SUBESTACIÓN CAYAMBE A LA SUBESTACIÓN ESPERANZA LA LA La línea de subtrasmisión a 69 kV, desde la subestación Cayambe a la subestación La Esperanza, se encuentra ubicada en los cantones Cayambe y Pedro Moncayo, CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMSIÓN 18 pertinente a la provincia de Pichincha y que están dentro del área de concesión de EMELNORTE S.A.. El trazado de la ruta de la línea determinó que su longitud será de 11.95 km. La expansión de las plantaciones florícolas, que se realizará en el futuro debido a su crecimiento y la puesta en marcha del canal de riego de Tabacundo, determinó una adecuada selección de la estructura y vanos de tal manera de preveer plantaciones florícolas que serán sembradas por debajo de la línea a construirse. El trazado de la línea se presenta en el plano 1 del Anexo 1. 2.3 SELECCIÓN DE CONDUCTORES. El conductor a utilizarse para las fases será de aluminio, sección 266.8 MCM,26 hilos de aluminio y 7 hilos de acero, del tipo ACSR, denominado PARTRIDGE. Su temperatura no podrá ser mayor a 45 grados centígrados en régimen permanente, considerando que actúa a través del conductor un viento 60km/hora de velocidad y una temperatura ambiente de 12 grados centígrados. En lo que respecta a la selección del cable de guardia, se consideró la importancia del mismo en el aislamiento de la línea, debido a que permite su blindaje o apartamiento contra descargas atmosféricas y la protección se complementa con los relés de protección que desconectan la línea cuando el sobrevoltaje origina cortocircuitos. En este caso es necesario el uso del cable de guardia considerando la zona en la que se construirá la línea que tiene una alta probabilidad de descargas atmosféricas. El cable de guardia será de acero protegido contra la corrosión; es decir, galvanizado de 9.0 mm de diámetro y de una sección aproximada de 50 mm2. CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMSIÓN 19 El límite térmico del cable de guardia deberá resistir durante 0.1 seg. la corriente máxima de cortocircuito fase-tierra prevista para la línea sin que su temperatura se eleve a más de 200 grados centígrados, considerando nula la disipación del calor del conductor de guardia. Para corrientes debidas a descargas atmosféricas deberá resistir por 0.001 seg. La corriente máxima prevista para las descargas atmosféricas. El cable de guardia deberá conectarse directamente a las estructuras de hormigón armado y en su parte metálica a las torres. 2.4. HERRAJES. Los herrajes seccionados deberán ser prácticamente inalterables a la acción corrosiva del ambiente por lo mismo serán galvanizados en caliente con un terminado de alta calidad. Las grapas de retención deberán contener una superficie antideslizante y deberán soportar una tensión mecánica en el cable del 90% de la carga de rotura del mismo. Las dimensiones de los herrajes deberán ser normalizadas de acuerdo a las normas para las líneas de 69 kV emitidas por el ex INECEL. 2.5. AISLADORES. Los aisladores a utilizarse en la construcción de la línea serán de porcelana. Sus partes metálicas deberán estar adecuadamente protegidos por la acción corrosiva del ambiente. Se utilizarán los aisladores disco de tipo suspensión con acoplamiento bola-rotura de 254mm de diámetro y espaciamiento de 146 mm. La distancia mínima de fuga de los CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMISIÓN 20 aisladores está definida en conformidad a la selección y cálculos efectuados en base a la clase de contaminación a la que está sometida casi el 100% del sector por la que atraviesa la línea, 2.5.1. Criterios básicos para la determinación del tipo de aislamiento. En las líneas de subtransmisión, el objetivo principal es elegir el aislamiento para mantener una continuidad satisfactoria de servicio, al cumplir con todos ios requerimientos de las distintas solicitaciones a las que están sometidas. Es práctica usual determinan primero el número de aisladores requeridos de un diseño dado por contaminación y a partir de este número de aisladores verificar el comportamiento del aislamiento frente a otras solicitaciones. Los aisladores a utilizarse deberán tener las siguientes dimensiones: Aislador tipo disco: - Espaciamiento unitario: 146 mm - Diámetro: 254 mm - Distancia de fuga de aislador normal: 290 mm. 2.5.1.1. Longitud de la cadena de aisladores La longitud de la cadena de aisladores se obtiene da la siguiente expresión: Lc=Ca + Hc (mm) Donde: Le : Longitud de la cadena de aisladores en mm Ca : Longitud según el número de aisladores. He : Longitud de los herrajes. (2.1) CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMSIÓN Ca^N.la (2.2) Hc = g + bh + re (2.3) 21 Siendo : N ; Número de aisladores La : Longitud de cada aislador g : Longitud de la grapa de suspensión bh : Longitud de la bola de horquilla re : Longitud de la rótula corta Entonces aplicando las ecuaciones para el caso presente se tiene: Lc = 6*146 + He (mm) He = 50+ 93 + 45= 188 mm Le =876+ 188 = 1064 mm = 1.064 m. Para este caso se ha seleccionado 6 aisladores 2.5.1.2. Cálculo del aislamiento por contaminación ambiental. Se ha determinado que para una contaminación constante, el voltaje que puede resistir un aislamiento es proporcional a la distancia de fuga. En consecuencia, para cumplir con esta solicitación se debe determinar un número tal de aisladores cuya distancia cumpla con los requerimientos establecidos para el grado de contaminación por donde pasa la línea. El tipo de contaminación al que está sometida esta línea a lo largo de su ruta de recorrido se la considera de un tipo moderado. CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMISIÓN 22 Se caracteriza por grandes extensiones de terrenos agrícolas y sometida en gran parte a la acción de los químicos utilizados en fumigación. De io expuesto se determina que la contaminación es de clasificación tipo C, El número mínimo de aisladores requeridos por contaminación está determinado por la ecuación: d*d f (2.4) v ' Donde: Nc Número mínimo de aisladores requeridos por contaminación V Voltaje máximo entre líneas (kV) d Densidad relativa del aire b Presión barométrica (cm Hg). d Distancia de fuga del aislador Dfo Distancia de fuga para un cierto grado de contaminación (cm/kV) Ta Temperatura ambiente (°C). El número de aisladores por contaminación para este caso por ambiente tipo C, es similar al determinado para la cadena de aisladores normal, es decir son 6. 2.5.1.3. Aislamiento requerido por sobrevoltajes transitorios debido a maniobra. Los sobrevoltajes transitorios tienen una probabilidad de ocurrencia muy baja durante la vida útil de una línea. Proyectar el aislamiento de las líneas para que resistan CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMSIÓN 23 todos los sobrevoltajes resulta antieconómico. Los sobrevoltajes transitorios de dan en condiciones distintas de las normales. El tratar el tema es demasiado complejo y considerando la zona por donde atraviesa la línea no exige. De tal manera con el número de aisladores ya determinados anteriormente se cubre estos efectos transitorios. 2.5.1.4. Aislamiento por sobrevoltajes de origen externo. El aislamiento de la línea por cubrir los sobrevoltajes de origen externo, que tiene un cable de guardia, la importancia se da a ia puesta a tierra de las estructuras ya que cuanto menor sea el valor de la resistencia de puesta a tierra, tanto más eficaz será la protección de cable de tierra contra la corriente producida por las descargas atmosféricas. Al caer una descarga sobre una línea con cable de guardia pueden presentarse dos situaciones que se manifiestan en dos tipos de perturbaciones que son: Perturbaciones ocasionadas por la caída directa de la descarga sobre la estructura y sobre el cable de guardia de la línea. Perturbaciones ocasionadas por la descarga directamente sobre los conductores de la línea. El aislamiento deberá resistir los sobrevoltajes de origen atmosférico a la altura máxima de la línea sobre el nivel del mar. Para este caso y según las recomendaciones de las normas del Ex- INECEL, se aceptará un total de dos fallas anuales por circuito trifásico y por 100 km de longitud de líneas y se supondrán para el cálculo niveles isoceráunicos máximos. CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMSIÓN 24 Para el apantallamiento de la línea se adopta un ángulo de 30° que es el que forma la vertical que pasa por el punto de fijación del hilo de guardia con la recta determinada por este con el conductor. Este ángulo asegura que la probabilidad de descarga directa sobre los conductores sea mínima. 2.6. ESTRUCTURAS Y ACCESORIOS DE POSTES, TORRES Y LÍNEA. Los conductores de cada una de las fases de la línea se fija mediante aisladores y el cable de guardia de modo directo a las estructuras. Estas estructuras serán de dos tipos a saber de hormigón armado para la mayor parte de la línea y torres metálicas para zonas especiales donde las circunstancias así lo exigieran. Los materiales empleados deberán presentar una resistencia elevada a la corrosión y en caso de no poseerlo será necesario darles el tratamiento adecuado. Las varillas preformadas, las grapas de suspensión, las grapas de retención, conectores, etc., estarán de acuerdo con las especificaciones y tamaño del conductor que se seleccionó. 2.6.1. Estructura de Hormigón Los postes de hormigón son las estructuras que se utilizarán en su mayor parte en la construcción de la línea y son de 1000 y 1200 Kg de 16.5 y 18m de longitud, los mismos que irán asentados en losetas de sustentación. 