Línea de Transmisión
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COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno–Juliaca-Azángaro Parte:A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 ANTEPROYECTO “LINEA DE TRANSMISION EN 220 kV PUNO – JULIACA – AZANGARO Y SUBESTACIONES” INFORME FINAL VOLUMEN I LÍNEAS DE TRANSMISIÓN EN 220 kV PUNO-JULIACA-AZÁNGARO N° 9-539-5-002-0 INDICE GENERAL VOLUMEN TITULO N° DOCUMENTO VOLUMEN 0: RESUMEN EJECUTIVO PARTE A RESUMEN DEL ANTEPROYECTO PARTE B PRESUPUESTO DEL PROYECTO N° 9-539-5-003-0 VOLUMEN I: LÍNEAS DE TRANSMISIÓN EN 220 kV PUNO-JULIACA-AZÁNGARO PARTE A MEMORIA DESCRIPTIVA PARTE B PLANOS N° 9-539-5-002-0 VOLUMEN II: SUBESTACIONES EN 220 kV PUNO-JULIACA-AZÁNGARO PARTE A MEMORIA DESCRIPTIVA PARTE B PLANOS N° 9-539-5-004-0 VOLUMEN III: SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES Y CONTROL PARTE A MEMORIA DESCRIPTIVA PARTE B PLANOS N° 9-539-5-005-0 PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951200.doc ii COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno–Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 ANTEPROYECTO “LINEA DE TRANSMISION EN 220 kV PUNO – JULIACA – AZANGARO Y SUBESTACIONES” INFORME FINAL VOLUMEN I LÍNEAS DE TRANSMISIÓN EN 220 kV PUNO-JULIACA-AZÁNGARO N° 9-539-5-002-0 INDICE PARTE A : MEMORIA DESCRIPTIVA PARTE B : PLANOS PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951200.doc iii COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno–Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 ANTEPROYECTO “LINEA DE TRANSMISION EN 220 kV PUNO – JULIACA – AZANGARO Y SUBESTACIONES” INFORME FINAL VOLUMEN I LÍNEAS DE TRANSMISIÓN EN 220 kV PUNO-JULIACA-AZÁNGARO N° 9-539-5-002-0 PARTE A MEMORIA DESCRIPTIVA PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951200.doc iv COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 ANTEPROYECTO “LINEA DE TRANSMISION EN 220 kV PUNO – JULIACA – AZANGARO Y SUBESTACIONES” INFORME FINAL LINEAS DE TRANSMISIÓN 220 kV PUNO – JULIACA – AZANGARO N° 9-539-5-002-0 PARTE A: MEMORIA DESCRIPTIVA ÍNDICE PAG. CONTENIDO 1.0 GENERALIDADES ...........................................................................................1 1.1 1.2 1.2 1.3 1.4 1.6 1.7 2.0 DESCRIPCIÓN DE LAS INSTALACIONES EXISTENTES ..............................5 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 3.0 Introducción ...........................................................................................1 Objetivo del Informe...............................................................................2 Documentos de Referencia ....................................................................2 Ubicación del Proyecto ...........................................................................3 Características de la Línea de Transmisión Proyectada........................3 Características Climatológicas y Ambientales .......................................4 Ancho de la Franja de Servidumbre:.......................................................5 Línea de Transmisión en 220 kV Moquegua – Puno (L-2030) ..............5 Línea de Transmisión en 138 kV Puno – Juliaca (L-1012) ....................6 Línea de Transmisión en 138 kV Azángaro – Juliaca (L-1011) .............6 Línea de Transmisión en 138 kV Azángaro – Ayaviri – Tintaya (L-1006) ....................................................................................7 Línea de Transmisión en 138 kV Azángaro – San Gabán II (L1009/1010) ............................................................................................7 CRITERIOS DE INGENIERÍA ..........................................................................8 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 Normas Aplicables.................................................................................8 Criterios de Operación...........................................................................8 Condiciones de Servicio ........................................................................8 Selección del Trazo de Ruta..................................................................9 3.4.1 Criterios Generales de Selección ...............................................9 3.4.2 Criterios Adicionales de Selección..............................................9 Criterios de Selección de los Conductores de Fase ............................10 3.5.1 Capacidad de Transmisión......................................................10 3.5.2 Niveles de Interferencia y Radiación.......................................11 3.5.3 Caída de Tensión....................................................................12 PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc i COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 4.0 Criterios de Selección de los Cables de Guarda .................................12 Criterios de Selección del Aislamiento de la Línea ..............................13 3.7.1 Niveles de Aislamiento de la Línea .........................................13 3.7.2 Criterios de Diseño del Aislamiento ........................................14 Tasa de Falla esperada por Descargas Atmosféricas .........................14 3.8.1 Criterios Generales de Cálculo ...............................................15 3.8.2 Resultados del Cálculo............................................................16 Criterios de Selección de Estructuras..................................................16 Criterios de Selección de Puesta a Tierra ...........................................18 3.10.1 Criterios Generales .................................................................18 3.10.2 Configuraciones de Puestas a Tierra ......................................18 Distancias de Seguridad Verticales .....................................................19 Criterios de Diseño Mecánico ..............................................................19 3.12.1 Presión de Viento....................................................................19 3.12.2 Hipótesis de Carga del Conductor ..........................................20 3.12.3 Árbol de Cargas de Estructuras de Soporte............................21 Criterios de Diseño de Obras Civiles ..................................................29 3.13.1 Normas....................................................................................29 3.13.2 Selección del tipo de fundación...............................................30 3.13.3 Diseño de fundación ...............................................................30 LÍNEA DE TRANSMISIÓN EN 220KV PUNO – JULIACA - AZANGARO ......32 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 Coordenadas del Trazo de Ruta preliminar...........................................32 Conductor de la Línea .........................................................................33 4.2.1 Características Técnicas del Conductor de la Línea ...............33 4.2.2 Capacidad del Conductor y Nivel de Pérdidas ........................33 Cables de Guarda................................................................................34 Aislamiento de la Línea .......................................................................35 Estructuras de la Línea........................................................................36 Puesta a Tierra.....................................................................................36 INDICE - ANEXOS ANEXO N° 1 : UBICACIÓN GEOGRAFICA DEL PROYECTO ANEXO N° 2 : TRAZO DE RUTA Y VISTAS GOOGLE EARTH DE VERTICES DE LA LÍNEA ANEXO N° 3 : SELECCIÓN PRELIMINAR DE CONDUCTORES ANEXO N° 4 : CALCULOS DE SELECCIÓN DE AISLAMIENTO ANEXO N° 5 : REPORTES DE CALCULO DE TASA DE FALLAS ANEXO N° 6 : GEOMETRÍA DE ESTRUCTURAS ANEXO N° 7 : DISTANCIAS MÍNIMAS DE SEGURIDAD PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc ii COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 ANTEPROYECTO “LINEA DE TRANSMISION EN 220 kV PUNO – JULIACA – AZANGARO Y SUBESTACIONES” INFORME FINAL LINEAS DE TRANSMISIÓN 220 kV PUNO – JULIACA – AZANGARO N° 9-539-5-002-0 PARTE A: MEMORIA DESCRIPTIVA 1.0 GENERALIDADES 1.1 Introducción El COES, como parte de sus funciones en el Marco del Reglamento de Transmisión, viene actualizando el Plan de Transmisión para el periodo (2013-2022) a fin de determinar los anteproyectos del Plan Vinculante (2013-2015) cuyo inicio de ejecución se realiza dentro de la vigencia del Plan y los correspondientes al Plan Robusto al 2022. Dentro del desarrollo de dicho Plan se requiere del diseño a nivel de anteproyecto de la Línea de Transmisión en 220 kV Puno – Juliaca - Azángaro y Subestaciones asociadas con fines de determinación del Costo de Inversión y definición de equipos. Esta definición permitirá conocer el equipamiento mínimo y sus características principales que permitan la conexión al Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN). Con tal fin y luego de un proceso de concurso por invitación el COES SINAC ha contratado los Servicios de PEPSA TECSULT para el desarrollo del Anteproyecto “Línea de Transmisión en 220kV Puno – Juliaca – Azángaro y Subestaciones”, del cual forma parte la ejecución de las siguientes obras: • Línea de Transmisión 220 kV Puno – Juliaca - Azángaro, simple terna de 114 Km de longitud aproximada. • Ampliación de la Subestación Puno 220 kV. • Subestación Juliaca 220/138 kV. • Subestación Azángaro 220/138 kV. PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 1 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 El anteproyecto contiene información y análisis que han sido desarrollados hasta donde ha sido necesario para establecer las características preliminares de las líneas y subestaciones. En tal sentido la empresa que realice los Estudios Definitivos será responsable de incluir otros elementos o componentes no descritos en el presente documento, así como dimensionar, modificar o adecuar lo que fuera necesario, a efectos de garantizar la correcta operación de las instalaciones del proyecto y la prestación del servicio según las normas de calidad aplicables al Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN). 1.2 Objetivo del Informe El presente documento tiene como objetivo presentar el Estudio a nivel de Anteproyecto correspondiente a la Línea de Transmisión en 220kV Puno – Juliaca - Azángaro. 