2.6.2. Estructura de hierro o torres. Las estructuras de hierro serán fabricadas con perfil en L abiertos de por lo menos 4 mm de espesor, serán galvanizados en caliente y su sujeción se hará mediante CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMISIÓN 25 tornillos de cabeza redondeada, tipo remache. Estos tornillos no podrán hacérselos en planos de perfil de anchura menor a 35 mm. Las torres irán asentadas en bases o plataformas de hormigón armado de 2.59 x 2.59 m2. Durante su montaje se deberá tener precaución para evitar perjuicios a las superficies galvanizadas, así mismo se cuidará que los perfiles se guarden en sectores secos y limpios. Las torres a utilizarse en la construcción de la línea serán 5 tipo retención de 23 m de altura. 2.6.3. Tensores Para ios tensores se utilizará cable de acero galvanizado de alta resistencia mecánica, con un diámetro no inferiora 9mm protegidos contra la corrosión mediante el galvanizado. Las varillas de anclaje deberán ser de acero galvanizado y de un diámetro no inferior a 16 mm. Los anclajes se fijarán en bloques de anclaje de hormigón armado de dimensiones normalizadas. Tal como se muestra en el Anexo 2. 2.6.4. Numeración y avisos de peligro. En cada estructura se marcará el número que le corresponda, de acuerdo con el criterio de comienzo y fin de la línea, de tal forma que las cifras sean fácilmente legibles desde el suelo. CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMISIÓN 26 Estas deberán ser pintadas con números de color rojo de 25 cm de alto en fondo de color blanco. Los números irán colocados en una de las caras laterales de los postes, siendo esta la que apreciarse desde la ruta de ingreso a la estructura desde la vía de comunicación más próxima a la estructura. 2.7. CÁLCULOS ELÉCTRICOS DE LA LÍNEA. Uno de los factores más importantes dentro de la operación de la línea y que debe ser determinada para su cumplimiento es la regulación de voltaje, la cual debe estar en el orden del 5% en las barras de la subestación la Esperanza, con una potencia nominal de 8 Mw y factor de potencia de 0.85, que será la carga más representativa. 2.7.1. Característica Generales de la línea La línea tiene las características que se señalan: Voltaje de recepción : 69kV Porcentaje de Regulación ; 5% Longitud de la línea : 11.95 km. Conductor : • 266.8 MCM, clave Partridge. . Sección total: 157.20 mm2 • Diámetro total: 16.28 mm • Diámetro del hilo de aluminio: 2.57 mm. • Diámetro de hilo de acero: 2.00 mm • Número de hilos de aluminio: 26 • Número de hilos de acero: 7 CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMSIÓN 27 Disposición de los conductores en triángulo de acuerdo a la estructura S1G, de las normas para líneas de 69 kV, según gráfico. 3.14 m 3.14 m Es decir, di2=3.14m d 2 3=3.14m d 1 3 ~2 m 2.7.2. Parámetros Eléctricos de la línea. 2.7.2.1 Resistencia Eléctrica La zona II, según las normas para líneas de 69 kV, corresponde a una temperatura de 12 °C. La temperatura media de la zona es de 25°C, sin embargo existen épocas en las que esta temperatura puede alcanzar valores superiores al señalado, sumando a ello la temperatura originada por el efecto joule, por lo que el cálculo se realizará con el valor de la resistencia de corriente altura Rae a 75°C, siendo su valor obtenido de las CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMSIÓN 28 tablas para el conductor que se ha seleccionado de 0.2392 ohmios, valor que corresponde para condiciones extremas. Si se considera despreciable el efecto pelicular, entonces la resistencia total de la línea para la longitud que tiene la línea de subtransmisión y según el valor de tablas, se tiene; R = 0.2517 ohmios/ km x 11. 95 km = 3.0078 ohmios 2.7.2.2. Reactancia Eléctrica El valor de la inductancia por fase del circuito, no utilizado el acero como conductor, se calcula por; H 10~4 0.5 +4.605 Ig km (2.5) donde; De ; Distancia equivalente rg ;Radio geométrico medio de cable Además: = r.n.R Donde; n : Número de conductores por fase r : Radio del conductor n"1 (2.6) DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMSIÓN CAPITULO II 29 En consecuencia ios valores para el caso de la línea que esta bajo análisis es = D 1 2 -D 1 3 -D 2 3 = 3.14*3.14*2 = 3.1644 m. *r = 6.6064 mm. Para el conductor ACSR, 266.8 MCM, 26/7, 0.5 + 4.605 Ig Lk =1.2843 3.1644 •10 6.6064x10- -4 mH/km La reactancia por km será, XL =27r.f.Lk =2n* 60* 1.2843*1 0"3 =0.4842 ohmios/km y la reactancia total, X L = 0.4842* 11.95 = 5.7862 ohmios 2.7.2.3. Reactancia Capacitiva De tablas, el valor de la reactancia capacitativa del conductor 266.8 MCM ACS R de composición 26/7, es de 0.067 Megaohmios / km a una frecuencia de 60 Hz, La capacidad para una fase del circuito está dada por ia ecuación; x1Q- 9 [F/km] c= log (2.7) DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMSIÓN CAPITULO II 30 que reemplazando los datos, se tiene: = 9.3168nF/km, y, la suceptancia total portase será, B = 2*71*60*9.3168 *10'y*11.95 = 41.9727 x1CTbmhos 2.7.2.4. Conductancia Eléctrica. En este caso se considera despreciable este valor debido a la buena calidad de aislamiento de la línea, no existen corrientes entre los conductores y las estructuras, ni superficialmente o a través del aislamiento, por lo cual en este caso sería nulo el valor de la conductancia. Pero, en realidad se puede estimar que existe corriente, ya que la resistencia que ofrecería el aislamiento no puede ser infinita y se obtiene que la conductancia, será el inverso de la resistencia de aislamiento. Portante, [(Pérdida) R(aislamiento) (2.8) La conductancia de una línea varía mucho, según el grado de humedad de la atmósfera en tiempo seco y la línea bien aislada es nula, como ya se ha señalado. El valor de la conductancia en función de las pérdidas de energía será: P(kw/km) V2(kV) 3 [mhos/km] l J (2.9) DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMISIÓN CAPITULO II 2.7.2.5. 31 Resumen de Parámetros Eléctricos Los parámetros eléctricos calculados en los numerales anteriores, se resumen de la manera siguiente: Impedancia; Z = R + jx = 3.0078 -i- J5.7862 ohmios = - = GFJB=-J41.9727x10'6 . Z. mhos Z =6.5213 y el argumento: ohmnios 62.53°. 2.8. CALCULO DE LA CAEDA DE VOLTAJE. El cálculo de la caída voltaje, se ha determinado para diferentes valores de potencia transmitida y factor de potencia. La caída de voltaje esta donde dada por la siguiente expresión, en la que se desprecia la admitancia por tener un valor muy pequeño. Pr*Z Vr*cosG en donde: (2.10) CAPITULO II Vr : Voltaje de recepción Z : Impedancia Pr : Potencia de Recepción DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMSIÓN 32 Cos 6 : Factor de Potencia El objeto del cálculo es para conocer que los valores de voltaje para diferentes cargas y factores de potencia en el extremo receptor, que es la subestación la Esperanza, están dentro de los limites máximos admisibles de regulación, es decir, del 4 - 5% del voltaje nominal de entrega. En el caso presente, la obtención de una buena regulación de voltaje es importante ya que si se toma en cuenta la longitud de la línea desde la subestación Otavalo a Cayambe es de 26.5 km. Los cálculos de la caída de voltaje para diferentes potencias de recepción y factores de potencia, de conformidad con (2.10), se resumen en la tabla 10. que se presenta a continuación. Para los cálculos se considera, Vr = 69 kV Pr^ 6,7,8,9 y 10 Mw Los cálculos efectuados demuestran que si se mantiene un nivel de voltaje de 69 kV en las barras de la subestación la Esperanza, en el caso más crítico que la potencia sea 10 Mw, la caída de voltaje será de 1.95%, y para un factor de potencia de 0.7. Sin embargo es conveniente el realizar estudios de flujos de potencia para conocer el estado de la operación del sistema eléctrico de EMELNORTE S.A. y tomar los correctivos que el caso exija. CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMSIÓN 33 Tabla 10; Valores de caída de voltaje Potencia de Recepción (kW) Factor de Potencia 6000 6000 6000 6000 7000 7000 7000 7000 8000 8000 8000 8000 9000 9000 9000 9000 10000 10000 10000 10000 2.9. 1 0.9 0.85 0.7 1 0.9 0.85 0.7 1 0.9 0.85 0.7 1 0.9 0.85 0.7 1 0.9 0.85 0.7 Caída de Voltaje (V) 327.01 363.34 384.72 467.16 381.51 423.9 448.84 545.01 436.01 484.46 512.95 622.87 490.52 545.02 577.08 700.74 ' 545.02 605.58 641.2 . 778.6 Regulación /o/ \) 0.82 0.91 0.96 1.17 0.96 1.06 1.13 1.37 1.09 1.21 1.29 1.56 1.23 1.37 1.45 1.76 1.37 1.52 1.61 1.95 CALCULO DEL RENDIMIENTO ENERGÉTICO. Considerando que en los puntos de emisión y recepción, los valores de las corrientes son iguales, las pérdidas son: Pérdida de Potencia P = 3I2R (2.11) Potencia Transportada P=3VCos6 y el rendimiento será, (2.12) CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMISIÓN 71 = Pr Pr+Pp donde: Pr ; Potencia de recepción. Pp : Potencia de pérdidas. El porcentaje de pérdidas de potencia está dado por, vicose vcose • en donde, P SVCosG (2.14) Reemplazando (2,14) en (2,13), se tiene: RP V2cos2e x100 (2.15) o también. Pp(%) = en donde. De tal manera que, Cos2e (2.16)) [2.13] L J 34 CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMESIÓN (S9884.39)2 =1.8908X10 35 - En la tabla 11 se presenta los valores del rendimiento energético. Tabla 11: Rendimiento Potencia de Factor de Recepción Potencia (kW) 6000 6000 6000 6000 7000 7000 7000 7000 8000 8000 8000 8000 9000 9000 9000 9000 10000 10000 10000 10000 1 0.9 0.85 0.7 1 0.9 0.85 0.7 1 0.9 0.85 0.7 1 0.9 0.85 0.7 1 0.9 0.85 0.7 Pérdida de Potencia Rendimien. (%) (kW) 22.689 28.005 31.398 46.296 30.879 38.124 42.741 63.021 40.338 49.800 55.830 82.320 51.051 63.030 70.664 104.194 63.026 77.801 87.223 128.610 99.62 99.54 99.48 99.23 99.56 99.46 99.32 99.11 99.50 99.38 99.31 99.98 99.44 99.30 99.22 98.86 99.37 99.23 99.14 98.70 Los cálculos de! rendimiento señalan un valor aceptable cuyo valor de 98.73 %, muestra que en el caso del transformador estar suministrando una carga superior al valor de placa en la línea las pérdidas están en el orden de 128.61 kW. Si se considera una carga de 6000 kW y un factor de potencia 0.7, las pérdidas en la línea CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMSIÓN 36 son 46.296 kW y un rendimiento del 99.23% que son valores que están dentro márgenes aceptables, 2.10. CÁLCULO MECÁNICO 2.10.1. Cálculo de la distancia entre conductores La consideración de mantener una distancia adecuada entre los conductores que forman las fases de una línea aérea es de importancia para que exista una buen servicio y de la misma manera esté mejor protegida cortocircuitos entre líneas o de los conductores a tierra, debido a la presencia de oscilaciones de los conductores por la acción del viento. La altura de las estructuras será la necesaria para que ios conductores con su flecha máxima vertical, queden situados por encima de cualquier punto del terreno o superficie de agua a una altura mínima de 6m. El valor se obtiene de: Distancia = 5.30 + V = 5.76 m. 150 En las hipótesis de cálculo de flechas máxima se mantendrá una distancia inferior en un metro a la señalada anteriormente, considerando en este caso el conductor con la desviación producida por el viento. Los conductores de una misma barra pertenecientes a una misma tema deberán tener entre si una distancia definida por la siguiente ecuación, válida para conductores de una misma sección, igual material y flecha. (2.18) CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMISIÓN 37 donde: a : Separación de los conductores en metros fe : Flecha normal, del conductor en metros para la condición máxima de temperatura y vano máximo. Ic : Longitud de la cadena de aisladores en m. En caso de anclaje le = o, para el presente caso le = 1.064 m. Ki : Factor que depende del ángulo de inclinación del conductor debida al viento. K2 : Separación mínima en medio vano es decir, K r\ — 2 150*a donde a = 1 2.10.2. Cálculo del ángulo de oscilación de los conductores debido al viento. El ángulo de oscilación de los conductores debido al viento está dado por, = artg- (2.19) P donde: f : Fuerza del viento en condiciones máximas [Kg /mj P : Peso del Conductor 2.10.3. Ecuación de cambio de Estado del Conductor Esta ecuación se utiliza para determinar la tensión de los conductores en función de ciertas características de la zona por las que atraviesa la línea como son: viento y CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMISIÓN 38 temperatura. Es necesario conocer las condiciones iniciales del conductor para posteriormente el determinar el estado mecánico final del mismo. 2.10.3.1. Hipótesis de Cálculo Se calcularán las tensiones finales en función de vano medio aceptado para el nivel de voltaje que en este caso es 69 kV y para la zona 2, cuyos datos se presentan en la tabla 12. Tabla 12: Parámetros para la zona II Condición Final 1 Final 2 Final 3 Inicial Temperatura Zona 2 (°C) 45 -5 5 12 Viento (Km/h) Tensión (%) 60 25 Durante todo el estudio la zona 2 corresponde a la Sierra. La condición final 1 permite calcular la flecha máxima y la plantilla que se utilizará en la localización de los postes y torres sobre el perfil topográfico. La condición final 2 permite verificar el libramiento en caso de cruce con una línea existente que pasa por debajo de ella. La condición final 3 permite determinar la tensión máxima resultante, la cual se utiliza para el.diseño de las estructuras y sus fundaciones. CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMSIÓN 39 Para el cálculo de las fechas se utilizan las mismas hipótesis además, de que se simula un estado de sobrecarga continua en la línea. Las condiciones son; temperatura igual a 45°C y no se considera carga debido al viento. Los dos procesos se implementarán de igual forma para el cálculo de tensiones y flechas en el cable de guardia, aunque según las normas del Ex- 1NECEL, se puede obviar el cálculo exacto y determinarlo de una manera aproximada. 2.10.3.2. Cálculo de la tensión y flecha del conductor o cable de guardia. Para el cálculo de la tensión final del conductor o cable'de guardia se debe aplicar la ecuación de cambio de estado, la cual hace una aproximación entre la verdadera curva que forma el conductor (catenaria) y la parábola cuya ecuación es más sencilla, lo que simplifica el desarrollo de la ecuación de los cálculos, dando por supuesto resultados muy aproximados que son aceptables para el presente estudio. La ecuación del cambio de estado es, (2,o) donde; w : Peso del conductor o del cable de guardia ( o el peso aparente en caso de sobrecarga por acción del viento (kg /m.mm2). Qiy Qa : Temperaturas a las que puede estar sometido el conductor o cable de guardia (°C). CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMISIÓN E : Módulo de elasticidad del cable Kg /mm 2 a1 : Coeficiente de dilatación lineal del conductor o cable de guardia (1/°C) T, : Tensión inicial correspondiente a Q^kg) T2 ; Tensión final correspondiente a Q2(kg) 40 Para el cálculo de la flecha del conductor o cable de guardia se utiliza la siguiente expresión: 8T (2.21) V ; donde: f : Flecha del conductor o del cable de guardia (m) a : Vano para el que se realiza el cálculo (m) w : Peso del conductor (Kg/m). T : Tensión final (Kg) También en forma aproximada, se calcula la flecha del cable de guardia, mediante la siguiente ecuación. fcg = O.Qfc (2.22) Donde: fcg : Flecha del cable de guardia (m) fe : Flecha del conductor (m). Mediante la ayuda de ios programas computacionales existentes en Transelectric, se obtuvieron los resultados los mismos que se presentan en las tablas 13, 14 y 15. CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMSIÓN 41 En la tabla 13, se observa los datos que son necesarios para el cálculo y los resultados que se obtienen de resolver la ecuación de cambio de estado. De la misma manera, se obtiene información de la tensión de los conductores para condiciones de frío, máxima carga, caliente y emergencia para valores variables de varios. En la tabla 14, se tiene los cálculos de la catenaria para un vano de diseño dado en la tabla y un gráfico con las cuatro curvas, para las condiciones de frío, máxima carga, caliente y emergencia. De la misma manera en la tabla 15, se presenta el resumen de los cálculos de las flechas para las condiciones de frío, máxima carga, caliente y emergencia para varios valores de vano. Estas tablas facilitan la información para el trazado de la línea en el perfil topográfico. 2.10.3.3. Capacidad térmica del Conductor. Para determinar la capacidad térmica del conductor, se utiliza la ecuación de equilibrio térmico, el cual permite el determinar el diámetro mínimo por límite térmico que el conductor debe cumplir, bajo las condiciones siguientes: la temperatura del conductor no podrá ser superior a 80°C en estado permanente, la corriente máxima admisible se calculará para la cota máxima de la línea con un viento de 0.61 m/seg, efecto del sol, factor de emisividad de 0.5 y con temperatura de 12°C. La ecuación es: Q, + Q. = Q 0 +Q r donde: (2.23) CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMISIÓN Qj : Calentamiento por efecto joule (w/cm) Qs : Calentamiento por radiación solar (w/cm) Qc : Pérdidas de calor por conversión (natural y forzada) (w/cm) Qr : Pérdidas de calor por radiación (w/cm). 42 Si se cumple la ecuación de equilibrio térmico, se asegura que la temperatura del conductor, no sea superior a la temperatura de servicio recomendada. Las pérdidas de calor por radiación, se calcula por, Q r =7 t *E m *S*d(T 2 4 -T 1 ") (2.24)) donde: O.. Pérdida de calor por radiación expresada en w/cm de longitud de conductor. Em Emisividad del conductor S Constante de Stefan - Boltzman que es igual a 5.7 x 10n-\vlcm 2 d Diámetro del conductor, expresado en cm. Temperatura del conductor expresada en °K Temperatura del aire expresada en ° K Las pérdidas por convección se deben a dos casos natural y forzada. Las pérdidas de calor por convección y natural, se determinan mediante la siguiente expresión: Qc = 12.8 * 1CT4 * 0 • (d3 * 0J"233 (2.25) Qc : Pérdidas por conexión natural en W/cm de longitud 0 : Elevación de temperatura del conductor en °C. CAPITULO II d DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRAKSMSIÓN 43 : Diámetro del conductor en cm. La convección forzada, se determina por; Q c =13.8*10- 4 *9(V ef xd) a448 (2.26) donde; Qc : Perdidas de convección forzada expresada en W/cm de longitud de conductor. 9 : Elevación de la temperatura en °C d : Diámetro del conductor en cm. Vef : Velocidad efectiva del viento en cm/seg. La velocidad efectiva del viento se calcula de acuerdo con la siguiente expresión: Vef = V * 5 (2.27) Donde: Vef : Velocidad efectiva del viento en cm/seg. V : Velocidad mínima del viento en cm/seg. 6 : Densidad relativa del aire. La densidad relativa del aire se puede determinar por: 5 = 0.383——— 273+ T1 Donde: 5 : Densidad relativa del aire Pb : Presión barométrica del aire en mm Hg. T1 : Temperatura del aire en °C (2.28) V CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMtSIÓN 44 Las pérdidas de calor por radiación solar se determinan por: Qs=a*s2*d (2.29) Donde; Qs : Calentamiento por radiación solaren W/cm de longitud del conductor a : Coeficiente de absorción solar s2 ; Intensidad de radiación solar en W/cm2 d : Diámetro del conductor en centímetros El calentamiento por efecto joule debido al paso de la corriente por el conductor se determina por la siguiente expresión: Qj=!2-R (2.30) Donde QÍ : Calentamiento por efecto joule en W/cm de longitud de conductor. 