1.2 Documentos de Referencia Para la realización del presente informe se ha revisado la información referencial consignada en los siguientes documentos: • Términos de Referencia para el Desarrollo del Anteproyecto “Línea de Transmisión en 220 kV Puno – Juliaca – Azangaro y Subestaciones”, elaborado por el COES. • Información Técnica alcanzada por el COES. • Diseño Definitivo y Expediente Técnico de la Línea de Transmisión 138 kV Azángaro – Puno, elaborado por PEPSA TECSULT para ETESUR. • Anteproyecto de Ingeniería para la Ampliación de las Subestaciones Ica, Marcona, Juliaca y Moquegua, elaborado por PEPSA TECSULT para Red de Energía del Perú – REP, 2006. • Información elaborada por el Instituto Geográfico Nacional (IGN) que consta de planos de la Carta Nacional a escala 1:100 000 hojas: 30-V (Azángaro), 31-V (Juliaca) y 32-V (Puno). PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 2 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 1.3 Ubicación del Proyecto El área del proyecto se ubica en la sierra sur del Perú, en las provincias de Azángaro, Lampa, Juliaca y Puno, departamento de Puno. Geográficamente el área del Proyecto se emplaza entre las siguientes coordenadas UTM (Sistema WGS-84): • 8 248 000 y 8 352 000 Norte • 360 000 Este y 390 000 El área del proyecto fisiográficamente está situada entre los flancos occidental y oriental de las cordilleras de los andes región sur (meseta del Collao) entre los 3800 y los 4200 m.s.n.m. La mayor parte de la Línea de Transmisión proyectada se ubica por debajo de los 4000 m.s.n.m. La principal vía de acceso terrestre a la zona del proyecto desde Lima es por la Carretera Panamericana Sur hasta la variante Uchumayo y de ahí la vía a Arequipa-Juliaca-Puno. Otra alternativa es vía Desaguadero, tomando en primera instancia la Panamericana Sur hasta llegar a Moquegua y posteriormente la Binacional. Por vía aérea, existen vuelos regulares que son efectuados de Lima hacia la ciudad de Juliaca por líneas aéreas comerciales. En el Anexo N° 1 se muestra la ubicación geográfica del proyecto. 1.4 Características de la Línea de Transmisión Proyectada Las características principales de la Línea de Transmisión proyectada son las siguientes: Longitud aproximada : Tramo Puno – Juliaca : 31 Km Tramo Juliaca – Azángaro : 83 Km : 220 Kv Tensión Nominal PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 3 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 Sistema de Tensión : Trifásico N° de circuitos : 01 Conductor de fase : ACAR 2x900MCM Cable de guarda : 01 conductor tipo OPGW de 120 mm2 01 conductor tipo EHS de 68,12 mm2 Estructuras de soporte : Torres metálicas de celosía Configuración : Triangular Aisladores : Vidrio ó Porcelana tipo Suspensión 1.6 Características Climatológicas y Ambientales Características Climatológicas Las características climatológicas de la zona del proyecto, que sirven de referencia para el diseño de la Línea de Transmisión, son las siguientes: Temperatura Ambiente Máxima : 25 ºC Media : 8 ºC Mínima : -25 ºC de Viento : 104 km/h (de acuerdo al CNE – Tabla 250-1.B) Nivel ceráunico : 40 días – tormenta / año Máxima Velocidad Características Ambientales El clima de la zona es frígido, siendo bien marcados las variaciones de temperatura, donde las oscilaciones térmicas tienen variaciones de temperatura por encima de los 15 °C durante el día e inferiores a 0 °C durante la noche. Se caracteriza por la presencia de lluvias y tormentas eléctricas durante los meses de Noviembre a Marzo. El ambiente es limpio y de baja contaminación industrial. PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 4 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 1.7 Ancho de la Franja de Servidumbre: Se debe tener presente la Norma DGE 025-P-1/1988 aprobada con R.D. 111-88-DGE/ONT que aun esta vigente y que es refrendada por la regla 219.B.4 (Tabla 219) “Anchos mínimos de la faja de servidumbre” del CNE Suministro 2001, el mismo que considera para líneas de transmisión de 220 kV un ancho de 25 m (12,5 m a ambos lados del eje de la línea). 2.0 DESCRIPCIÓN DE LAS INSTALACIONES EXISTENTES A continuación se hace referencia a las líneas de transmisión existentes más cercanas al área del proyecto. 2.1 Línea de Transmisión en 220 kV Moquegua – Puno (L-2030) Es de simple terna con estructuras metálicas autosoportadas de celosía. Tiene una longitud aproximada de 197 km. El conductor es de aluminio reforzado con acero (ACSR), presentando dos tramos, un primer tramo con conductor Curlew, sección nominal 592 mm2, para altitudes menores a los 3500 m.s.n.m., y el tramo final con conductor Pheasant, sección nominal 726 mm2, para altitudes mayores a los 3500 m.s.n.m. Para la protección contra descargas atmosféricas se ha instalado dos (2) cables de guarda, uno de acero galvanizado grado EHS de 68 mm² de sección y otro tipo OPGW de 120 mm2, para el sistema de telecomunicaciones. Los aisladores son de vidrio templado, tipo standard de 254 mm x 146 mm. En las zonas ubicadas entre los 3500 y los 4500 m.s.n.m., las cadenas de suspensión están conformadas por 21 unidades y las de anclaje por 22 unidades. Los conductores están dispuestos en forma triangular recta en las torres de suspensión y anclaje. La línea entró en operación el 2001. PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 5 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 2.2 Línea de Transmisión en 138 kV Puno – Juliaca (L-1012) Es de simple terna con estructuras metálicas autosoportadas de celosía. Tiene una longitud aproximada de 37 km. El conductor es de aleación de aluminio (AAAC) de 300 mm². Para la protección contra descargas atmosféricas se ha instalado un (1) cable de guarda de acero galvanizado grado EHS de 50 mm² de sección. Los aisladores son tipo standard de 254 mm x 146 mm. Las cadenas de suspensión están conformadas por 12 unidades y las de anclaje por 13 unidades. Las cadenas están provistas de correctores de tensión tipo anillo. Los conductores están dispuestos en forma triangular recta en las torres de suspensión y anclaje excepto en los terminales donde la disposición es de tipo bandera. 2.3 Línea de Transmisión en 138 kV Azángaro – Juliaca (L-1011) Es de simple terna con estructuras metálicas autosoportadas de celosía. Tiene una longitud aproximada de 78 km. El conductor es de aleación de aluminio (AAAC) de 240 mm². Para la protección contra descargas atmosféricas se ha instalado un (1) cable de guarda de acero galvanizado grado EHS de 50 mm² de sección. Los aisladores son tipo standard de 254 mm x 146 mm. Las cadenas de suspensión están conformadas por 12 unidades y las de anclaje por 13 unidades. Las cadenas están provistas de correctores de tensión tipo anillo. Los conductores están dispuestos en forma triangular recta en las torres de suspensión y anclaje excepto en los terminales donde la disposición es de tipo bandera. La línea entró en operación en 1992. PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 6 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 2.4 Línea de Transmisión en 138 kV Azángaro – Ayaviri – Tintaya (L-1006) Es de simple terna con estructuras metálicas autosoportadas de celosía. Tiene una longitud aproximada de 125 km. El conductor es de aleación de aluminio (AAAC) de 240 mm². Para la protección contra descargas atmosféricas se ha instalado un (1) cable de guarda de acero galvanizado grado EHS de 50 mm² de sección. Los aisladores son tipo standard de 254 mm x 146 mm. Las cadenas de suspensión están conformadas por 12 unidades y las de anclaje por 13 unidades. Las cadenas están provistas de correctores de tensión tipo anillo. Los conductores están dispuestos en forma triangular recta en las torres de suspensión y anclaje excepto en los terminales donde la disposición es de tipo bandera. La línea entró en operación en 1992. 2.5 Línea de Transmisión en 138 kV Azángaro – San Gabán II (L-1009/1010) Es de doble terna con estructuras metálicas autosoportadas de celosía. Tiene una longitud aproximada de 159 km. El conductor es de aleación de aluminio (AAAC) de 300 mm². Para la protección contra descargas atmosféricas se ha instalado un (1) cable de guarda de acero galvanizado grado EHS de 50 mm² de sección. Los aisladores son tipo standard de 254 mm x 146 mm. Las cadenas de suspensión están conformadas por 12 unidades y las de anclaje por 13 unidades. Las cadenas están provistas de correctores de tensión tipo anillo. Los conductores están dispuestos en forma triangular recta en las torres de suspensión y anclaje excepto en los terminales donde la disposición es de tipo bandera. PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 7 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 3.0 CRITERIOS DE INGENIERÍA 3.1 Normas Aplicables Para el desarrollo del proyecto se tomarán en cuenta las siguientes normas y recomendaciones de diseño, según su ámbito de aplicación: • Ley de Concesiones Eléctricas (DL 25844) y su Reglamento (DS Nº 009-93-EM) • Código Nacional de Electricidad Suministro (CNE Suministro). • Código Nacional de Electricidad Utilización (CNE Utilización) • Norma Técnica de Calidad de los Servicios Eléctricos (NTCSE) • Normas Técnicas Peruanas vigentes (NTP) • Normas de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) • Normas ANSI (American National Standards Institute) • Normas ASTM (American Society for Testing and Materials) • Recomendaciones IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) Además de las normas anteriores pueden ser considerados criterios y recomendaciones de diseño de normas de reconocido prestigio internacional cuando su aplicación sea requerida. 3.2 Criterios de Operación La Línea de Transmisión de 220 kV se proyectará sobre el criterio de poder transmitir la potencia de 450 MVA en condiciones normales de operación. 3.3 Condiciones de Servicio - Tensión nominal : 220 kV - Tensión máxima de operación : 245 kV - Nivel Básico de Aislamiento : 1 050 kVp - Frecuencia del sistema : 60 Hz PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 8 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 3.4 Selección del Trazo de Ruta 3.4.1 Criterios Generales de Selección Los criterios generales para la selección del trazo de ruta preliminar de las líneas son los que se indican a continuación: • De acuerdo con las características del terreno, seleccionar la longitud más económica posible, así como minimizar la cantidad de ángulos y la magnitud de los mismos. • Desarrollar un trazo que aproveche las vías de acceso existentes. • Evitar el paso sobre viviendas y, hasta donde sea posible, por zonas pobladas o terrenos agrícolas de propiedad privada. • Evitar o minimizar el cruce de carreteras, líneas eléctricas o líneas de telecomunicación existentes. • Evitar, hasta donde sea posible, el paso por zonas de gran altitud donde se incrementen las probabilidades de descargas atmosféricas sobre la línea. • Evitar, hasta donde sea posible, el paso por zonas arqueológicas o intangibles, reservas naturales protegidas por el estado y minimizar la afectación de zonas con vegetación. En el presente informe sólo se muestra el trazo preliminar para las líneas de transmisión proyectas, los mismos que deben ser evaluados en la etapa del Estudio Definitivo, donde se definirá los trazos finales. 