1 : Máxima intensidad de corriente admisible en el conductor en amperios. R : Resistencia del conductor a su temperatura máxima admisible en ohmios/ cm de longitud de conductor. La máxima corriente admisible del conductor se determina por Pmáx J e f *kV (2.31) Donde: Pmáx '. Potencia máxima a transmitirse en MVA. Nef : Número de conductores por fase. KV : Voltaje nominal de transmisión entre fases en kV CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMSIÓN 45 La resistencia del conductor a su temperatura máxima admisible se determina por: (2.32) Donde Ro : Resistencia del conductor a 60 Hz y a una temperatura de 25 °C. p : Coeficiente de variación de la resistencia con la temperatura en 1/°C T2 : Temperatura máxima admisible de conductor en °K T1 ; Temperatura del conductor para una resistencia conocida en °K La ecuación del equilibrio térmico es universal y sirve para determinar la capacidad térmica del conductor que se ha seleccionado o a su vez se remplazara por otro. El valor de la resistencia debe ser el correspondiente a corriente alterna. Para cables que no tienen acero se puede usar el valor de la resistencia en comente continua, para conductores tipo ASCR, el valor de la resistencia en corriente alterna es superior al de corriente continua en cuanto a la temperatura los valores que se utilizan son los que corresponden a la zona por donde atraviesa la línea y son determinados por el EX- INECEL. Los valores de la intensidad de la radiación solar, se dan en tablas de valores calculados de acuerdo a datos suministrados por el Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología. En el caso de conductores recientemente instalados esta en condiciones de perfecta brillantes pero con el transcurso del tiempo se oxida, la cual depende de la atmósfera en la que se encuentre el conductor. Para" el calculo se considera un factor de emisividad de 0.5, el valor que corresponde a conductores en mediano estado de envejecimiento. El coeficiente de absorción solar por idénticas razones se toma igual al factor de emisividad es decir, igual a 0.5. CAPITULO II DISEÑO DE LA LINEA DE SUBTRANSMSION 46 El conductor alcanza su máxima temperatura de diseño en pocas ocasiones, ya que requiere de la coincidencia de todos los factores severos y que mantienen esa temperatura únicamente en corto tiempo, en consecuencia, se puede usar como temperaturas de diseño 100 °C o más. Sin embargo no se recomienda la operación a temperaturas mayores a 80 °C. De tal manera que de acuerdo con todos estos considerandos más la ayuda de las ecuaciones y los programas digitales existentes en Transelectric los resultados se presentan en la tabla 16, lo cual para el conductor seleccionado la información es aceptable. 2.11. LOCALIZACIÓN DE ESTRUCTURAS Los cálculos eléctricos ayudan a conocer la posible operación de la línea, mientras que las consideraciones del ambiente más información de características mecánicas de los elementos a emplearse en la línea así como el más determinante el perfil topográfico, ayudan al trazado de la línea y localización de las estructuras. El perfil topográfico con la localización de las estructuras y características de trazado de la línea se presentaron en el anexo 1. En la tabla 17 se presenta el resumen de listado de las estructuras que se requieren para la construcción de la línea, así como en el anexo 3 se presenta un diagrama a manera de ejemplo de la estructura SG1, extractado de las normas para líneas de subtransmisión publicado por el EX- INECEL CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMSIÓN 47 2.12 Lista de Materiales En base al listado de las estructuras presentadas en le mineral 2.11, en la tabla 18, se presenta el listado de los materiales a ser usados en las estructuras que soportarán los conductores de la línea. La tabla 19, presenta un resumen de la lista de los perfiles de las estructuras que se requieren para el armado de las torres, 2.13 Presupuesto El diseño de la línea de Subtransmisión Subestación Cayambe - Subestación La Esperanza determina la elaboración de un presupuesto para ejecutar su construcción el mismo que se resume en la tabla 20,21 y 22. El costo total dei proyecto es de USD 504.737,00. 2.14 Tablas de Tendido Como un aporte para la construcción de la línea se hicieron los cálculos para preparar las tablas de tendido, la misma que se resume en las tablas desde la 23 hasta la 38. De igual manera se presenta en el anexo 4 la tabla de hipótesis de carga de las estructuras. CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMSIÓN 49 Tabla 13 PASO 1 ECUACIÓN DE ESTADO FAVOR ESCRIBA LOS DATOS EN LAS CASILLAS GRISES LAS CASILLAS BLANCAS LAS CALCULA EL PROGRAMA ZONA CONDUCTOR TIPO E.D.S.% TENSIÓN DE RUPTURA VELOCIDAD VIENTO km/h VELOCIDAD MÁXIMA VIENTO VANO DISEÑO (ENTRE 300 - 500) TEMPERATURA ESTADO 0 TEMPERATURA EN CALIENTE DELTA TEMPERATURA TENSIÓN DE RUPTURA kg PESO UNITARIO kg/m MOD ELASTICIDAD inicial kg/mm2 MOD ELASTICIDAD final kg/mm2 SECCIÓN mm2 DIÁMETRO DEL CABLE mm COEF DILATACIÓN LINEAL 1/C LIMITE DE VANOS LIMITE SUPERIOR LIMITE INFERIOR INCREMENTO 2 ESTADO MAX CARGA 5 EMERGEN 60 partridge F VU VM V T1 T2 t TR PO El EF A DC DL C1 C2 C VANO ECUACIÓN DE ESTADO MIN TEMP -5 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 18 0 60 200 12 45 33 EFECTIVO VIENTO 0.00 0.55 0.28 0.62 5100 0.547 5200 8360 157.23 16.3 0.0000195 1100 100 50 FRIÓ 1262.15 1180.70 1108.94 1056.31 1020.32 995.85 978.86 966.73 957.83 951.13 945.96 941.91 938.67 936.05 933.89 932.09 930.59 929.31 928.21 TENSIÓN MAX CARGA CALIENTE 509.35 1080.77 1068.89 613.68 1059.56 686.24 737.89 1052.92 1048.28 775.35 803.03 1045.02 823.86 1042.67 839.79 1040.95 1039.65 852.18 1038.66 861.96 1037.88 869.78 876.13 1037.26 1036,76 881.34 885.66 1036.36 1036.02 889.27 1035.73 892.32 1035.50 894.92 897.15 1035.29 899.08 1035.12 EMER 420.41 535.58 619.25 680.97 727.12 762.09 788.93 809.83 826.32 839.48 850.13 858.83 866.01 872.00 877.05 881.32 884.98 888.13 890.85 CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMISIÓN Tabla 14 PASO 2 CALCULO DE LA CATENARIA TENSIÓN VANO DE DISEÑO PARÁMETRO a FRIÓ 1 686.00 3082.27 MAX CARGA 1052.92 1924.89 CALIENTE 686.24 1254.56 EMER 680.97 1244.92 X FRIÓ MAX CARGA -400 -375 -350 -325 -300 -275 -250 -225 -200 -175 -150 -125 -100 41.711 36.644 31.908 27.502 23.425 19.677 16.258 13.165 10.400 7.960 5.847 4.060 2.598 1.461 0.649 0.162 0.000 0.162 0.649 1.461 2.598 4.060 5.847 7.960 10.400 13.165 16.258 19.677 23.425 27.502 31.908 36.644 41.711 CALIENTE 64.309 375 400 25.991 22.840 19.893 17.150 14,611 12.276 10.144 8.216 6.491 4.969 3.651 2.535 1.622 0.913 0.406 0.101 0.000 0.101 0.406 0.913 1.622 2.535 3.651 4.969 6.491 8.216 10.144 12.276 14.611 17.150 19.893 22.840 25.991 56.464 49.139 42.332 36.040 30.261 24.992 20.231 15.976 12.225 8.978 6.232 3,988 2.242 0.996 0.249 0.000 0.249 0.996 2.242 3.988 6.232 8.978 12.225 15.976 20.231 24.992 30.261 36.040 42.332 49.139 56.464 64.309 EMER 64.816 56.908 49.525 42.664 36.322 30.497 25.186 20.388 16.100 12.320 9,048 6,281 4.018 2.260 1.004 0.251 0.000 0.251 1.004 2.260 4.018 6.281 9.048 12,320 16.100 20,388 25.186 30.497 36.322 42.664 49.525 56.908 64.816 275 12.276 19.677 30.261 30.497 TH a ECUACIÓN Y = a(COSH(x/a)-1) -75 -50 -25 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 GRÁFICO CATENARIA -275 -225 -175 -125 -75 -25 25 75 125 175 225 275 325 375 425 475 50 CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMSIÓN 51 Tabla 15 PASO 3 CALCULO DE LAS FLECHAS VANO 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 FRIÓ 0.54 1.30 2.47 4.05 6.03 8.41 11.18 14.32 17.85 21.75 26.02 30.67 35.69 41.09 46.86 53.00 59.51 66.40 73.66 FLECHA MAX CARGA CALIENTE 0.63 1.34 1.44 2.51 2.58 3.99 4.06 5.79 5.87 7.94 10.43 8.02 10.49 13.28 13.30 16.49 16.44 20.06 24.00 19.91 23.72 28.30 27.85 32.97 32.32 38.01 43.43 37.11 42.24 49.21 47.70 55.36 53.49 61.89 59.60 68.78 66.06 76.05 COLD 1.30 MAX CARGA 66.06 EMER 1.63 2.87 4.42 6.28 8.46 10.99 13.87 17.10 20.69 24.64 28.95 33.64 38.69 44.11 49.89 56.05 62.58 69.48 76.75 PASO 4 CALCULO DE LAS TENSIONES 3,1 TENSIÓN MÁXIMA EN EL SOPORTE FLECHA |f TENSIÓN MAX M1N1M TEMP MAX CARGA SIN VIENTO CON VIENTO 1181 1076 TH DIAGRAMA PO TENSIÓN NORMAL PESO POR 1/2 VEL VIENTO PESO POR 1/4 VEL VIENTO T PV1/2 PV1/4 918 FLECHA 1/2 PRESIÓN 1/4 PRESIÓN 0.65 0.65 0.56 0,14 0.55 0.07 0.55 0.02 TENSIÓN H MAX CARGA A TENSIÓN H MEC MAX 1/2 PRESIÓN 1/4 PRESIÓN 1/2 PRESIÓN 1/4 PRESIÓN 1059 1053 1059 1054 INGRESO DE DATOS 0.0717 Resistencia del conductor a delta t 90 0 90 90 0.5 0.5 grados 96.4 0.00943 0.0515 0.0608 2 30 45 0.065 0.642 69 2 partridge Coeficiente de emisividad e = Coeficiente de absorción solara = ÁNGULOS DE INCIDENCIA Ángulo del sol grados Ángulo de línea grados Ángulo del sol grados Ángulo efectivo de incidencia DATOS DE LA TABLA 6-5A Densidad del aire pf Viscosidad absoluta uf Conductividad del aire kf DATOS DE LA TABLA 6-6B Cantidad de calor recibida por el sol Qc ZONA CONDUCTOR (nombre) Nivel de tensión de transmisión Velocidad del viento (pies/seg) Temperatura ambiente Ta (g centígrados) Temperatura conductor Te (g centígrados) Máxima resistencia a 20 g C (ohmios/1 OOOpies) Diámetro del conductor (pulg) Tabla 16 radianes 1.57 0.00 1.57 1.57 RESULTADOS 3000 m CORRIENTE A LIMITE TÉRMICO I (amp) = POTENCIA DE TRANSMISIÓN (MVA) CORRIENTE A MAS DE 3000 m Forced convection heat loss qc Radiated high loss qr Solar heat gain qs RESULTADOS nivel del mar CORRIENTE A LIMITE TÉRMICO I (amp) = POTENCIA DE TRANSMISIÓN (MVA) CÁLCULOS Cálculo de Tf temperatura película de aire CALCULO SIN VIENTO Natural convection heat loss qc sea level Natural convection heat loss qc high altitudes CALCULO CON VIENTO Forced convection heat loss qc Radiated high loss qr Solar heat gain qs CALCULO DE LA CAPACIDAD TÉR CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMSION Tabla 17 TABLA DE UBICACIÓN DE ESTRUCTURAS LINEA DE TRANSMISIÓN CAYAMBE LA ESPERANZA Num 1 2 3 4 5 6 7 TIPO VANO ADEL ABCISA A10 S1G S1G 216 233 187 193 169 149 273 193 222 249 216 449 S1G S1G S1G S1G 8 9 10 11 RH1G S1G 155 12 13 RH1G S1G 213 146 14 15 16 S1G 83 S1G S1G ASO 236 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 S1G RH1G S1G 155 181 S1G 138 S1G S1G S1G S1G 182 221 145 166 172 327 132 175 189 S1G RH1G ASO S1G ASO S1G S1G 32 RH1G RH1G 33 S1G 34 35 36 37 A60 S1G S1G S1G S1G S1G 31 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 135 223 179 S1G 267 132 293 143 213 184 187 195 209 184 125 112 ASO 195 S1G 217 256 220 159 203 S1G S1G RH1G S1G S1G S1G S1G A30 S1G S1G S1G 191 201 207 205 ASO 180 151.5 S1G 154.5 S1G S1G S1G S1G S1G 156 S1G 97 162 142 ASO S1G A10 177 152 164 222 ALTURA EST 22.1 APA 12 APA DIBUJO 13.75 16.5 8.125 20 9.75 9.75 11.1 11.1 11.1 12.5 22.1 12 18 18 11.1 11.1 9.75 13.75 11.5 11.5 8.125 13.75 11.5 8.125 8.125 11.5 13.75 11.5 11.5 11.5 8.125 11.5 8.125 8.125 8.125 13.75 8.125 13.75 11.5 11.5 8.125 8.125 636 16.5 829 998 18 18 18 1147 1420 1613 1835 2084 2239 2452 2598 2681 2816 3052 3207 16.5 22.1 3388 18 3526 3708 3929 4074 4240 4412 4739 4871 5046 5235 5458 5637 5904 18 6036 6329 6472 6685 6869 7056 7251 7460 7644 7769 7881 8076 8293 8549 8769 8928 9131 9322 9523 9730 9935 18 16.5 16.5 16.5 22.1 18 16.5 18 16.5 16.5 16.5 22.1 16.5 22.1 18 18 16.5 16.5 16.5 22.1 22.1 16.5 16.5 11.1 9.75 9.75 11.1 12 11.1 11.1 11.1 9.75 11.1 9.75 9.75 9.75 12 9.75 12 11.1 11.1 9.75 9.75 12.5 12 16.5 10.5 9.75 9.75 9.75 9.75 9.75 11.1 9.75 22.1 12 16.5 9.75 11.1 11.1 9.75 11.1 11.1 16.5 16.5 16.5 18 18 18 16.5 18 18 22.1 12 20 18 12.5 11.1 9.75 10115 10266.5 10421 10577 10754 10906 11070 16.5 22.1 16.5 16.5 16.5 16.5 11292 11389 11551 18 18 11693 12 16.5 13 9.75 9.75 9.75 9.75 9.75 11.1 11.1 22.1 16.5 9.75 22.1 12 12 8.125 11.5 11.5 11.5 15 15 13.75 10 8.125 8.125 8.125 8.125 8.125 11.5 8.125 13.75 8.125 11.5 11.5 8.125 11.5 11.5 13.75 15 11.5 8.125 16.25 8.125 8.125 8.125 8.125 8.125 11.5 11.5 13.75 8.125 13.75 COTA 2799.4 2791.3 2797.4 2812.9 2812.8 2820.1 2820.6 2830.3 2822.3 2821.6 2826.4 2836.9 2853.4 2867.3 2869.2 2876.4 2885.6 2892.2 2902.2 2905.8 2905.8 2909.2 2911.1 2912.0 2904.0 2898.4 2906.6 2907.6 2906.6 2902.8 2899.6 2910.9 2923.3 2949.4 2964.4 2953.4 2951.2 2944.1 2936.9 2940.9 2940.8 2938.0 2923.9 2908.6 2886.4 2888.9 2864.8 2858.6 2866.6 2871.2 2881.4 2891.2 2897.9 2905.8 2917.7 2933.3 2940.9 2947.2 VANO PESO 170.1 129.3 123.0 312.4 124.6 198.8 181.8 337.2 152.3 213.0 110.6 195.1 163.2 209.5 46.9 211.7 205.3 142.0 200.9 201.9 162.9 209.3 151.5 235.1 201.9 159.6 187.8 218.7 214.3 212.0 133.7 100.2 249.4 209.6 375.4 144.0 219.2 188.6 130.4 213.0 207.7 208.5 130.3 213.2 104.4 393.2 87.4 89.5 210.9 162.7 221.5 225.9 143.8 173.6 90.9 228.2 184.2 91.7 2960.6 2971.1 180.9 189.5 2987.5 2993.2 173.4 3005.0 3012.1 137.8 142.6 156.1 55 LISTA DE MATERIALES LINEA DE TRANSMISIÓN CAYAMBE LA ESPERANZA EMELNORTE, MATERIAL Acoplamiento Bola - Ojo Acoplamiento Bola - Ojo (Ball - Eye) Acoplamiento En V ( V Shacie ) Acoplamiento Rotula corta ( Shocket Eye) Acoplamiento Rotula corta ( Socket Eye) Adaptador Horquilla - Ojo Adaptador U Grillete Con Pasador De 16 mm De Diámetro Adaptador U Grillete Con Pasador De 19 mm De Diámetro Adaptador Y - Horquilla Adaptador Y - De Acero Galvanizado Tipo Bola Horquilla Aialador De Suspensión Clase Ansí 52-3 Aisladores Tipo Bola - Rotula 15.000 Libras Tipo Fog Amortiguadores Para 266 MCM Arandela Plana De 100x100x6 Con Perforación Para Perno De 13 mm De Diámetro Arandela Plana De 3 mm De Espesor Para Perno De 13 mm De Diámetro Arandela Plana De 3 mm De Espesor Para Perno De 16 mm De Diámetro Arandela Plana De 3 mm De Espesor Para Perno De 19 mm De Diámetro Bloque de Hormigón Cable de Acero Galvanizado, Para Cable Tensor Conector De Puesta A Tierra A Perfil Plano Conector De Ranuras Paralelas Para Cable De Acero 5/16 De Diámetro Conector De Ranuras Paralelas Para Conexión De Dos Conductores 266 MCM Tabla 18 C MATERIAL Conecíor Para Acero - Acero Conecíor Para Placa - Acero Cotratuerca De Acero Para Perno De 13 mm de Diámetro Cotratuerca De Acero Para Perno De 16 mm de Diámetro Cotratuerca De Acero Para Perno De 19 mm de Diámetro Cruceta De Hierro Galvanizado 100x100x6 mm (1600) Cruceta De Hierro Galvanizado 100x100x6 mm (1800) Cruceta De Hierro Galvanizado 100x100x6 mm (5000) Eslab{on Angular Para Cable De Acero De 1/2" Grapa De Anclaje Para Cable de Acero Grapa De Retención Para Cable De Acero 5/16 De Diámetro Grapa De Retención Tipo Pistola ( Strain Clamp ) Grapa De Retención Terminal Para Conductor ACSR 266 MCM Tipo Partridge Grapa De Suspensión Para Cable De Acero 5/16 De Diámetro Grapa De Suspensión Para Conductor ASCR 266 MCM Tipo Partridge Grapa De Suspensión Tipo Terminal Para Conductor ACSR 266 MCM Tipo Partridge Grapa Mordaza De Acero Galvanizado Con Tres Pernos De 16 mm De Diámetro Grillete Con Pasador Juego De Varillas De Armar Para Cable De Acero 5/1 6 De Diámetro Juego De Varillas De Armar Para Conductor ASCR 266 MCM Tipo Partridge Ojo Eslabón Perno De 13 mm De Diámetro 60 mm De Longitud Perno De Ojo De 16 mm De Diámetro 240 mm De Longitud Perno De Ojo De 16 mm De Diámetro 290 mm De Longitud Perno De Ojo De 19 mm De Diámetro 260 mm De Longitud Perno Máquina De 16 mm De Diámetro , 50 mm De Long. Perno Tipo Máquina De 16 mm De Diámetro , 240 mm De Long, Perno Tipo Máquina De 16 mm De Diámetro , 260 mm De Long. Perno Tipo Máquina De 16 mm De Diámetro , 50 mm De Long. Perno Tipo Máquina De 19 mm De Diámetro y Longitud Correspondiente. LISTA DE MATERIALES LINEA DE TRANSMISIÓN CAYAMBE LA ESPERANZA EMELNORTE Tabla 18: Continuación C MATERIAL Perno Tipo Máquina De 19 mm De Diámetro , 310 mm De Long. Perno Tipo Máquina De 19 mm De Diámetro , 330 mm De Long. Perno U De 16 mm De Diámetro, 180 De Long., 60 mm De Separación Entre Centros Pie De Amigo De Acero Galvanizado 50x60x120 mm Pletina De Doble Cruceta De Hierro Galvanizado Poste de Hormigón Soporte Para Una/Dos/Tres Pesas Templador De Acero Tuerca De Acero Para Perno De 13 mm De Diámetro Tuerca De Acero Para Perno De 16 mm De Diámetro Tuerca De Acero Para Perno De 19 mm De Diámetro Tuerca De Ojo Para Perno De 19 mm De Diámetro Varilla De Hierro De 19 mm De Diámetro Y 2400 mm De Longitud Por Ojo De Sección Acanalada De Una Vía Varilla De Armar Para Partridge 266 MCM LISTA DE MATERIALES LINEA DE TRANSMISIÓN CAYAMBE LA ESPERANZA EMELNORTE Tabla 18: Continuación CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMISIÓN Tabla 19 LINEA DE TRANSMISIÓN CAYAMBE LA ESPERANZA TORRE TIPO A10-266.8 MCM EMPRESA ELÉCTRICA EMELNORTE CÓDIGO 41.244. 41.244.001 41 .244.002 41 .244.003 41 .244.004 41.244.005 41.244.006 41.244.007 41 .244.008 41 .244.009 41.244.010 41.244.011 41.244.012 41.244.013 41.244.014 41.244.015 41.244.016 41.244.017 41.244.018 41.244.019 41 .244.020 41.244.021 41.244.022 41.244.023 41 .244.024 41 .244.025 41 .244.026 41.244.027 41 .244.028 41 .244.029 41 .244.030 41 .244.031 41.244.032 41.244.033 41.244.034 41.244.035 41.244.036 41.244.037 41.244.038 41.244.039 41.244.040 41 .244.041 41 .244.042 41 .244.043 41 .244.044 41 .244.045 41 .244.046 41.244.047 41 .244.048 41 .244.049 41.244.050 41 .244.051 41 .244.052 41 .244.053 PIEZA No IAH-001 lAH-002 IAH-003 IAH-004 IAH-005 IAH-006 IAH-007 IAH-008 IAH-009 IAH-010 IAH-011 IAH-012 IAH-013 IAH-014 tAH-015 IAH-016 IAH-017 IAH-018 IAH-019 IAH-020 IAH-021 IAH-022 ¡AH-023 IAH-024 IAH-025 IAH-026 IAH-027 IAH-028 IAH-029 IAH-030 IAH-031 IAH-032 IAH-033 IAH-034 IAH-035 IAH-036 IAH-037 IAH-038 lAH-039 IAH-040 IAH-041 lAH-042 lAH-043 IAH-044 (AH-045 IAH-046 IAH-047 IAH-048 IAH-049 IAH-050 IAH-051 lAH-052 IAH-053 CANT. POR 2 TORRES 0 4 2 2 2 2 8 8 8 8 8 8 8 8 2 2 8 2 2 2 2 4 2 2 2 8 8 8 8 2 2 2 2 2 2 4 2 2 2 2 2 2 2 8 8 8 8 2 2 2 2 2 2 4 61 DISEÑO DE LA LINEA DE SUBTRANSMISION CAPITULO II Tabla 19: Continuación LINEA DE TRANSMISIÓN CAYAMBE LA ESPERANZA TORRE TIPO A10 - 266.8 MCM EMPRESA ELÉCTRICA EMELNORTE CÓDIGO 41.244.054 41.244.055 41 .244.056 41.244.057 41.244.058 41.244.059 41.244.060 41.244.061 41.244.062 41.244.063 41.244.064 41.244.065 41.244.066 41.244.067 41.244.068 41.244.069 41 .244.070 41.244.071 41.244.072 41.244.073 41.244.074 41.244.075 41.244.076 41.244.077 41.244.078 41.244.079 41.244.080 41.244.081 41.244.082 41.244.083 41.244.084 41.244.085 41 .244.086 41.244.087 41.244.088 41 .244.089 41.244.090 41.244.091 41 .244.092 41 .244.093 41.244.094 41 .244.095 41 .244.096 41.244.097 41.244.098 41.244.099 41.244.100 41.244.101 41.244.102 41.244.103 41.244.104 41.244.105 41.244.106 41.244.107 41.244.108 PIEZA No IAH-054 IAH-055 IAH-056 IAH-057 lAH-058 lAH-059 IAH-060 IAH-061 lAH-062 IAH-063 IAH-064 IAH-065 IAH-066 IAH-067 IAH-068 IAH-069 IAH-070 IAH-071 lAH-072 IAH-073 IAH-074 IAH-075 IAH-076 IAH-077 IAH-078 IAH-079 IAH-080 1AH-080A IAH-081 IAH-082 IAH-083 lAH-084 IAH-085 IAH-086 IAH-087 IAH-088 IAH-089 (AH-090 IAH-091 IAH-092 IAH-093 lAH-094 IAH-095 IAH-096 lAH-097 IAH-098 IAH-099 IAH-100 IAH-101 IAH-102 IAH-103 IAH-104 1AH-105 IAH-1 06 IAH-107 CANT, POR 2 TORRES 2 2 2 8 8 8 8 8 8 16 2 2 2 2 8 8 16 8 8 16 8 8 4 16 4 4 2 2 4 8 2 2 2 2 16 8 8 16 8 8 2 2 2 2 2 2 2 2 8 8 8 8 16 2 4 62 CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMISION Tabla 19: Continuación LINEA DE TRANSMISIÓN CAYAMBE LA ESPERANZA TORRE TIPO A10 - 266.8 MCM EMPRESA ELÉCTRICA EMELNORTE CÓDIGO 41.244.109 41.244.110 41.244.111 41.244.112 41.244.113 41.244.114 41.244.115 41.244.116 41.244.117 41.244.118 PLACAS 41.244.119 41.244.120 41.244.121 41.244.122 41.244.123 41.244.124 41.244.125 41.244.126 41.244.127 41.244.128 41.244.129 41.244.130 41.244.131 41.244.132 41.244.133 41.244.134 41.244.135 41.244.136 41.244.137 41.244.138 41.244.139 41.244.140 4t.244.141 41.244.142 41.244.143 41.244.144 41.244.145 41.244.146 41.244.147 41.244.148 41.244.149 41.244.150 41.244.151 41.244.152 41.244.153 41.244.154 41.244.155 41.244.156 41.244.157 41.244.158 41.244.159 41.244.160 41.244.161 41.244.162 PIEZA No IAH-108 IAH-109 IAH-110 IAH-111 IAH-112 1AH-113 IAJ-M14 IAH-115 IAH-116 IAH-117 CANT. POR 2 TORRES 2 2 4 2 2 2 4 2 2 2 IAH-120 IAH-121 IAH-122 IAH-123 1AH-124 IAH-125 IAH-126 IAH-127 1AH-128 IAH-129 IAH-130 IAH-131 IAH-132 1AH-133 IAH-134 IAH-135 IAH-136 1AH-137 IAH-138 IAH-139 IAH-140 IAH-141 IAH-142 IAH-143 IAH-144 IAH-145 IAH-146 IAH-147 IAH-148 IAH-149 1AH-150 IAH-151 IAH-152 IAH-153 1AH-154 IAH-155 IAH-156 IAH-157 IAH-158 1AH-159 IAH-160 IAH-161 1AH-162 IAH-164 4 8 8 2 6 6 2 4 8 8 4 2 2 2 8 6 2 6 2 8 8 4 4 2 2 2 2 6 2 6 6 2 4 8 2 6 4 2 2 2 16 16 16 16 63 CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMSIÓN Tabla 19: Continuación LINEA DE TRANSMISIÓN CAYAMBE LA ESPERANZA TORRE TIPO A10 - 266.8 MCM EMPRESA ELÉCTRICA EMELNORTE CÓDIGO 41.244.163 41.244.164 41.244.165 41.244.166 41.244,167 41.244.168 41.244.169 41.244.170 41.244.171 41.244.172 41.244.173 PIEZA No IAH-165 IAH-166 IAH-167 IAH-168 IAH-169 IAH-170 IAH-171 IAH-173 IAH-174 IAH-175 IAH-176 CANT. POR 2 TORRES ESCALANTES Y DOS TUERCAS <|) 15.8 x 180 min ANTIESCALANTES Y DOS TUERCAS ((> 12.7 x 400 mm 16 16 16 8 16 16 32 4 4 4 16 92 194 PERNOS CON TUERCAS Y ARANDELAS PLANAS $ 5/8 x 1 1/2 $ 5/8 x 2 2658 TUERCAS DE SEGURIDAD 3428 RELLENO <[>17.5x<i>25.4x8mm RELLENO i 17.5 x i 25.4 x 6 mm 770 328 16 PLACA DE PELIGRO 500 x 400 x 6 4 PLACA DE NUMERACIÓN 200 x 120 4 64 DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMSIÓN CAPITULO II Tabla 19: Continuación LINEA DE TRANSMISIÓN CAYAMBE LA ESPERANZA TORRE TIPO ASO - 266.8 MCM EMPRESA ELÉCTRICA EMELNORTE CÓDIGO 41.245. 41.245.001 41 .245.002 41 .245.003 41 .245.004 41.245.005 41.245.006 41.245.007 41.245.008 41.245.009 41.245.010 41 .245.01 1 41.245.012 41.245.013 41.245.014 41.245.015 41.245.016 41.245.017 41.245.018 41.245.019 41.245.020 41.245.021 41.245.022 41.245.023 41.245.024 41.245.025 41 .245.026 41 .245.027 41 .245.028 41 .245.029 41 .245.030 41 .245.031 41 .245.032 41 .245.033 41 .245.034 41 .245.035 41.245.036 41.245.037 41 .245.038 41 .245.039 41 .245.040 41 .245.041 41.245.042 41.245.043 41 .245.044 41 .245.045 41.245.046 41.245.047 41 .245.048 41.245.049 41 .245.050 41.245.051 41 .245.052 41 .245.053 41 .245.054 PIEZA No IBP-001 1BP-002 1BP-003 IBP-004 IBP-005 IBP-006 IBP-007 IBP-008 1BP-OQ9 IBP-010 IBP-011 IBP-012 IBP-013 IBP-014 IBP-015 IBP-016 IBP-017 IBP-018 IBP-019 IBP-020 IBP-021 [BP-022 IBP-023 IBP-024 IBP-025 IBP-026 IBP-027 IBP-028 IBP-029 IBP-030 IBP-031 IBP-032 IBP-033 lBP-034 lBP-035 IBP-036 IBP-037 lBP-038 lBP-039 IBP-040 IBP-041 IBP-042 IBP-043 IBP-044 IBP-045 IBP-046 IBP-047 IBP-048 I8P-049 ÍBP-050 IBP-051 IBP-052 IBP-053 ÍBP-054 CANT. POR 7 TORRES 14 7 7 7 7 28 28 28 28 28 28 28 7 7 7 7 7 14 7 7 7 7 28 28 28 28 7 7 7 7 7 14 7 7 7 7 28 7 7 7 7 28 28 28 7 7 7 7 7 14 7 7 7 7 65 CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMfSIÓN Tabla 19: Continuación LINEA DE TRANSMISIÓN CAYAMBE LA ESPERANZA TORRE TIPO A30 - 266.8 MCM EMPRESA ELÉCTRICA EMELNORTE CÓDIGO 41.245.055 41.245.056 41 .245.057 41.245.058 41 .245.059 41 .245.060 41 .245.061 41.245.062 41.245.063 41 .245.065 41.245.066 41.245.067 41.245.068 41 .245.069 41.245.070 41.245.071 41.245.072 41 .245.073 41.245.074 41.245.075 41.245.076 41.245.077 41 .245.078 41.245.079 41.245.080 41 .245.081 41.245.082 41.245.083 41.245.084 41.245.085 41.245.086 41 .245.087 41 .245.088 41.245.089 41.245.090 41.245.091 41 .245.092 41.245.093 41.245.094 41.245.095 41 .245.096 41 .245.097 41 .245.098 41 .245.099 41.245.100 41.245.101 41.245.102 41.245.103 41.245.104 41.245.105 41.245.106 41.245.107 41.245.108 41.245.109 41.245.110 41.245.111 PIEZA No [BP-055 ÍBP-056 IBP-057 IBP-058 IBP-059 IBP-060 IBP-061 IBP-062 IBP-063 lBP-064 [BP-065 IBP-066 IBP-067 IBP-068 IBP-069 lBP-070 IBP-071 IBP-072 IBP-073 IBP-074 IBP-075 IBP-076 IBP-077 IBP-078 IBP-079 IBP-080 IBP-081 [BP-082 IBP-083 IBP-084 IBP-085 IBP-086 IBP-087 lBP-088 IBP-089 IBP-090 IBP-091 IBP-Q92 IBP-093 IBP-094 IBP-095 lBP-096 IBP-097 IBP-098 IBP-099 IBP-100 IBP-101 IBP-102 IBP-103 IBP-104 IBP-105 IBP-106 IBP-107 IBP-108 IBP-109 IBP-110 CANT. POR 7 TORRES 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 7 7 7 7 28 28 28 28 28 28 14 56 14 14 7 7 7 7 28 7 7 7 7 28 28 28 28 28 28 28 7 7 7 7 7 7 7 7 28 28 84 14 7 7 7 14 66 CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMSIÓN Tabla 19: Continuación LINEA DE TRANSMISIÓN CAYAMBE LA ESPERANZA TORRE TIPO A30 - 266.8 MCM EMPRESA ELÉCTRICA EMELNORTE CÓDIGO 41.245.112 41.245.113 41.245.114 41.245.115 41.245.116 41.245.117 41.245.118 PLACAS 41.245.119 41.245.120 41.245.121 41.245.122 41.245.123 41.245.124 41.245.125 41.245.126 41.245.127 41.245.128 41.245.129 41.245.130 41.245.131 41.245.132 41.245.133 41.245.134 41.245.135 41.245.136 41.245.137 41.245.138 41.245.139 41.245.140 41.245.141 41.245.142 41.245.143 41.245.144 41.245.145 41.245.146 41.245.147 41.245.148 41.245.149 41.245.150 41.245.151 41.245.152 41.245.153 41.245.154 41.245.155 41.245.156 41.245.157 41.245.158 41.245.159 41.245.160 41.245.161 41.245.162 41.245.163 41.245.164 41.245.165 41.245.166 PIEZA No 1BP-111 1BP-112 IBP-113 IBP-114 IBP-115 IBP-116 IBP-117 CANT. POR 7 TORRES 7 7 7 14 7 7 7 1BP-120 IBP-121 IBP-122 1BP-123 1BP-124 1BP-125 1BP-126 IBP-127 IBP-128 1BP-129 1BP-130 IBP-131 IBP-132 IBP-133 IBP-134 1BP-135 IBP-136 IBP-137 IBP-139 IBP-140 IBP-141 IBP-142 IBP-143 IBP-144 IBP-145 IBP-146 IBP-147 IBP-148 IBP-149 IBP-150 IBP-151 IBP-152 IBP-153 IBP-154 IBP-155 IBP-156 IBP-157 IBP-158 IBP-159 IBP-160 1BP-161 IBP-162 IBP-163 1BP-164IBP-165 IBP-166 ÍBP-167 IBP-168 14 28 7 21 14 7 7 7 28 14 14 14 7 7 7 28 14 7 14 7 7 14 28 14 7 14 7 7 7 28 7 21 14 7 7 7 14 14 14 14 14 7 7 7 56 56 56 56 67 CAPITULO II DISEÑO DE LA LINEA DE SUBTRANSMSIÓN Tabla 19: Continuación LINEA DE TRANSMISIÓN CAYAMBE LA ESPERANZA TORRE TIPO A30 - 266.8 MCM EMPRESA ELÉCTRICA EMELNORTE CÓDIGO 41.245,167 41.245.168 41.245.169 41.245.170 41.245.171 41.245.172 41.245.173 41.245.174 41.245.175 41.245.176 PIEZA No IBP-170 IBP-171 IBP-173 IBP-174 IBP-175 IBP-176 IBP-177 IBP-178 IBP-179 IBP-180 CANT. POR 7 TORRES 56 56 56 56 28 168 14 14 14 56 ESCALANTES Y DOS TUERCAS (|> 15.8 x 180 mm 301 ANTIESCALANTES Y DOS TUERCAS $ 12 x 400 mm 539 PERNOS CON TUERCAS Y ARANDELAS PLANAS 7679 4> 5/8 x 1 1/2 2954 i 5/8x2 TUERCAS DE SEGURIDAD RELLENO <|> 17.5 x<|> 25.4 x 10 mm RELLENO <j>17.5x<j»25.4x6nim 644 224 PLACA DE PELIGRO 500 x 400 x 6 14 PLACA DE NUMERACIÓN 200 x 120 14 CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMtSIÓN Tabla 19; Continuación LINEA DE TRANSMISIÓN CAYAMBE LA ESPERANZA TORRE TIPO A60 - 266,8 MCM EMPRESA ELÉCTRICA EMELNORTE CÓDIGO 41 .246. 41 .246.001 41.246.002 41.246.003 41.246.004 41.246.005 41.246.006 41.246.007 41.246.008 41.246.009 41.246.010 41.246.011 41.246.012 41.246.013 41.246.014 41.246.015 41.246.016 41.246.017 41.246.018 41.246.019 41.246.020 41.246.021 41 .246.022 41.246.023" 41.246.024 41.246.025 41 .246.026 41.246.027 41.246.028 41 .246.029 41.246.030 41.246.031 41.246.032 41 .246.033 41.246.034 41.246.035 41 .246.036 41.246.037 41.246.038 41.246.039 41.246.040 41 .246.041 41 .246.042 41 .246.043 41 .246.044 41 .246.045 41 .246.046 41 .246.047 41.246.048 41 .246.049 41 .246.050 41.246.051 41 .246.052 41 .246.053 41 .246.054 PIEZA No CANT. POR 2 TORRES ICP-001 lCP-002 ICP-003 ICP-004 ICP-005 ICP-006 ICP-007 ICP-008 ICP-009 ICP-010 ICP-011 ICP-011A ICP-012 ICP-013 ICP-014 ICP-015 ICP-016 ICP-017 ICP-018 1CP-019 ICP-020 1CP-021 ICP-022 ICP-023 ICP-024 ICP-025 lCP-026 lCP-027 lCP-028 ICP-029 ICP-030 ICP-031 ICP-032 ICP-033 lCP-034 lCP-035 ICP-036 ICP-037 ICP-038 ICP-039 lCP-040 ICP-041 lCP-042 ICP-043 ICP-044 ICP-045 ICP-046 ICP-046A ICP-047 ICP-048 1CP-048A ICP-049 ICP-050 ICP-051 0 2 1 1 1 1 4 4 4 4 4 2 2 4 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 2 4 1 1 1 1 4 4 4 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 2 4 3 1 4 3 1 1 1 1 69 CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMtSIÓN Tabla 19: Continuación LINEA DE TRANSMISIÓN CAYAMBE LA ESPERANZA TORRE TIPO ASO - 266,8 MCM EMPRESA ELÉCTRICA EMELNORTE CÓDIGO 41.246.055 41.246.056 41.246.057 41.246.058 41.246.059 41.246.060 41.246.061 41.246.062 41.246.063 41.246.064 41.246.065 41.246.066 41.246.067 41.246.068 41.246.069 41.246.070 41.246.071 41.246.072 41.246.073 41.246.074 41.246.075 41.246.076 41.246.077 41.246.078 41.246.079 41.246.080 41.246.081 41.246.082 41.246.083 41.246.084 41.246.085 41.246.086 41.246.087 41.246.088 41.246.089 41.246.090 41.246.091 41.246.092 41.246.093 41.246.094 41.246.095 41.246.096 41.246.097 41.246.098 41.246.099 41.246.100 41.246.101 41.246.102 41.246.103 41.246.104 41.246.105 41.246.106 41.246.107 41.246.108 41.246.109 41.246.110 41.246.111 41.246.112 41.246.113 41.246.114 PIEZA No ICP-052 ICP-053 ICP-054 ICP-055 ICP-056 ICP-057 ICP-058 lCP-059 ICP-060 ICP-061 ICP-062 ÍCP-063 ICP-064 ICP-065 ICP-066 ICP-067 ICP-068 ICP-069 [CP-070 ICP-071 ICP-072 