3.4.2 Criterios Adicionales de Selección Para el desarrollo del trazo definitivo la empresa responsable debe tomar en cuenta los siguientes aspectos: PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 9 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 • La construcción de los accesos que resulten necesarios, tomando en cuenta las normas vigentes que correspondan. • La gestión de los derechos de servidumbre y el pago de las compensaciones a los propietarios o posesionarios de los terrenos, para lo cual el Concedente podrá colaborar en las tareas de sensibilizar a los propietarios, a fin de tener una gestión de servidumbre expeditiva. • La obtención del CIRA (certificación del INC sobre no afectación a restos arqueológicos). • La elaboración del Estudio de Impacto Ambiental y su plan de monitoreo, el que deberá contar con la aprobación de las entidades públicas correspondientes. • 3.5 La obtención de la Concesión Definitiva de Transmisión Eléctrica. Criterios de Selección de los Conductores de Fase 3.5.1 Capacidad de Transmisión Se debe verificar que la capacidad térmica de los conductores de fase sea la adecuada y no se experimente un calentamiento excesivo que origine la reducción de sus propiedades mecánicas a lo largo de su vida útil. La capacidad mínima de transmisión de las líneas eléctricas en 220kV en régimen de operación normal, será de 450 MVA. Dicho valor de Capacidad Nominal, corresponde a la operación normal, continua y en régimen permanente de cada línea; serán utilizados para la operación de las instalaciones por el COES y se determinará para las condiciones ambientales de la zona del proyecto. PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 10 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 Para esta condición de operación la temperatura del conductor no debe superar los 75 ºC, para la cual se observarán las distancias de seguridad señaladas en el CNE Suministro vigente (ver Anexo N° 7). El procedimiento para determinar la capacidad térmica del conductor en condiciones normales se debe basar en el IEEE Standard 738 para el cálculo de la relación corriente – temperatura de conductores desnudos (International Electrical and Electronical Engineers – Standard for Calculating the Current – Temperature Relationship of Bare Conductors). 3.5.2 Niveles de Interferencia y Radiación Se debe verificar que los niveles de interferencia, las radiaciones y el ruido audible producidos por las líneas no superen los valores recomendados por la normatividad aplicable en estos casos. Para este fin se deben tomar en cuenta los siguientes aspectos: • Que el máximo gradiente superficial del conductor no supere los límites recomendados para prevenir problemas de ruidos audibles e interferencia con señales de radio y televisión, tomando en cuenta las características del conductor de la línea y la altitud de la misma. • Los límites de radiaciones no ionizantes al límite de la faja de servidumbre, para exposición poblacional según el Anexo C4.2 del CNE-Utilización 2006. • El ruido audible al límite de la faja de servidumbre, para zonas residenciales según el Anexo C3.3 del CNE –Utilización 2006. • Que los límites de radio interferencia cumplan con las siguientes normas internacionales: - IEC CISPR 18-1 Radio interference characteristics of overhead power lines and high-voltage equipment Part 1: Description of phenomena. - IEC CISPR 18-2 Radio interference characteristics of overhead power lines and high-voltage equipment. Part 2: Methods of measurement and procedure for PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 11 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 determining limits. - IEC CISPR 18-3 Radio Interference Characteristics of Overhead Power Lines and High-Voltage Equipment - Part 3: Code of Practice for Minimizing the Generation of Radio Noise. 3.5.3 Caída de Tensión Se debe verificar que la máxima caída de tensión entre los extremos emisor y receptor no debe superar el 5% de la tensión nominal, para la capacidad nominal de las líneas. 3.6 Criterios de Selección de los Cables de Guarda Los principales criterios que deben orientar la elección del cable de guarda son los que se indican a continuación: • El diseño del apantallamiento provisto por los cables de guarda, debe ser verificado a través de una análisis integral que considere el aislamiento de la línea, las puestas a tierra y los materiales que se utilizarán, de tal manera que las salidas de servicio no excedan las tolerancias permitidas. • Se debe verificar que exista una adecuada coordinación de la flecha del conductor elegido en relación con la flecha de los conductores de fase, de manera tal que se eviten acercamientos peligrosos, que deriven en descargas entre conductores a mitad de vano. Esta condición debe ser verificad sobre todo en vanos de gran longitud, donde se pueden producir acercamientos no deseados entre el cable de guarda y los conductores de fase • En cuanto al grado de protección que ofrece un cable de guarda frente a descargas atmosféricas, se debe tener en cuenta que cuanto menor sea el ángulo de apantallamiento del cable de guarda respecto a los cables de fase mejor será la protección que ofrezca. Asimismo, a mayor altura de la estructura menor debe ser el ángulo de apantallamiento; de acuerdo con lo cual, de manera referencial, los ángulos de apantallamiento recomendados como máximos, en función a la altura de las estructuras, serían los que se indican a continuación: PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 12 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 28 Ángulo de apantallamiento máximo recomendado* 30º 30 26º 35 21º Altura de la estructura (m) * Valores recomendados en el “Design Manual for High Voltage Transmission Lines” – R.U.S. - U.S.D.A. • El cable de guarda servirá como un enlace de comunicación entre la barra de envío y la barra de recepción de la línea, de tal manera que permita, efectuar de manera rápida, segura y selectiva la protección diferencial de la línea, el envío de datos al COES en tiempo real, el telemando y las telecomunicaciones. • El cable de guarda debe ser capaz de soportar el cortocircuito a tierra hasta el año 2022, valor que debe ser sustentado por la Sociedad Concesionaria. 3.7 Criterios de Selección del Aislamiento de la Línea 3.7.1 Niveles de Aislamiento de la Línea De acuerdo con la norma IEC 60071-1 los niveles aislamiento asociados con la máxima tensión del sistema son los que se indican a continuación: Tensión de operación nominal de la línea 220 kV Tensión máxima del sistema 245 kV Tensión de sostenimiento al impulso atmosférico 1050 kV (pico) (LIWL1) Tensión de sostenimiento a 60 Hz 460 kV (eficaz) Estos son valores definidos para condiciones específicas de temperatura y humedad, a nivel del mar (con una presión atmosférica de 101,3 kPa), por lo que para condiciones distintas deben ser corregidos. 1 Lightning Impulse Withstand Level PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 13 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 3.7.2 Criterios de Diseño del Aislamiento Con el fin de garantizar un adecuado aislamiento en la línea se verificará el mismo considerando los siguientes aspectos: • Verificación del nivel de aislamiento necesario y las distancias en aire frente a sobretensiones atmosféricas, sobretensiones por maniobra y sobretensiones a frecuencia industrial. • Verificación de la distancia de fuga necesaria por el nivel de contaminación observado en la zona del proyecto. • 3.8 Verificación la resistencia mecánica de los aisladores utilizados. Tasa de Falla esperada por Descargas Atmosféricas Conforme a lo establecido en los Términos de Referencia del presente estudio, el diseño del aislamiento, apantallamiento de los cables de guarda, la puesta a tierra y el uso de materiales, es tal que la salida fuera de servicio de la línea originada por descargas atmosféricas, cumpla las siguientes tolerancias máximas: Tasas de Fallas por Descargas Atmosféricas Nivel de Tensión (kV) Fallas de Origen Atmosférico de un circuito/100 km/año Por falla de blindaje 220 Nota: 0,01 Total (Ver Nota) ≤2 La tasa total de fallas está determinada tanto por fallas de blindaje (descargas sobre conductores) como por fallas debidas a contorneos inversos (descargas sobre estructuras o cables de guarda). PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 14 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 3.8.1 Criterios Generales de Cálculo a) Nivel Isoceraunico: Se considera, de forma referencial, 40 días-tormenta/año. b) Ángulo de Apantallamiento de los cables de guarda: Con el fin de asegurar el máximo apantallamiento del cable de guarda hacia los conductores, el ángulo de apantallamiento utilizado es de – 5º. c) Nivel de Aislamiento: Para calcular la tasa de salidas por descargas atmosféricas se utilizó un número mínimo de aisladores (21 unidades), cuyo BIL fue corregido para la altitud de la línea de transmisión. d) Puesta a tierra: Se utiliza diferentes valores de resistencia de puesta a tierra para encontrar la sensibilidad de la tasa de salida debido a la puesta a tierra. e) Tasa total de descargas disruptivas de la línea: Será igual a la suma de las tasas de descargas disruptivas por falla del apantallamiento más las debidas a descargas inversas, esto es: ST = SN + SB f) Fallas permanentes: En general se ha considerado que, cuando ocurre una desconexión por descarga atmosférica, hay una tasa de recierre exitoso de 90%, o sea, solamente el 10% de las descargas, por descargas atmosféricas resultan en una desconexión permanente. PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 15 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 3.8.2 Resultados del Cálculo El proceso de cálculo esta basado en el IEEE Standard 1243-1997, cuyos reportes de cálculo se muestran en el Anexo N° 5. Como resultado de los cálculos se encontró que la tasa de desconexión por falla de apantallamiento es cero y se debe a que el ángulo de apantallamiento es adecuado. La tasa esperada de desconexiones permanentes /100 km-año por circuito, que ha resultado de los cálculos efectuados y para diferentes valores de puesta a tierra son los siguientes: R60 Hz Ohm ST, descargas disruptivas NS, desconexiones /100 km/año /100 km/año 10 15 20 25 30 0,31 0,56 0,87 1,24 1,67 0,031 0,056 0,087 0,124 0,167 La tasa de desconexiones permanentes / 100 km-año que resulta de los cálculos es menor que las tasas especificadas. 3.9 Criterios de Selección de Estructuras La selección del tipo estructuras debe tomar en cuenta las facilidades de acceso existentes en la zona del proyecto, las características topográficas del terreno que atravesará la línea y las longitudes de los vanos que se presentaran a lo largo de la misma con el fin de cumplir los siguientes requerimientos generales: • Mantener la distancia de seguridad mínima que debe existir entre los conductores de fase y los elementos puestos a tierra en la estructura de soporte, considerando el ángulo de oscilación máximo de las cadenas de aisladores. Se debe tomar en cuenta las distancias eléctricas mínimas para las sobretensiones de impulso, maniobra y a frecuencia industrial (60 Hz). PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 16 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 • Mantener la distancia de seguridad mínima que debe existir entre los conductores de fase a mitad de vano, a fin de evitar acercamientos excesivos que provoquen descargas entre los mismos. • Mantener las distancias de seguridad mínimas de los conductores de fase al terreno y a objetos o instalaciones cercanos a la línea de transmisión. • Mantener la distancia de seguridad mínima necesaria entre los cables de guarda y los conductores de fase. • Según el tipo y función de la estructura su dimensionamiento debe considerar las condiciones de carga que correspondan, a partir de los esfuerzos originados por: - El peso de los conductores de fase y los cables de guarda, los aisladores y sus accesorios, el peso propio de la torre y las cargas durante la fase de montaje y mantenimiento. - La presión transversal del viento sobre los conductores, los aisladores y accesorios así como sobre la propia estructura. - La fuerza transversal de los conductores de fase y los cables de guarda originada por el cambio de dirección de la línea, en el caso de estructuras de ángulos. - La tracción longitudinal de los conductores de fase y los cables de guarda, en el caso de estructuras de anclaje y terminales, así como la presión longitudinal del viento (en el sentido del eje de la línea). - Para el dimensionamiento de las estructuras se deben tomar en cuenta los factores de sobrecarga que correspondan, de acuerdo con lo establecido en el CNE Suministro. PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 17 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 3.10 Criterios de Selección de Puesta a Tierra 3.10.1 Criterios Generales La puesta a tierra en la línea de transmisión debe considerar los siguientes aspectos: • Conforme a lo señalado en el apartado 3.6., el diseño de las puestas a tierra en la línea debe responder a un análisis integral del comportamiento de la línea frente a descargas atmosféricas, considerando el aislamiento de la misma, los cables de guarda y la configuración definitiva de las estructuras de soporte, a fin de no exceder las tolerancias para las salidas fuera de servicio. • El comportamiento de la línea frente a descargas atmosféricas está determinado por la impedancia a tierra individual de las estructuras de la línea. De acuerdo con este hecho, algunas estructuras con puestas a tierra elevadas pueden afectar de manera negativa el comportamiento general de la línea, a pesar que las demás estructuras cuenten con puestas a tierra con valores adecuados. • La puesta a tierra debe mantener un valor adecuado de las tensiones de toque y de paso en zonas transitadas por personas o animales domésticos. 3.10.2 Configuraciones de Puestas a Tierra Las configuraciones típicas cuyo uso puede ser evaluado, según el nivel de resistividad del terreno, son las que se indican a continuación: • Varillas de puesta tierra, donde las condiciones del terreno hacen factible y económico su uso para alcanzar el valor objetivo de resistencia a tierra. • Contrapesos horizontales enterrados en dirección longitudinal al eje de la línea donde esta alternativa resulte más conveniente o donde no sea factible el empleo de varillas. Eventualmente se puede considerar ubicar el contrapeso alrededor de la estructura con el fin de reducir las tensiones de toque y de paso en zonas transitadas. PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 18 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 Configuraciones mixtas con varillas y contrapesos, contrapesos tipo pletina de • cobre, o puestas a tierra capacitivas, en casos de suelos con resistividades elevadas, donde las soluciones anteriores no permitan alcanzar el valor de resistencia a tierra necesario. 3.11 Distancias de Seguridad Verticales Las distancias de seguridad verticales de los conductores sobre el nivel del piso serán determinadas de acuerdo con lo señalado en la Regla 232 del CNE suministro, para la máxima temperatura de diseño de la línea, sin presencia de viento; ó a 0º C, sin presencia de viento con el grosor de hielo que corresponda según el área de carga correspondiente (la que presente la mayor flecha); considerando el efecto de la elongación permanente del conductor (creep) para un periodo de 20 años. Según lo señalado en el CNE Suministro, las distancias mínimas se determinan para la máxima tensión de operación de la línea y deben considerar el ajuste correspondiente a la altitud de las instalaciones. Tomando en cuenta lo señalado, las distancias de seguridad verticales en las líneas no deben ser menores a los valores que se muestran en el Anexo Nº 6 del presente documento, las mismas que deben ser verificadas de acuerdo con lo indicado en la Regla 232 del CNE Suministro. 3.12 Criterios de Diseño Mecánico 3.12.1 Presión de Viento De acuerdo al Código Nacional de Electricidad – Suministro 2011, Regla 250.C., las presiones sobre los conductores y estructuras debidas al viento se calcularán de acuerdo a la siguiente formula: Pv = K ∗ V 2 ∗ Sf Donde: PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 19 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 Pv = Presión de viento en Pa K = 0,455 para las elevaciones mayores de 3 000 m.s.n.m. V = Velocidad del viento en m/s Sf = Factor de forma: Sf = 1,0 para conductores Sf = 3,2 para estructuras en celosía (Regla 252.B.2.c) Así, para la máxima velocidad de viento considerada se tiene: V = 104 km/h <> 29 m/s Luego, Presión de viento sobre conductores = (0,455)*(29)2*1 = 383 Pa Presión de viento sobre torres = (0,455)*(29)2*3,2 = 1224 Pa 3.12.2 Hipótesis de Carga del Conductor Para el cálculo mecánico del conductor se consideran las siguientes hipótesis de acuerdo a las condiciones ambientales de la zona del proyecto: HIPÓTESIS Nº 1 : TENSIÓN DE CADA DIA (EDS) Temperatura media : 8 ºC Presión del viento : 0 Pa Esfuerzo de Trabajo : 18% de carga de rotura (final) HIPÓTESIS Nº 2 : VIENTO MÁXIMO Temperatura media : 5 ºC Presión del viento : 383 Pa (104 km/h) Esfuerzo de Trabajo : < 60% de carga de rotura PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 20 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 HIPÓTESIS Nº 3 : SOLO HIELO Temperatura : 0 ºC Presión del viento : 0 Pa Espesor de Hielo : 6 mm Esfuerzo de Trabajo : < 60% de carga de rotura HIPÓTESIS Nº 4 : VIENTO MEDIO y HIELO Temperatura : 0 ºC Presión del viento : 96 Pa (52 km/h) Espesor de Hielo : 3 mm Esfuerzo de Trabajo : < 60% de carga de rotura HIPÓTESIS Nº 5 : TEMPERATURA MÁXIMA (Flecha Máxima) Temperatura máxima : 75 ºC + CREEP (*) Presión del viento : 0 Pa HIPÓTESIS Nº 6 : OSCILACION DE CADENA DE SUSPENSION Temperatura : 25 ºC Presión del viento : 290 Pa (*) El efecto CREEP debe ser considerado de forma separada. 3.12.3 Árbol de Cargas de Estructuras de Soporte 3.12.3.1 Definiciones Básicas de Diseño para el Cálculo Mecánico de Estructuras. Cada tipo de estructura se diseñará en función de sus vanos característicos siguientes: PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 21 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 - Vano lateral : El vano más largo admisible de los adyacentes a la estructura, que determinan las dimensiones geométricas. - Vano viento : La semisuma de las longitudes de los vanos adyacentes. - Vano peso : La carga vertical que ejercen los conductores sobre la estructura en sus puntos de amarre dividida por la carga unitaria vertical del conductor. En el diseño de las estructuras, se tendrá en consideración el ángulo de desvío máximo admitido para los conductores. 3.12.3.2 Hipótesis de carga para el cálculo de las estructuras Las hipótesis para el cálculo del árbol de cargas de los diversos tipos de estructuras metálicas en celosía son las siguientes a) Estructuras de Suspensión Hipótesis A : Viento máximo transversal Presión de viento máximo transversal al eje de la línea, sobre conductores, cables de guarda y aisladores Presión de viento máximo transversal sobre la estructura Conductores y cables de guarda sanos. Hipótesis B : Viento máximo a 45° Presión de viento máximo a 45° con respecto al eje de la línea, sobre conductor, cables de guarda y aisladores. Presión de viento máximo a 45° sobre la estructura Conductores y cables de guarda sanos. PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 22 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 Hipótesis C : Condición de sólo hielo Presión de viento nulo Máximo espesor de manguito de hielo Conductor y cables de guarda sanos Hipótesis D : Condición de viento medio y hielo Presión de viento medio Temperatura Espesor de manguito de hielo medio Conductor y cables de guarda sanos Hipótesis E, F y G : Rotura de conductor de fases superior, intermedia e inferior alternadamente (uno por vez). En torres de simple terna triangular: rotura de fase superior, fase inferior izquierda y fase inferior derecha alternadamente (uno por vez). En ambos casos se considera una reducción de tiro longitudinal remanente en el conductor por efecto del desplazamiento de la cadena de aisladores. Demás conductores y cables de guarda sanos Temperatura media Presión de viento nulo Hipótesis H : Rotura de cable de guarda Rotura de un cable de guarda; en donde no se considera reducción de tiro longitudinal remanente. Conductores de fase y el otro cable de guarda sanos. PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 23 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 Temperatura media Presión de viento nulo Hipótesis I : Tendido de Conductor Tendido de conductor con EDS inicial, que permitirá verificar las cargas verticales sobre la cruceta. Temperatura media Presión de viento nulo La carga vertical será igual a dos veces el vano gravante, más el peso de aisladores y herrajes, más 250 kg por peso de operarios más herramientas. Hipótesis J : Tendido de cables de guarda Tendido de cables de guarda en condición EDS. Temperatura media Presión de viento nulo La carga vertical será igual a dos veces el vano gravante, más 250 kg por peso de operarios más herramientas. b) Estructura de Anclaje Angular Hipótesis A : Viento máximo transversal Presión de viento máximo transversal al eje de la línea aplicado sobre conductores de fase, cables de guarda y aisladores Presión de viento máximo transversal sobre la estructura Conductores de fase y cables de guarda sanos Hipótesis B : Condición de arranque (tiro hacia arriba) Tiro hacia arriba, en arranque (vano gravante negativo) PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 24 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 Presión de viento máximo transversal al eje de la línea aplicado sobre conductores de fase, cables de guarda y aisladores. Presión de viento máximo transversal sobre la estructura Conductores de fase y cables de guarda sanos. Hipótesis C : Condición de sólo hielo Presión de viento nulo Máximo espesor de manguito de hielo Tensión longitudinal debido a diferencia de vanos Conductores de fase y