lCP-073 lCP-074 ICP-075 ÍCP-076 ICP-077 ICP-078 ICP-079 ICP-080 1CP-080A ICP-081 ICP-082 lCP-083 [CP-084 ICP-Q85 ICP-086 lCP-087 ICP-088 ICP-089 ICP-090 ÍCP-091 ICP-092 ICP-093 lCP-094 ICP-095 ICP-096 ICP-097 ICP-098 ICP-099 1CP-100 ICP-101 1CP-102 ICP-103 ICP-104 1CP-105 1CP-106 ICP-107 ICP-108 ICP-109 ICP-110 CANT. POR 2 TORRES 1 1 2 1 1 1 1 1 2 4 4 1 1 1 1 4 4 4 4 4 4 8 4 4 4 4 8 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4 8 4 4 8 4 4 1 1 1 1 12 4 4 1 1 1 1 2 1 1 70 CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMSIÓN Tabla 19: Continuación LINEA DE TRANSMISIÓN CAYAMBE LA ESPERANZA TORRE TIPO ASO - 266,8 MCM EMPRESA ELÉCTRICA EMELNORTE CÓDIGO 41.246.115 41.246.116 41.246.117 41.246.118 41.246.119 41.246.120 41.246.121 41.246.122 41.246.123 41.246.124 41.246.125 41.246.126 PLACAS 41.246.127 41.246.128 41.246.129 41.246.130 41.246.131 41.246.132 41.246.133 41.246.134 41.246.135 41.246.136 41.246.137 41.246.138 41.246.139 41.246.140 41.246.141 41.246.142 41.246.143 41.246.144 41.246.145 41.246.146 41.246.147 41.246.148 41.246.149 41.246.150 41.246.151 41.246.152 41.246.153 41.246.154 41.246.155 41.246.156 41.246.157 41.246.158 41.246.159 41.246.160 41.246.161 41.246.162 41.246.163 41.246.164 41.246.165 41.246.166 41.246.167 41.246.168 41.246.169 41.246.170 41.246.171 41.246.172 41.246.173 PIEZA No 1CP-111 ICP-112 ICP-113 ICP-114 ICP-115 ICP-116 ICP-117 ICP-118 1CP-119 ICP-120 ICP-121 ICP-122 CANT. POR 2 TORRES lCP-220 ICP-221 ICP-222 ICP-223 ICP-224 ICP-225 lCP-226 ICP-227 ICP-228 ICP-229 ICP-230 ICP-231 lCP-232 ICP-233 ICP-234 ICP-235 ICP-236 ICP-237 lCP-238 ICP-239 ICP-240 ICP-241 ICP-242 ICP-243 ICP-244 ICP-245 ICP-246 ICP-247 lCP-248 ICP-249 ICP-250 ICP-251 ICP-252 lCP-253 lCP-254 ICP-255 ICP-256 ICP-257 ICP-258 lCP-259 ICP-260 ICP-261 ICP-262 lCP-263 ICP-264 ICP-265 ICP-266 2 4 1 3 1 1 2 1 1 1 1 2 1 1 1 1 3 1 1 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 4 3 1 3 1 2 2 2 2 1 2 1 1 1 1 1 4 1 3 3 1 1 2 4 2 2 1 1 1 1 71 CAPITULO n DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMISIÓN Tabla 19: Continuación LINEA DE TRANSMISIÓN CAYAMBE LA ESPERANZA TORRE TIPO A60 - 266,8 MCM EMPRESA ELÉCTRICA EMELNORTE CÓDIGO 41.246.174 41.246.175 41.246.176 41.246.177 41.246.178 41.246.179 41.246.180 41.246.181 PIEZA No ICP-267 ICP-268 ICP-269 ICP-271 ICP-272 ICP-273 ICP-274 ICP-275 CANT. POR 2 TORRES ESCALANTES Y DOS TUERCAS <j> 15.8 x 180 mm 42 ANTIESCALANTES Y DOS TUERCAS <t> 12 x 400 rom 85 PERNOS U CON 4 TUERCAS <|> 5/8 x 140 mm PERNOS CON TUERCAS Y ARANDELAS PLANAS 4 5/8 x 1 1/2 Í 5/8 x 2 1373 125 TUERCAS DE SEGURIDAD ARANDELAS DE RELLENO $ 17,5 x $ 25,4 x 8 mm ARANDELAS DE RELLENO $ 17,5 x j> 25,4 x 6 mm PLACA DE PELIGRO 500 x 400 x & PLACA DE NUMERACIÓN 200 x 120 x 1 mm 51 32 72 CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMISIÓN 74 Tabla 20 DATOS PARA PRESUPUESTO DE LINEAS DE TRANSMISIÓN LINEA Longitud Porcentaje de pilotaje Circuitos Cables de guardia Conductor Vano económico aprox. Número aprox. De est. Fundación zapata CAYAMBE - LA ESPERANZA 11.8 0 1 1 266 180 66 POSTES Porcentaje % Número de estructuras Pesos unitarios estructuras (Kg) Pesos totales (Kg) Volúmenes fundiciones zapatas Hormigón Acero de refuerzo Excavación Relleno 80 52 1 65 2.3 1.3 km % MCM m H 10 7 2 130 4.6 2.6 ESTRUC A TOTALES 10 7 3.2 100 66 3.2 22.4 22.4 6 390 40 34 108 4,633 432 324 TABLA DE CANTIDADES Y PRECIOS - CONSTRUCCIÓN CAYAMBE LA ESPERANZA Cantidad unidad Precio Unitario Dólares Precio Total Dólares 1,180 m 4.0 4,720 118 kg 2.4 278 2 7 u 8.5 u 13.0 17 94 12 km 500 6,000 Explanaciones para conformación de terrazas En suelo En roca 20 5 m3 m3 2.0 8.8 40 44 Excavación para fundiciones En suelo Hasta 3 m Más de 3 m 432 35 m3 m3 8.0 20.0 3,454 691 ÍTEM Camino de acceso Camino de acceso temporales Alcantarillado Metálicos De hormigón simple 200 mm 300 mm Desbroce del terreno Fundiciones para estructuras . CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMSIÓN 75 Tabla 21 TABLA DE CANTIDADES Y PRECIOS - CONSTRUCCIÓN CAYAMBE LA ESPERANZA Cantidad u Precio Unitario Dólares Precio Total Dólares Tipo zapata Hormigón 210 kg Acero de refuerzo 108 4,633 m3 kg 210.0 1.4 22,680 6,486 Relleno compacto Sobreacarreo 324 200 m3 m3*km 14.0 4.5 4,536 900 Erección Metálicas Postes (transporte y erección) 22 66 Ton Ton 510 450 11,220 29,700 Instalación de puesta a tierra Contrapesos Varillas de 5/8" x 10' 4,000 112 m c/u 8.0 13.6 32,000 1,523 Subensamblajes Conductores De suspensión De tensión 300 84 c/u c/u 25 50 7,500 4,200 Hilo de Guardia De suspensión De tensión 80 28 c/u c/u 15 35 1,200 980 Tendido y templado Hilo de Guardia Conductor 11.8 11.8 km-c km-c 1,350.0 3,375.0 15,930 39,825 Amortiguadores Hilo de Guardia Conductor 66 198 c/u c/u 10 16 3,168 ÍTEM Estructuras Montaje TOTAL COSTO DE CONSTRUCCIÓN 660 197,826 CAPITULO II DISEÑO DE LA LÍNEA DE SUBTRANSMSIÓN 76 Tabla 22 TABLA DE CANTIDADES Y PRECIOS - SUMINISTRO CAYAMBE LA ESPERANZA PARTE A Estructuras de soporte descripción TORRE POSTE (incluido crucetas) TORRE TIPO H (incluido crucetas) TORRE TIPO AR Subtotal unidad CANT c/u 52 7 7 c/u c/u costo u dolares 440 900 8,000 TOTAL dolares 38,896 10,710 56,000 105,606 PARTE B Conductores, Cables de Acero y accesorios descripción CABLES Conductor 26/7 Código Partrydge 266.8 MCM Cable de acero galvanizado 5/16" Empalmes de compresión cable Brant Empalmes de compresión 5/16 H.S Mangos de reparación cable Brant Subtotal unidad CANT km km c/u c/u c/u 39 13 31 10 5 costo u dolares TOTAL dolares 2.8 109,032 19,470 1,246 1.5 40 20 30 208 140 130,096 PARTE C Ensamblajes de Aisladores, Herrajes y Accesorios descripción Aislador bola rótula 15.000 Ibs Ensamblajes conductor Tipo suspensión Tipo retención Ensamblajes cable de guardia Tipo suspensión Tipo retención Amortiguadores de vibración tipo stockbridge Cable brant Cable de acero 5/16" Conjunto de pesas de 50 Kg Material para puesta a tierra Cable desnudo 3/8" Varillas copperweld 5/8" CANT costo u dolares 360 18 TOTAL dolares 6,480 c/u c/u 1,047 23.08 46.16 24,162 12,139 c/u c/u 59 14 20 1,180 30 420 c/u c/u c/u 198 66 10 40 23 50 7,920 1,518 m/s 4,000 c/u 112 3.89 12 15,546 1,344 71,209 unidad 263 Subtotal TOTAL 500 306,911 COSTOS TOTALES COSTO SUMINISTRO 306,911 COSTO CONSTRUCCIÓN COSTO TOTAL LINEA DE TRANSMISIÓN 504,737 197,826 COSTOS POR KM 26,009.40 16,764.92 42,774.32 vanos (m) 216.00 233.00 187.00 193.00 169.00 149.00 273.00 TRAMO Tabla 23 3.63 2.34 2.49 1.91 1.49 4.99 3.19 3.71 2.39 2.54 1.95 1.52 5.09 3.25 3.78 2.44 2.59 1.99 1.55 5.19 980.09 999.76 1020.14 3.12 12 10 8 E1 -E8 3.31 3.86 2.48 2.65 2.03 1.58 5.29 961.12 14 Temperaturas (°c) 18 16 Tensiones (kg.) 942.83 925.20 Flechas (m) 3.38 3.44 3.93 4.00 2.58 2.53 2.70 2.75 2.11 2.07 1.61 1.64 5.40 5.50 TABLAS DE TENDIDO 3.57 4.15 2.68 2.85 2.19 1.70 5.70 891.82 908.20 3.51 4.08 2.63 2.80 2.15 1.67 5.60 22 20 VANO REGULADO Línea de Transmisión Cayambe - La Esperanza a 69 kV vanos (m) 193.00 222.00 TRAMO Tabla 24 2.54 3.36 2.59 3.43 981.78 1002.07 1023.10 2.48 3.29 12 10 8 E1 -E8 2.64 3.50 962.22 14 18 Tensiones (kg.) 925.20 943.37 Flechas (m) 2.69 2.75 3.57 3.64 16 Temperaturas (°c) TABLAS DE TENDIDO 2.80 3.71 907.70 20 2.85 3.78 890.83 22 VANO REGULAD Línea de Transmisión Cayambe - La Esperanza a 69 kV vanos (m) 213.00 146.00 83.00 135.00 236.00 TRAMO Tabla 25 1.40 0.45 1.20 3.67 3.06 1.44 0.46 1.23 3,75 3.13 1.47 0.48 1.26 3.84 3.20 1.50 0.49 1.29 3.93 967.28 989.56 1012.70 1036.70 2.99 14 12 10 8 E12-E17 Temperaturas (°c) 16 18 Tensiones (kg.) 925.20 945.84 Flechas (m) 3.35 3.27 1.57 1.54 0.51 0.50 1.30 1.34 4.02 4.11 TABLAS DE TENDIDO 3.42 1.61 0.52 1.37 4.20 905.35 20 3.49 1.64 0.53 1.40 4.29 886.28 22 VANO REGULAD Línea de Transmisión Cayambe - La Esperanza a 69 kV vanos (m) 249.00 155.00 TRAMO Tabla 26 4.24 1.64 997.93 1017.81 4.16 1.61 10 8 E10-E12 4.32 1.68 978.75 12 4.41 1.71 960.25 14 18 Tensiones (kg.) 942.41 925.20 Flechas (m) 4.49 4.57 1.74 1.77 16 Temperaturas (°c) TABLAS DE TENDIDO 4.66 1.80 908.60 20 4.74 1.84 892.60 22 VANO REGULAD Línea de Transmisión Cayambe - La Esperanza a 69 kV vanos (m) 155.00 181.00 138.00 182.00 221.00 145.00 166.00 172.00 TRAMO Tabla 27 1.60 2.18 1.26 2.20 3.24 1.40 1.83 1.97 1.64 2.23 1.30 2.26 3.33 1.43 1.88 2.02 1000.43 1027.48 1055.52 1.55 2.12 1.23 2.14 3.16 1.36 1.78 1.91 12 10 8 E17-E25 1.68 2.29 1.33 2.32 3.42 1.47 1.93 2.07 974.38 14 18 Tensiones (kg.) 949.30 925.20 Flechas (m) 1.73 1.77 2.36 2.42 1.37 1.40 2.38 2.44 3.51 3.60 1.51 1.55 1.98 2.03 2.13 2.18 16 Temperaturas (°c) TABLAS DE TENDIDO 1.82 2.48 1.44 2.51 3.70 1.59 2.08 2.24 902.05 20 1.86 2.54 1.48 2.57 3.79 1.63 2.14 2.29 879.83 22 VANO REGULAD Línea de Transmisión Cayambe - La Esperanza a 69 kV vanos (m) 327.00 TRAMO Tabla 28 7.58 962.98 972.52 7.50 10 8 E25 - E26 7.65 953.43 12 7.73 943.92 14 18 Tensiones (kg.) 934.50 925.20 Flechas (m) 7.81 7.89 16 Temperaturas (°c) TABLAS DE TENDIDO 7.97 916.04 20 8.05 907.04 22 VANO REGULADO Línea de Transmisión Cayambe - La Esperanza a 69 kV vanos (m) 132.00 175.00 TRAMO Tabla 29 1.15 2.03 1.18 2.08 1003.60 1031.77 1060.96 1.12 1.97 12 10 8 E26-E28 1.22 2.14 976.45 14 Temperaturas (°c) 18 16 Tensiones (kg.) 950.32 925.20 Flechas (m) 1.25 1.29 2.26 2.20 TABLAS DE TENDIDO 1.32 2.32 901.07 20 1.35 2.38 877.93 22 VANO REGULAD Línea de Transmisión Cayambe - La Esperanza a 69 kV vanos (m) 189.00 223.00 179.00 TRAMO Tabla 30 2.42 3.37 2.17 1006.74 1029.08 2.37 3.30 2.12 10 8 E28-E31 2.53 3.52 2.27 964.44 985.20 2.47 3.45 2.22 14 12 Temperaturas (°c) 16 18 Tensiones (kg.) 944.45 925.20 Flechas (m) 2.58 2.64 3.59 3.67 2.32 2.36 TABLAS DE TENDIDO 2.69 3.74 2.41 906.67 20 2.74 3.82 2.46 888.84 22 