cables de guarda sanos Hipótesis D : Condición de viento medio y hielo Presión de viento medio Espesor de manguito de hielo medio Tensión longitudinal debido a diferencia de vanos Conductores de fase y cables de guarda sanos Hipótesis E, F y G : Rotura de fase superior, inferior derecha e inferior izquierda alternadamente (uno por vez). Temperatura media Presión de viento nulo Rotura de fase superior, fase inferior izquierda y fase inferior derecha alternadamente (uno por vez). No se considera reducción de tiro longitudinal. Otros conductores de fase y cables de guarda sanos. PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 25 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 Hipótesis H : Rotura de un cable de guarda Rotura de un cable de guarda; en donde no se considera reducción de tiro longitudinal remanente. Conductores de fase y el otro cable de guarda sanos Temperatura media Presión de viento nulo Hipótesis I : Tendido de conductor El tendido se efectuará en condición EDS inicial Temperatura media Presión de viento nulo La carga vertical será igual al 75% del vano gravante, más el componente vertical por tendido de conductor (30° respecto a la horizontal) y más 250 kg por peso de operarios y herramientas. Hipótesis J : Tendido de cables de guarda El tendido se efectuará en condición EDS del cable de guarda Temperatura media Presión de viento nulo La carga vertical será igual al 75% del vano gravante, más componente vertical por tendido de cable de guarda (30° respecto a la horizontal) y más 250 kg por peso de operarios y herramientas. c) Estructura de Anclaje Angular y Terminal Hipótesis A : Viento máximo transversal PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 26 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 Presión de viento máximo transversal al eje de la línea sobre conductores, cables de guarda y aisladores. Presión de viento máximo transversal sobre la estructura. Conductores y cables de guarda sanos. Hipótesis B : Condición de arranque (tiro hacia arriba) Presión de viento máximo transversal sobre conductores, cables de guarda y aisladores. Presión de viento máximo transversal sobre la estructura. En condición de arranque, se considera vano gravante negativo Conductores y cables de guarda sanos Hipótesis C : Condición de sólo hielo Presión de viento nulo Máximo espesor de manguito de hielo Tensión longitudinal debido a diferencia de vanos Conductores de fase y cables de guarda sanos Hipótesis D : Condición de viento medio y hielo Presión de viento medio Espesor de manguito de hielo medio Tensión longitudinal debido a diferencia de vanos Conductores de fase y cables de guarda sanos Hipótesis E, F y G : Rotura de fase superior, inferior derecha e inferior izquierda alternadamente (uno por vez). Rotura de conductor de fase superior, fase inferior derecha y fase inferior izquierda alternadamente (uno por vez). PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 27 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 En ambos casos se considerará el 100% de tiro longitudinal remanente de la rotura del conductor de fase. Demás conductores y cables de guarda sanos Temperatura media Presión de viento nulo Hipótesis H : Rotura del cable de guarda Rotura de un cable de guarda, en donde no se considera reducción de tiro longitudinal remanente. Conductores de fase y el otro cable de guarda sanos Temperatura media Presión de viento medio Hipótesis I : Tendido de conductor El tendido del conductor se efectuará en condición EDS inicial. Temperatura media Presión de viento nulo La carga vertical será igual al 75% del vano gravante, más el componente vertical por tendido de conductor (30° respecto a la horizontal) y más 250 kg por el peso de operarios y herramientas. Hipótesis J : Tendido de cables de guarda El tendido se efectuará en condición EDS del cable de guarda Temperatura media Presión de viento nulo PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 28 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 La carga vertical será igual al 75% del vano gravante, más el componente vertical por tendido de cable de guarda (30° respecto a la horizontal) y más 250 kg por peso de operarios y herramientas. 3.12.3.3 Factores de Sobrecarga Se tomará como referencia el Nuevo Código Nacional de Electricidad para el caso de grado de construcción tipo B, (Art. 253 - Tabla 253-1), esto es: - Cargas Verticales : 1,50 - Cargas Transversales debido al viento : 2,50 - Cargas Transversales debido a la tensión : 1,65 - Cargas Longitudinales en suspensión : 1,10 - Cargas Longitudinales en anclajes : 1,65 3.12.3.4 Factores de Resistencia para Estructuras El Código Nacional de Electricidad (Tabla 261-A) establece que los valores de sobrecarga dados en el ítem anterior deberán ser utilizados con el siguiente factor de resistencia: 3.13 Estructuras Metálicas : 1,00 Criterios de Diseño de Obras Civiles 3.13.1 Normas Los criterios de diseño a seguir para el cálculo de las fundaciones de estructuras de las Líneas de Transmisión, se regulan con las normas y códigos peruanos vigentes, y normas internacionales complementarias; entre las cuales podemos mencionar: Norma Técnica de Edificación NTE 060 - Concreto Armado – Comentarios Norma Técnica de Edificación NTE 030 - Diseño Sismorresistente Norma Técnica de Edificación NTE 050 - Suelos y Cimentaciones American Concrete Institute ACI-318/99 PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 29 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 American Institute of Steel Construction – AISC American Society for Testing and Materials - ASTM 3.13.2 Selección del tipo de fundación La selección del tipo de cimentación tomará en cuenta la naturaleza y capacidad portante del suelo de fundación, y la magnitud de las cargas que serán aplicadas sobre las fundaciones. En aquellos lugares donde se presenten suelos de capacidad portante adecuada o donde exista roca fracturada, se usará una fundación de concreto armado conformada por un pedestal y su respectiva zapata. Los lugares donde se presente roca fija sin alterar, se usará una fundación mediante un bloque de concreto armado. 3.13.3 Diseño de fundación Para las estructuras metálicas tipo celosía las fundaciones serán dimensionadas tomando en cuenta las cargas actuantes sobre ellas, la capacidad portante del terreno, los códigos de diseño mencionados y los criterios indicadas a continuación: - Datos de la geometría de la base de las torres - El espaciamiento de las patas de las estructuras de acero en el punto donde las cargas son transferidas a la cimentación. - La pendiente de las patas de las torres. - El tamaño y características de los perfiles angulares que constituyen los “stub”. - Las cargas de diseño a considerar serán las proporcionadas por los resultados del cálculo estructural de las torres. - El tipo de cimentación de cada torre, será verificado basado en las cargas de compresión y tracción actuantes, con sus esfuerzos longitudinal y transversal PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 30 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 asociados, para las condiciones más críticas halladas. Asimismo el tipo de cimentación de cada torre, será verificado basado en la capacidad portante y características del suelo. Para la cimentación en terreno normal, cada una de las patas de la torre consistirá de una cimentación de concreto armado, la cual consta de una zapata cuadrada con forma de pirámide truncada desde la cual sale un pedestal que sobresale del terreno una longitud mínima de 30 cm. Embebido en este pedestal se instalará el “stub”, siendo éste último la extensión de la pata de la torre dentro de la cimentación. PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 31 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 4.0 LÍNEA DE TRANSMISIÓN EN 220KV PUNO – JULIACA - AZANGARO 4.1 Coordenadas del Trazo de Ruta preliminar VERTICE SE PUNO V-1A V-2A V-3A V-4A V-5A SE JULIACA 1 V-1B V-2B V-3B V-4B V-5B V-6B V-7B V-8B V-9B V-10B V-11B V-12B V-13B V-14B V-15B V-16B V-17B V-18B V-19B V-20B V-21B V-22B V-23B SE AZANGARO Distancia Parcial (m) Distancia Acumulada (m) 0.0 105.5 789.5 9022.8 14905.0 4922.7 68.0 28.4 603.5 7176.6 3482.4 877.9 1815.7 1132.2 2375.6 3047.1 5622.9 2669.4 754.3 4122.8 11059.4 7635.0 11291.7 10200.4 5759.9 57.0 261.3 3048.2 227.2 512.5 15.1 0.0 105.5 895.0 9917.8 24822.8 29745.5 29813.6 29842.0 30445.6 37622.2 41104.6 41982.5 43798.2 44930.3 47306.0 50353.0 55975.9 58645.3 59399.6 63522.5 74581.9 82216.9 93508.6 103709.1 109468.9 109526.0 109787.2 112835.4 113062.6 113575.1 113590.2 COORDENADAS UTM WGS84 ESTE NORTE COTA (m) (m) (m.s.n.m.) 387354.2 387367.0 387667.0 386433.0 382099.0 382479.7 382547.0 382552.0 382595.0 382500.0 382805.0 382242.5 380739.0 379609.0 377348.0 376419.0 374246.0 372423.0 371758.0 370716.0 365079.0 362312.0 366176.0 372974.0 371241.0 371186.0 371106.9 370421.0 370268.0 370147.0 370145.0 8249412.0 8249516.7 8250247.0 8259185.0 8273446.0 8278354.0 8278344.0 8278372.0 8278974.0 8286150.0 8289619.0 8290293.0 8291311.0 8291381.0 8292110.0 8295012.0 8300198.0 8302148.0 8302504.0 8306493.0 8316008.0 8323124.0 8333734.0 8341339.0 8346832.0 8346817.0 8347066.0 8350036.0 8350204.0 8350702.0 8350717.0 4153 4153 4080 3889 3828 3830 3830 3830 3833 3831 3829 3831 3832 3835 3835 3835 3916 3852 3809 3843 3867 3887 4046 3852 3861 3855 3868 3861 3861 3862 3862 El trazo de ruta se muestra en el Anexo N° 2, plano N° 9539-LT-001 a escala 1/100 000. Así mismo, en el Anexo N° 2 se muestran las vistas de los vértices del trazo de ruta tomadas del Google Earth. PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 32 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 4.2 Conductor de la Línea 4.2.1 Características Técnicas del Conductor de la Línea Considerando los criterios técnicos definidos se ha efectuado una elección preliminar del conductor que resultaría adecuado para la línea, conforme se puede apreciar en el Anexo Nº 3, y a partir de la misma se concluye que tendría las siguientes características: • Denominación : ACAR (Conductor de Aluminio Reforzado con Aleación de Aluminio) • Sección nominal : 2x900 MCM • Sección transversal : 2x456 mm2 • Configuración : 33 x 3,96 mm - Aluminio 1350-H19 - Aleación de Aluminio 6201-T81 : 4 x 3,96 mm • Diámetro total del cable : 27,74 mm • Resistencia eléctrica DC a 20ºC : • Peso : • Coeficiente de variación de la resistencia: • Carga de rotura : 7694 kg • Módulo de Elasticidad : 56,33 N/mm2 0,0641 Ohm/km 1257 kg/km 0,000023 ºC-1 La selección del conductor y las características del mismo tienen carácter referencial. En tal sentido, corresponde a la Sociedad Concesionaria efectuar la selección definitiva del conductor de la línea. 4.2.2 Capacidad del Conductor y Nivel de Pérdidas De acuerdo con los resultados obtenidos, las temperaturas y potencias de trabajo aproximadas del conductor de la línea serían las que se indican a continuación: PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 33 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 Conductor Tensión de Servicio kV Condición de Operación ACAR 2x900 mm2 220 Normal Capacidad del Temperatura Conductor Conductor ºC Amperios MVA 57,2 1181 450 Asimismo, de acuerdo los resultados preliminares el nivel de pérdidas, a 75 ºC, sería menor o igual al 3,0%; sin embargo este porcentaje debe ser verificado al momento de ejecutarse el proyecto considerando las características definitivas del conductor y la longitud final de la línea. 4.3 Cables de Guarda Tomando en cuenta los criterios de diseño definidos para el cable de guarda y las características de la zona del proyecto, así como experiencias de operación de líneas existentes en la misma, se ha previsto el empleo de dos cables de guarda, uno del tipo convencional y otro de fibra óptica, con las características referenciales que se indican a continuación: a) b) Cable de Guarda de Acero Galvanizado • Tipo de cable : Acero Galvanizado EHS 70 mm2 • Sección : 73,87 mm2 • Número de hilos : 7 • Diámetro del cable : 11,11 mm • Peso : 593,8 kg/km • Tiro de rotura : 92,523 kN Cable de Guarda de Fibra Óptica (OPGW) • Diámetro nominal del cable : • Aproximación total de la sección : 115,2 mm2 • Armadura exterior con hilos de alumoweld y : 14,00 mm aleación de aluminio • Peso aproximado del cable PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc : 641 kg/km 34 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 4.4 • Carga de rotura mínima a la tracción : 97,9 kN • Módulo de elasticidad (E) : 119,1 kN/mm2 • Resistencia eléctrica 20°C : 0,452 Ohm/km • Protección metálica del núcleo óptico : Tubo de aluminio Extruido • Número de fibras ópticas : 24 • Regulaciones de Fabricación : ITU-T G.652 / IEEE 1138 Aislamiento de la Línea A partir de la evaluación preliminar que se muestran en el Anexo Nº 4, el aislamiento previsto para la línea, de acuerdo con el nivel de altitud, sería el que se indica a continuación: Las cadenas de suspensión y ángulos menores estarían conformadas por 21 aisladores estándar del tipo U120B, según norma IEC 60305, con las características ya señaladas. En el caso estructuras de ángulos mayores se considerará un aislador adicional y en el caso de estructuras terminales y de anclajes se considerará dos aisladores adicionales. Las características técnicas relevantes de cada uno de los aisladores individuales seleccionados para componer las cadenas serían las que se indican a continuación: Característica Unid. Tipo de aislador Material Carga de rotura Paso (espaciamiento) por aislador Diámetro Longitud de fuga Tipo de conexión Tensión soportada a frecuencia industrial en seco Tensión soportada a frecuencia industrial bajo lluvia Peso aproximado PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc kN mm mm mm kV Valores Estándar U120B (según IEC 60305) Vidrio templado o porcelana 120 146 255 315 16A 70 kV 40 kg 3,8 35 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 4.5 a) Estructuras de la Línea Material y Configuración Se emplearan torres de celosía metálica autosoportadas, con perfiles angulares de acero galvanizado y unidos por medio de pernos, tuercas, arandelas y planchas metálicas. Las torres serán diseñadas para simple terna con disposición de las ménsulas tipo “triangular” y estarán preparadas para llevar dos cables de guarda en su parte superior. b) Tipos de Estructuras De acuerdo a los ángulos de línea del trazo de ruta y la topografía del terreno, se prevé el empleo los siguientes tipos de estructuras: TIPO UTILIZACIÓN ANGULO S1 Suspensión 0° – 1° A1 Anclaje Angular 0° – 30° Anclaje Angular / Terminal 30°– 65°/30° AT1 La parte inferior de cada tipo de torre deberá ser diseñada de manera que se pueda variar fácilmente su altura útil en tramos fijos de 3 m hasta un máximo de 6 m sin necesidad de modificar la parte superior de la torre. En el Anexo N° 6, se incluye a modo de referencia la geometría de las torres a ser empleadas. 4.6 Puesta a Tierra Para las puestas a tierra se ha previsto el empleo de los siguientes materiales: PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 36 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 • Cable de puesta a tierra con alma de acero y recubrimiento de cobre (copperweld) de las siguientes características: • o Sección transversal : 73,87 mm2 o Número de hilos : 7 Nº 7 AWG o Diámetro del cable : 11,1 mm o Conductividad : 30% Electrodos o varillas de puesta a tierra con alma de acero y recubrimiento de cobre (copperweld), con una conductividad de 30%. • Conectores electrodo-cable de bronce. • Conectores de doble vía de cobre estañado para el empalme de los cables de puesta a tierra. • Donde resulte necesario: cemento conductivo, puestas a tierra capacitivas u otras configuraciones que permitan obtener la resistencia a tierra apropiada. PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc 37 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 ANEXOS PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexos COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 ANEXO Nº 1 UBICACIÓN GEOGRAFICA DEL PROYECTO PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 1-0 PEPSA TECSULT MIEMBRO DE TECSULT AECOM 611-4100 - 628-9722 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 ANEXO Nº 2 TRAZO DE RUTA Y VISTAS GOOGLE EARTH DE VERTICES DE LA LÍNEA PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 2-0 PEPSA TECSULT MIEMBRO DE TECSULT AECOM 611-4100 - 628-9722 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 Nueva SE Azángaro 220/138kV Nueva SE Juliaca 220/138kV VISTA GENERAL DE TRAZO DE RUTA PROYECTADO: TRAMO AZANGARO - JULIACA PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 2-1 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 Nueva SE Juliaca 220/138kV SE Puno 220/138/60kV VISTA GENERAL DE TRAZO DE RUTA PROYECTADO: TRAMO PUNO - JULIACA PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 2-2 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 LT 138 kV Puno ‐ Juliaca LT 220 kV Puno ‐ Juliaca (Proyecto) PORTICO Ampliación de Patio 220 kV LT 220 kV Moquegua ‐ Puno VISTA DE SUBESTACION PUNO Y SALIDA DE LINEA 220KV HACIA SE JULIACA PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 2-3 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 V‐2A LT 138 kV Puno ‐ Juliaca V‐1A SE Puno 220/138/60kV PORTICO VISTA DE SUBESTACION PUNO Y UBICACIÓN DE VÉRTICES V-1A Y V-2A PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 2-4 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 Carretera Puno ‐ Juliaca V‐3A LT 138 kV Puno ‐ Juliaca VISTA DE UBICACIÓN DE VÉRTICE V-3A PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 2-5 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 Carretera Puno ‐ Juliaca V‐4A LT 138 kV Puno ‐ Juliaca VISTA DE UBICACIÓN DE VÉRTICE V-4A PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 2-6 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 LT 138 kV Puno ‐ Juliaca V‐2B V‐1B Nueva SE Juliaca 220/138kV V‐5A VISTA DE UBICACIÓN DE VÉRTICES V-5A, V-1B, V-2B Y DE NUEVA SUBESTACIÓN JULIACA 220/138KV PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 2-7 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 LT 138 kV Juliaca‐Azangaro V‐3B JULIACA SE Juliaca 138Kv Existente LT 138 kV Puno ‐ Juliaca VISTA DE UBICACIÓN DE VÉRTICE V-3B PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 2-8 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 V‐5B V‐4B VISTA DE UBICACIÓN DE VÉRTICES V-4B Y V-5B PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 2-9 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 Carretera Juliaca ‐ Azangaro V‐8B LT 138 kV Juliaca‐Azangaro V‐6B V‐7B VISTA DE UBICACIÓN DE VÉRTICES V-5B, V-7B Y V-8B PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 2-10 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 V‐9B LT 138 kV Juliaca‐Azangaro VISTA DE UBICACIÓN DE VÉRTICE V-9B PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 2-11 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 V‐10B LT 138 kV Juliaca‐Azangaro VISTA DE UBICACIÓN DE VÉRTICE V-10B PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 2-12 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 V‐12B LT 138 kV Juliaca‐Azangaro V‐11B VISTA DE UBICACIÓN DE VÉRTICES V-11B Y V-12B PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 2-13 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 V‐13B LT 138 kV Juliaca‐Azangaro VISTA DE UBICACIÓN DE VÉRTICE V-13B PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 2-14 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 LT 138 kV Juliaca‐Azangaro V‐14B VISTA DE UBICACIÓN DE VÉRTICE V-14B PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 2-15 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 LT 138 kV Juliaca‐Azangaro V‐15B VISTA DE UBICACIÓN DE VÉRTICE V-15B PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 2-16 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 V‐16B LT 138 kV Juliaca‐Azangaro VISTA DE UBICACIÓN DE VÉRTICE V-16B PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 2-17 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 Vía interoceánica V‐17B LT 138 kV Juliaca‐Azangaro VISTA DE UBICACIÓN DE VÉRTICE V-17B PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 2-18 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 V‐20B Vía interoceánica V‐18B V‐19B LT 138 kV Juliaca‐Azangaro VISTA DE UBICACIÓN DE VÉRTICES V-18B, V-19B Y V-20B, CRUCE DE LT 138KV EXISTENTE PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 2-19 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 V‐22B LT 138 kV Juliaca‐Azangaro Vía interoceánica V‐21B VISTA DE UBICACIÓN DE VÉRTICES V-21B Y V-22B PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 2-20 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 SE Azángaro 138kV Existente Nueva SE Azángaro 220/138kV V‐23B LT 138 kV Juliaca‐Azangaro VISTA DE UBICACIÓN DE VÉRTICE V-23B Y DE NUEVA SUBESTACION AZANGARO 220/138 KV PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 2-21 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 ANEXO Nº 3 SELECCIÓN PRELIMINAR DE CONDUCTORES PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 3-0 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 SELECCIÓN PRELIMINAR DE CONDUCTORES ÍNDICE PAG. CONTENIDO 1.0 TIPO DE CONDUCTOR Y CONFIGURACIÓN ........................................2 2.0 EVALUACIÓN DE LOS CONDUCTORES POR AMPACITANCIA...........2 3.0 EVALUACIÓN DE CONDUCTORES POR PÉRDIDAS EN LA LÍNEA .....9 PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 3-1 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 1.0 TIPO DE CONDUCTOR Y CONFIGURACIÓN Por las características de la zona usualmente el conductor tipo ACSR ha sido el más empleado en este tipo de líneas, a raíz de su alta resistencia a la tracción mecánica, su muy buena relación esfuerzo/peso, su buena ampacidad