VANO REGULAD Línea de Transmisión Cayambe - La Esperanza a 69 kV vanos (m) 267.00 TRAMO Tabla 31 4.97 979.19 993.77 4.90 10 8 E31-E32 5.04 965.06 12 5.11 951.36 14 Temperaturas (°c) 16 18 Tensiones (kg.) 9.38.08 925.20 Flechas (m) 5.19 5.26 TABLAS DE TENDIDO 5.33 912.71 20 5.40 900.60 22 VANO REGULA Línea de Transmisión Cayambe - La Esperanza a 69 kV vanos (m) 132.00 293.00 TRAMO Tabla 32 5.86 1.21 5.96 983.42 999.20 1.19 10 8 E32-E34 1.25 6.15 953.37 968.15 1.23 6.05 14 12 Temperaturas (°c) 16 18 Tensiones (kg.) 939.06 925.20 Flechas (m) 1.29 1.27 6.33 6.24 TABLAS DE TENDIDO 1.30 6.43 911.78 20 1.32 6.52 898.79 22 VANO REGULAD Línea de Transmisión Cayambe - La Esperanza a 69 kV vanos (m) 143.00 213.00 184.00 187.00 195.00 209.00 184.00 125.00 112.00 TRAMO Tabla 33 2.97 2.21 2.29 2,49 2.86 2.21 1.02 0.82 1.37 3.04 2.27 2.34 2.55 2.93 2.27 1.05 0.84 1018.52 1044.13 1.34 10 8 E34-E43 1.44 3.19 2.38 2.46 2.68 3.07 2.38 1.10 0.88 970.07 993.84 1.40 3.12 2.32 2.40 2.61 3.00 2.32 1.07 0.86 14 12 18 Tensiones (kg.) 947.20 925.20 Flechas (m) 1.51 1.47 3.35 3.27 2.50 2.44 2.52 2.28 2.74 2.81 3.15 3.22 2.50 2.44 1.15 1.13 0.90 0.93 16 Temperaturas (°c) TABLAS DE TENDIDO 1.54 3.43 2.56 2.64 2.87 3.30 2.56 1.18 0.95 904.06 20 1.58 3.50 2.61 2.70 2.94 3.37 2.61 1.21 0.97 883.76 22 VANO REGULADO Línea de Transmisión Cayambe - La Esperanza a 69 kV vanos (m) 195.00 217.00 TRAMO Tabla 34 2.59 3.20 2.64 3.27 982.54 1003.11 1024.44 2.53 3.14 12 10 8 E43-E45 2.70 3.34 962.72 14 Temperaturas (°c) 16 18 Tensiones (kg.) 925.20 943.61 Flechas (m) 2.75 2.81 3.41 3.47 TABLAS DE TENDIDO 2.86 3.54 907.47 20 2.91 3.61 890.39 22 VANO REGULADO Línea de Transmisión Cayambe - La Esperanza a 69 kV vanos (m) 256.00 220.00 159.00 203.00 191.00 TRAMO Tabla 35 3.24 1.69 2.76 2.44 4.47 3.30 1.73 2.81 2.49 4.56 3.37 1.76 2.87 2.54 980.31 1000.05 1020.53 4.38 12 10 8 E45-E50 4.65 3.44 1.79 2.93 2.59 961.26 14 18 Tensiones (kg.) 942.90 925.20 Flechas (m) 4.74 4.83 3.50 3.57 1.83 1.86 2.98 3.04 2.64 2.69 16 Temperaturas (°c) TABLAS DE TENDIDO 4.93 3.64 1.90 3.10 2.74 908.14 20 5.02 3.70 1.94 3.15 2.79 891.69 22 VANO REGULAD Línea de Transmisión Cayambe - La Esperanza a 69 kV vanos (m) 201.00 207.00 205.00 180.00 TRAMO Tabla 36 2.84 2.79 2.15 2.74 2.90 2.85 2.20 1007.06 1029.50 2.68 10 8 E50-E54 2.80 2.97 2.91 2.24 985.43 12 2.86 3.03 2.97 2.29 964.60 14 18 Tensiones (kg.) 944.52 925.20 Flechas (m) 2.98 2.92 3.16 3.10 3.10 304.00 2.39 2.34 16 Temperaturas (°c) TABLAS DE TENDIDO 3.04 3.23 3.16 2.44 906.60 20 3.10 3.29 3.23 2.49 888.70 22 VANO REGULAD Línea de Transmisión Cayambe - La Esperanza a 69 kV vanos (m) 151.50 154.50 156.00 177.00 152.00 164.00 222.00 97.00 TRAMO Tabla 37 1.58 2.03 1.50 1.74 3.19 0.61 1.53 1.59 1.62 2.08 1.54 1.79 3.28 0.63 1026.02 1053.66 1.49 1.55 10 8 E54-E62 1.71 2.20 1.62 1.89 3.45 0.66 N 1.61 973.67 999.36 1.57 1.63 1.66 2.14 1.58 1.84 3.37 0.64 14 12 18 Tensiones (kg.) 948.96 925.20 Flechas (m) 1.65 1.69 1.72 1.76 1.75 1.80 2.25 2.31 1.66 1.70 1.93 1.98 3.54 3.64 0.68 0.69 16 Temperaturas (°c) TABLAS DE TENDIDO 1.74 1.81 1.84 2.37 1.75 2.03 3.73 0.71 902.38 20 1.78 1.85 1.89 2.43 1.79 2.08 3.82 0.73 880.48 22 VANO REGULAD Línea de Transmisión Cayambe - La Esperanza a 69 kV vanos (m) 162.00 142.00 TRAMO Tabla 38 1.29 1.73 1.33 1.78 1.37 1006.13 1035.18 1065.27 1.68 12 10 8 E62-E64 1.83 1.41 978.11 14 Temperaturas (°c) 18 16 Tensiones (kg.) 925.20 951.14 Flechas (m) 1.88 1.94 1.45 1.49 TABLAS DE TENDIDO 1.99 1.53 900.29 20 2.04 1.57 876.40 22 VANO REGULADO Línea de Transmisión Cayambe - La Esperanza a 69 kV CAPITULO III CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 3.1. CONCLUSIONES Entre las conclusiones que se pueden citar son las siguientes: 1 El crecimiento de la demanda, debido al desarrollo de la zona en la agroindustria así como también en el campo residencial, ha sido uno de los factores que ha permitido a EMELNORTE S.A. a revisar su sistema eléctrico, resultando en el diseño y construcción de una línea de subtransmisión a 69 kV y a la vez a construir una nueva subestación. 2 Otro elemento fundamental que justifica el diseño y construcción de la línea ha sido la operación del sistema; el mismo que actualmente consiste de una línea que va desde la subestación Atuntaqui a nivel de voltaje de 34.5 kV y se interconecta con la subestación Tabacundo para dotar del servicio a la zona, en condiciones no recomendables; es decir, la calidad se está afectando. 3 El diseño y la construcción de esta nueva línea interconecta a la Subestación Cayambe con la Subestación La Esperanza, la misma que se va a construir en el sector del mismo nombre y con lo cual se considera que el servicio de electricidad va a mejorar para los consumidores y además, se prevé que con estos incrementos se atenderá los requerimientos de la demanda creciente. 4 Para el diseño de la línea se ha utilizado herramientas computacionales, para el trazado del perfil topográfico, así como también para la locaiización de las estructuras de dicho plano, tal como se muestra en el Anexo 1. CAPITULO m 5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 95 En base a esta información y con e! complemento de condiciones de operación de la línea, se ha logrado determinar con las mismas herramientas computacionales, las características para la construcción de la línea como son las tablas de tendido, el tipo de estructuras, la lista de materiales y el presupuesto. 3.2. RECOMENDACIONES Entre las recomendaciones se pueden señalar las siguientes: 1 Realizar estudios de flujos de potencia incluyendo la nueva línea y subestación para determinar las condiciones de operación y realizar los correctivos necesarios hasta lograr unas buenas características de operación como son: regulación de voltaje, cargabilidad de las líneas. 2 Los estudios del numeral anterior facilitarán la planificación del sistema eléctrico hacia el futuro, es decir ayudará a determinar o detectar nuevos proyectos de líneas y subestaciones. 3 Realizar estudios de cortocircuitos con la inclusión de la línea subestación Cayambe - subestación La Esperanza y la subestación La Esperanza para lograr una buena coordinación de protecciones que permitirá dotar de un servicio eléctrico confiable y seguro al consumidor del área de concesión de EMELNORTES.A.. 4 Monitorear la línea subestación Cayambe - subestación La Esperanza dotándole de instrumentos de medición en el tablero que se instalará en la Subestación Cayambe. CAPITULO m 5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 96 Realizar la construcción de la línea de 69 kV Subestación Cayambe Subestación La Esperanza, de forma inmediata, debido a que la Subestación Cayambe esta operando en su capacidad nominal, 6 La construcción de la línea de 69 kV Subestación Cayambe- Subestación La Esperanza, debe iniciarse de forma inmediata, para evitar modificaciones en la misma, debido a la expansión de las plantaciones florícolas que producirá aumento en los costos de la línea. BIBLIOGRAFÍA 1. Barriga julio, Meló Marco; Programa de computadora par ala estimación de costos y parámetros eléctricos y mecánicos de líneas de transmisión de 69 kV a 230 kV, Tesis de grado, Escuela Politécnica Nacional, julio de 1976, Quito. 2. Gómez Patricio,; Programa de computadora para la selección de alternativas en proyectos de diseño de líneas de transmisión de 69 a 230 kV, Tesis de grado, Escuela Politécnica Nacional, marzo de 1983, Quito. 3. Mariscal José, Línea de transmisión Riobamba Guano y estudios de Sistemas de distribución Eléctrica de Guano, Tesis de grado, Escuela Politécnica Nacional, Agosto de 1967, Quito. 4. Burgos Mario: Factibilidad Técnico - Económica para el cambio de voltaje de la línea de transmisión Ambato - Latacunga de 69 kV a 138 kV, Tesis de grado, Escuela Politécnica Nacional, junio de 1993, Quito. 5. Andrade Mario: Planeamiento integral de la Empresa Eléctrica del Norte S.A., Tesis de grado Escuela Politécnica Nacional, junio de 1993, Quito. 6. Jami Miguel; Planeamiento de corto plazo para el sistema de distribución de Cayambe, Tesis de grado Escuela Politécnica Nacional, Octubre de 2001, Quito. 7. Dirección de Planeamiento EMELNORTE S.A. Plan de Expansión del sistema de subtransmisión de EMELNORTE S.A. Agosto 2000. 8. Enríquez Harper Gilberto, Líneas de Transmisión y redes de distribución de Potencia Eléctrica, vol. 1 y 2, Editorial Limusa, México, 1978. 9. 1NECEL, II Estructuras tipo para líneas de subtransmisión a 69kV, Asociación de Escuela de Ingenia Eléctrica, 1985. 10. Westinghouse, Electrical Transmission and Distribution Reference book, East Pittsburgh Pennsylvania, USA, 1964. 11. Inecel, Normas para líneas de subtransmision a 69 kV, tomos 1 y 2, Quito. 12. Programas computacionales y manuales de uso Transelectric. ANEXO 1 PERFIL TOPOGRÁFICO Y LOCALIZACION DE LAS ESTRUCTURAS DE LA LINEA DE SUBTRANSMISIÓN A 69 KV DE LA SUBESTACIÓN CAYAMBE A LA SUBESTACIÓN LA ESPERANZA ANEXO 2 DIAGRAMA DEL BLOQUE DE ANCLAJE '•I ¿4 i il LINEAS DE SUBTRANSMISION A 69 KV. BLOQUE DE ANCLAJE L3G Id no Bloque de Anclaje -0.50- 0,50 ANEXO LINEAS DE SUBTRANSMISION A 69 KV. ESTRUCTURA TIPO S - 1 -G 0,10 0.90 Ofifl L40 0.60 ANEXO 4 ANEXO 5 '-1- -1 j •-ÍJ ! i • 0-l-W 6» u^T" K y3fe¿ tf ^ i¡ j" Swy "a S'^f'rF'iT'fl stliASiSí © i£ 5 i%-9 P ^r" ^3P si 5S •** c-a+icH U* "X a í J ? I 6 Ií 5T' -K- HH 5s 53 U 5 lister4"' » 3S "si JU é; i» s5 4 jr i •U > si? "pP'jf' f| \)í_? '9Í >s d u g í "m -*—!—*-(!) í T ?? £"&. fH-<p ^-Ní- p •?r| ÍS'T'* = --t-rW ? A -„ 1C ÍW-3- Lf *¥S eó H» e incw*ru¥ v til»* 3WMIÑV v Wi 8 IH3V3V10D V ka-2 HH'* 't-o-*> B té 3H ^fi™ : RECORRIDO DE LA RUTA DE LA LINEA 69 Kv CAYAMBE - LA ESPERANZA