y factores relacionados con la disponibilidad de los mismos. Otra alternativa efectiva son los conductores tipo AAAC debido a su buena resistencia a la tracción, su buena relación esfuerzo/peso y sus pérdidas de energía razonables. Sin embargo, debido al requerimiento de una gran capacidad de transmisión de corriente, una buena alternativa es el empleo de los conductores tipo ACAR debido a sus óptimas propiedades eléctricas y de tracción al igual que el ACSR. Tomando en cuenta además que, para un peso equivalente, el ACAR ofrece mayor fortaleza y mayor capacidad de corriente (Ampacity) que el conductor ACSR. En virtud a lo señalado y considerando la gran potencia a transmitir de 450 MVA por la línea proyectada en 220 kV de simple circuito, y siendo de longitud total considerable, 117km, se ha visto por conveniente evaluar las siguientes configuraciones de conductor ACAR: • Con un solo conductor por fase • Con dos conductores por fase 2.0 EVALUACIÓN DE LOS CONDUCTORES POR AMPACITANCIA A. Capacidad de Diseño y Condiciones de Operación de la Línea La selección del conductor ha sido efectuada considerando que la línea debe tener una capacidad nominal de 450 MVA en condición normal. La temperatura no debe superar la temperatura máxima de 75ºC. B. Metodología de Cálculo La capacidad de transporte de un conductor está en relación directa con su temperatura de trabajo, por lo que para las condiciones de trabajo señaladas en el literal A., se debe verificar que la temperatura del conductor no sobrepase los PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 3-2 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 límites permitidos de acuerdo con el tipo de material del mismo, considerando que para la Potencia Nominal la temperatura máxima no debe superar los 75 ºC. De acuerdo con lo señalado, la metodología de cálculo empleada para determinar la capacidad de transporte de los conductores, en las distintas condiciones de trabajo planteadas, será la recomendada en la IEEE Standard for Calculating the Current-Temperature Relationship of Bare Overhead Conductors (IEEE Std 7381993), considerando la radiación solar para el hemisferio sur. La metodología establece el balance térmico en el conductor para calcular la capacidad de estable del mismo a través de la siguiente relación general: Donde: Itc : Corriente en el conductor a la temperatura de cálculo en Amperios Qc : Pérdida de calor por convección en watts/unidad de longitud de conductor Qr : Pérdida de calor por radiación en watts/unidad de longitud de conductor Qs : Ganancia de calor por calentamiento solar en watts/unidad de longitud de conductor Rtc : Resistencia del conductor a la temperatura de cálculo en Ohm por unidad de longitud Tal como se ha establecido en las condiciones de operación de la línea, la temperatura del conductor en la condición de operación normal no debe superar los 75ºC. C. Condiciones Ambientales de Cálculo De acuerdo con el procedimiento usual en estos casos, para la determinación de la capacidad de los conductores se han asumido las condiciones climáticas en las PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 3-3 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 que se produciría la transferencia de calor, tomando como base las condiciones climáticas de la zona del proyecto. A partir de lo señalado las condiciones de trabajo asumidas son las que se indican a continuación: • • Condiciones ambientales o Temperatura ambiente del aire : 25 ºC o Velocidad del viento : 0,61 m/s o Dirección del viento : perpendicular al conductor Calentamiento solar o Altitud sobre el nivel del mar : 4 000 msnm o Latitud : 15º Sur o Fecha : mediados del mes de febrero (Verano en la latitud sur) D. o Hora : Mediodía o Tipo de atmósfera : Clara sin nubes o Coeficiente de absorción : 0,5 o Coeficiente de emisividad : 0,5 Conductores Evaluados Las características relevantes de las distintas secciones de conductores evaluados para esta línea, según su tipo, son los que se muestran en la Tabla 1. TABLA 1 : DATOS RELEVANTES DE CONDUCTORES TIPO ACAR* Conductores Evaluados ACAR-2x500MCM ACAR-2x600MCM ACAR-2x900MCM ACAR-1x1800MCM Formación Sección mm2 Al 2x253 2x304 2x456 1x912 15x4,12 15x4,51 33x3,96 42x4,36 Aleac. Al 4x4,12 4x4,51 4x3,96 19x4,36 Diámetro Resistencia Resistencia Resistencia total DC a 20ºC AC a 25ºC AC a 75ºC mm Ohm/km Ohm/km Ohm/km 20,60 22,57 27,74 39,27 0,1172 0,0977 0,0641 0,033 0,1205 0,1007 0,0671 0,03609 0,1433 0,1197 0,0796 0,04199 * Información obtenida de catálogos de fabricantes PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 3-4 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 E. Cálculos CONDUCTOR ACAR – 500MCM IEEE Std. 738-1993 method of calculation The solar heating model of IEEE P738/D1 (June 5 2003) has been substituted for that of IEEE Std 738-1993 for improved results outside 20 to 70 degrees North latitude and for times of day outside 10 am to 2 pm. Air temperature is 25.00 (deg C) Wind speed is 0.61 (m/s) Angle between wind and conductor is 90 (deg) Conductor elevation above sea level is 4000 (m) Conductor bearing is 90 (deg) (user specified bearing, may not be value producing maximum solar heating) Sun time is 11 hours (solar altitude is 74 deg. and solar azimuth is 121 deg.) Conductor latitude is -15.0 (deg) Atmosphere is CLEAR Day of year is 341 (corresponds to December 6 in year 2012) (day of the year with most solar heating) Conductor description: 500 kcmil 15/4 Strands ACAR Conductor diameter is 2.060 (cm) Conductor resistance is 0.1205 (Ohm/km) at 25.0 (deg C) and 0.1433 (Ohm/km) at 75.0 (deg C) Emissivity is 0.5 and solar absorptivity is 0.5 Solar heat input is Radiation cooling is Convective cooling is 13.159 (Watt/m) 12.448 (Watt/m) 45.416 (Watt/m) Given a maximum conductor temperature of 75.0 (deg C), The steady-state thermal rating is 558.5 amperes PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 3-5 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 CONDUCTOR ACAR – 600MCM IEEE Std. 738-1993 method of calculation The solar heating model of IEEE P738/D1 (June 5 2003) has been substituted for that of IEEE Std 738-1993 for improved results outside 20 to 70 degrees North latitude and for times of day outside 10 am to 2 pm. Air temperature is 25.00 (deg C) Wind speed is 0.61 (m/s) Angle between wind and conductor is 90 (deg) Conductor elevation above sea level is 4000 (m) Conductor bearing is 90 (deg) (user specified bearing, may not be value producing maximum solar heating) Sun time is 11 hours (solar altitude is 74 deg. and solar azimuth is 121 deg.) Conductor latitude is -15.0 (deg) Atmosphere is CLEAR Day of year is 341 (corresponds to December 6 in year 2012) (day of the year with most solar heating) Conductor description: 600 kcmil 30/7 Strands ACAR Conductor diameter is 2.257 (cm) Conductor resistance is 0.1007 (Ohm/km) at 25.0 (deg C) and 0.1197 (Ohm/km) at 75.0 (deg C) Emissivity is 0.5 and solar absorptivity is 0.5 Solar heat input is Radiation cooling is Convective cooling is 14.418 (Watt/m) 13.638 (Watt/m) 47.556 (Watt/m) Given a maximum conductor temperature of 75.0 (deg C), The steady-state thermal rating is 625.1 amperes PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 3-6 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 CONDUCTOR ACAR – 900MCM IEEE Std. 738-1993 method of calculation The solar heating model of IEEE P738/D1 (June 5 2003) has been substituted for that of IEEE Std 738-1993 for improved results outside 20 to 70 degrees North latitude and for times of day outside 10 am to 2 pm. Air temperature is 25.00 (deg C) Wind speed is 0.61 (m/s) Angle between wind and conductor is 90 (deg) Conductor elevation above sea level is 4000 (m) Conductor bearing is 90 (deg) (user specified bearing, may not be value producing maximum solar heating) Sun time is 11 hours (solar altitude is 74 deg. and solar azimuth is 121 deg.) Conductor latitude is -15.0 (deg) Atmosphere is CLEAR Day of year is 341 (corresponds to December 6 in year 2012) (day of the year with most solar heating) Conductor description: 900 kcmil 30/7 Strands ACAR - Adapted from 1970's Conductor diameter is 2.774 (cm) Conductor resistance is 0.0671 (Ohm/km) at 25.0 (deg C) and 0.0796 (Ohm/km) at 75.0 (deg C) Emissivity is 0.5 and solar absorptivity is 0.5 Solar heat input is Radiation cooling is Convective cooling is 17.720 (Watt/m) 16.762 (Watt/m) 52.780 (Watt/m) Given a maximum conductor temperature of 75.0 (deg C), The steady-state thermal rating is 806.9 amperes PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 3-7 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 CONDUCTOR ACAR – 1800MCM IEEE Std. 738-1993 method of calculation The solar heating model of IEEE P738/D1 (June 5 2003) has been substituted for that of IEEE Std 738-1993 for improved results outside 20 to 70 degrees North latitude and for times of day outside 10 am to 2 pm. Air temperature is 25.00 (deg C) Wind speed is 0.61 (m/s) Angle between wind and conductor is 90 (deg) Conductor elevation above sea level is 4000 (m) Conductor bearing is 90 (deg) (user specified bearing, may not be value producing maximum solar heating) Sun time is 11 hours (solar altitude is 74 deg. and solar azimuth is 121 deg.) Conductor latitude is -15.0 (deg) Atmosphere is CLEAR Day of year is 341 (corresponds to December 6 in year 2012) (day of the year with most solar heating) Conductor description: ACAR 1800MCM 48x13 Conductor diameter is 3.927 (cm) Conductor resistance is 0.0361 (Ohm/km) at 25.0 (deg C) and 0.0420 (Ohm/km) at 75.0 (deg C) Emissivity is 0.5 and solar absorptivity is 0.5 Solar heat input is Radiation cooling is Convective cooling is 25.085 (Watt/m) 23.729 (Watt/m) 62.955 (Watt/m) Given a maximum conductor temperature of 75.0 (deg C), The steady-state thermal rating is 1211.1 amperes PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 3-8 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 F. Resultados A partir de los datos de los conductores evaluados, y tomando en cuenta las variables de cálculo y las temperaturas de trabajo señaladas, se obtienen los resultados que se muestran en la Tabla 2. TABLA 2 : CAPACIDAD DE LOS CONDUCTORES EVALUADOS Conductor Tensión de Servicio kV Condición de Operación Temperatura Conductor ºC Capacidad del Capacidad Conductor Total MVA Amperios MVA ACAR-2x500MCM 220 Normal 75 559 213 426 ACAR-2x600MCM 220 Normal 75 625 238 476 ACAR-2x900MCM 220 Normal 75 807 307 614 ACAR-1800MCM 220 Normal 75 1211 461 461 De acuerdo con estos resultados, se puede apreciar que los conductores que cumplirían con la capacidad requerida en condición de operación normal de la línea son: • ACAR - 2x600 MCM • ACAR - 2x900 MCM • ACAR - 1x1800 MCM 3.0. EVALUACIÓN DE CONDUCTORES POR PÉRDIDAS EN LA LÍNEA De acuerdo al resultado del ítem anterior, se realiza la evaluación por pérdidas de las siguientes configuraciones y combinaciones de conductores: • Con dos conductores ACAR de 600 MCM por fase • Con dos conductores ACAR de 900 MCM por fase • Con un solo conductor ACAR de 1800 MCM por fase PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 3-9 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 El límite máximo de pérdidas Joule para un valor de potencia de salida igual a la capacidad de transmisión en operación normal, con un factor de potencia igual a 1,0 p.u. y tensión en la barra de llegada igual a 1,0 se calcula, para cada uno de los conductores evaluados, empleando la siguiente relación: é = ൬ 2 75℃ ൰ 100% Donde: Pnom : Potencia nominal de la línea en MVA Vnom : Tensión nominal de la línea en kV R75ºC : Resistencia total de la línea por fase, a la temperatura de 75 ºC y frecuencia de 60 Hz Aplicando la relación señalada con los datos de la línea y los conductores, se obtienen los porcentajes de pérdidas que se muestran en la Tabla 3 para el tramo de Línea de Transmisión Juliaca – Azángaro de 83 Km. TABLA 3 : PORCENTAJES DE PÉRDIDAS SEGÚN CONFIGURACIÓN DE CONDUCTORES Datos de operación del conductor Porcentaje Potencia Tensión R (75ºC) de Pérdidas MVA kV Ohm % ACAR-2x600MCM 450 220 7,00 4,62 ACAR-2x900MCM 450 220 4,66 3,07 ACAR-1800MCM 450 220 2,46 3,24 Conductor Por lo tanto, tomando en cuenta que el porcentaje de pérdidas en la línea no debe superar el 3% de la potencia total, se selecciona la configuración de 2 conductores por fase ACAR 2x900 MCM. PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 3-10 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 En cuanto a la regulación de la tensión en la barra de llegada, de acuerdo con lo señalado en la Norma Técnica de Servicios Eléctricos la variación del nivel de tensión en los puntos de entrega de energía no debe superar el ±5% de la tensión nominal en condiciones de operación normal. Este margen de variación debe ser cumplido y de ser necesario se debe considerar la compensación reactiva necesaria, en función al factor de potencia de la carga. En este caso corresponde al COES realizar dicho estudio. PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 3-11 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 ANEXO Nº 4 CALCULOS DE SELECCIÓN DE AISLAMIENTO PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 4-0 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 CALCULOS DE SELECCIÓN DEL AISLAMIENTO ÍNDICE PAG. CONTENIDO 1.0 NIVELES DE AISLAMIENTO DE LA LÍNEA.............................................2 1.1 CRITERIOS DE SELECCIÓN DEL AISLAMIENTO .......................2 1.2 EVALUACIÓN POR LONGITUD DE FUGA ...................................3 1.3 VERIFICACIÓN POR SOBRETENSIONES ATMOSFÉRICAS......5 1.4 DISTANCIAS EN AIRE ..................................................................7 1.5 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LOS AISLADORES.............7 1.6 CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS DE LAS CADENAS DE AISLADORES ................................................................................8 2.0 VERIFICACIÓN MECÁNICA DE LOS AISLADORES ..............................9 PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 4-1 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 1.0. NIVELES DE AISLAMIENTO DE LA LÍNEA De acuerdo con la norma IEC 60071-1 los niveles aislamiento asociados con la máxima tensión del sistema son los que se indican a continuación: - Tensión de operación nominal - Tensión máxima del sistema : 220 kV : 245 kV 2 - Tensión de sostenimiento al impulso atmosférico (LIWL ) : 1050 kV (pico) - Tensión de sostenimiento a 60 Hz 460 kV (eficaz) : Estos son valores definidos para condiciones específicas de temperatura y humedad, a nivel del mar (con una presión de 101,3 kPa), por lo que para condiciones distintas, como las que se presentan en instalaciones por encima de los 1000 msnm, requieren ser corregidos. 1.1 CRITERIOS DE SELECCIÓN DEL AISLAMIENTO Con el fin de garantizar un adecuado aislamiento en la línea se verificará el mismo aplicando los siguientes criterios: • Determinación del número de aisladores por cadena de acuerdo con la distancia de fuga necesaria por el nivel de contaminación en la zona del proyecto. • Verificación del nivel de aislamiento necesario frente a sobretensiones atmosféricas. • Verificación de la resistencia mecánica de la cadena de aisladores. Es importante señalar que tanto la IEC 60071-1 considera que para tensiones hasta los 245 kV, el nivel de aislamiento a la tensión de impulso es determinado principalmente por las descargas atmosféricas (Lightning Impulse Withstand Level – LIWL), que son las que ocasionan los mayores esfuerzos en el aislamiento, en tanto que las sobretensiones por maniobra (Switching Impulse Withstand Level – SIWL) cobran mayor importancia para tensiones iguales o superiores a los 300 kV. Por tal motivo sólo se especifican valores PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 4-2 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 estandarizados para sobretensiones por maniobra para tensiones mayores o iguales a 300 kV. De acuerdo con lo señalado no se verificará el aislamiento por sobretensiones de maniobra; sin embargo, como parte de las etapas posteriores de ingeniería se debe realizar esta verificación, además de la verificación frente a sobretensiones a frecuencia industrial. En cuanto a la zonificación de la línea, se ha efectuado el cálculo del aislamiento para una altitud de 4000 m.s.n.m. 1.2 EVALUACIÓN POR LONGITUD DE FUGA A. Criterios de Cálculo El número preliminar de aisladores por cadena, requerida de acuerdo con las condiciones de contaminación en la zona del proyecto se ha utilizado las siguientes relaciones: Donde: Lf : Longitud de fuga requerida de acuerdo con el nivel de contaminación mm Vmax : Tensión máxima del sistema de fase a tierra (142 kV) 2 Lfe : Longitud de fuga mínima recomendada en kV/mm Na : Número de aisladores por cadena La : Longitud de fuga de un aislador en mm δ : Densidad relativa del aire P : Presión del aire, en cm de Hg T : Temperatura del aire, en ºC Lightning Impulse Withstand Level PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 4-3 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 Para la aplicación de este cálculo es importante definir la longitud de fuga mínima que se tomará en cuenta para los cálculos, y, en tal sentido se adoptará un valor a partir de las longitudes recomendadas que se muestran en las Tabla 1.1 y 1.2. TABLA 1.1 - LONGITUDES DE FUGA RECOMENDADOS SEGÚN IEC 60815 Longitud de Fuga Específica Nivel de contaminación Según IEC 608151986 (mm/kV fase-fase) Según IEC 60815-2008 (mm/kVfase-tierra) 22 Muy ligero Ligero 16 28 Medio 20 35 Fuerte 25 44 Muy fuerte 31 55 TABLA 1.2 - LONGITUDES DE FUGA RECOMENDADOS SEGÚN EL DESIGN MANUAL FOR HIGH VOLTAGES TRANSMISSION LINES* Nivel de contaminación Muy ligero Longitudes de Fuga Recomendadas Longitud de Fuga Concentración de NaCl Específica (mm/kVfase(mg/cm2) tierra) 0 – 0,03 0 – 25,4 Ligero 0,03 – 0,06 25,4 – 31,75 Moderado 0,06 – 0,10 38,10 – 44,45 Fuerte 0,10 – 0,25 50,80 – 63,50 * Publicado por U.S. Department of Agriculture (Rural Utilities Service) A partir de la evaluación de los valores recomendados y tomando en cuenta que a lo largo de su recorrido la línea atraviesa zonas principalmente agrícolas, sin presencia de industrias, alejadas del mar y con un periodo de lluvias entre los meses de octubre y abril, se ha considerado utilizar una distancia de fuga mínima de 28 kVfase-tierra/mm, correspondiente a un nivel de contaminación ligero. PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 4-4 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 B. Resultados Aplicando las relaciones indicadas en el literal A. se ha determinado la longitud de fuga total requerida. Asimismo, para los cálculos se ha utilizado el aislador tipo estándar clase IEC 60305 U120B que, de acuerdo con catálogos de fabricantes, tiene una longitud de fuga 315 mm por aislador. Los resultados obtenidos para las dos áreas de carga definidas son los que se muestran en la Tabla 1.3. TABLA 1.3 - RESULTADOS CON DISTANCIAS DE FUGA Y NÚMERO DE AISLADORES Altitud msnm 4000* Longitud Distancia Densidad Nivel de de Fuga de fuga Relativa Contaminación Específica requerida δ (mm/kV) mm Ligero 28 0,633 Aislador Número Distancia aisladores por Tipo de fuga cadena (mm) 6281 U120B 315 20 * Se ha considerado como altitud media 4000 msnm. De acuerdo con estos resultados las cadenas requerirían 20 unidades (6 300 mm de longitud de fuga). 1.3 VERIFICACIÓN POR SOBRETENSIONES ATMOSFÉRICAS A. Criterios de Cálculo Para la evaluación por sobretensiones atmosféricas se ha calculado la tensión de contorneo (CFO) para la altitud a la que se ubica la línea, a partir de la tensión de sostenimiento al impulso atmosférico (LIWL) definida en el apartado 1.1., a través de la aplicación de la siguiente relación: PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 4-5 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 Donde: CFOL : Tensión de contorneo al impulso en la línea LIWL0 : Tensión de sostenimiento al impulso atmosférico (LIWL) hasta 1000 msnm σ : Desviación estándar (igual a 0,03 para el impulso tipo rayo) δ : Densidad relativa del aire, según la relación definida en el numeral 1.3 Una vez definida la tensión de contorneo al impulso (CFO) de la línea se ha determinado la cantidad de aisladores requeridos a partir de información proporcionada en catálogos de fabricantes, donde se indica la tensión de contorneo de una cadena según el número de aisladores que la componen y las características de los mismos; considerando que la tensión de contorneo de la cadena sea mayor a la de la línea. B. Resultados Luego de aplicar las relaciones y el procedimiento descrito en el literal A., utilizando el mismo aislador elegido para evaluar la longitud de fuga, se obtienen los resultados que se muestran en la Tabla 1.4. TABLA 1.4 - RESULTADOS DE VERIFICACIÓN POR ATMOSFÉRICO SEGÚN ÁREA DE CARGA Altitud msnm 4000 Densidad relativa del aire δ CFOL kV Tipo de aislador Aisladores requeridos por cadena 0,633 1823 U120B 21 * Características eléctricas de la cadena de conformidad con la norma fabricantes) PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc ONDA DE IMPULSO Tensión de contorneo a onda de impulso de la cadena (CFO)* (+) (-) kV (pico) kV (pico) 1825 1870 ANSI C.29.1 (según catálogos de Anexo 4-6 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 Como se puede apreciar, de acuerdo con esta verificación se requiere un aislador adicional, en relación con la cantidad determinada a partir del criterio de longitud de fuga, por lo tanto la longitud de fuga anteriormente calculada, también se incrementa. 1.4 DISTANCIAS EN AIRE Para establecer la distancia de fase a tierra y de fase a fase se ha utilizado el valor de la tensión de sostenimiento al impulso atmosférico (LIWL), corregido para la altitud de las dos áreas de trabajo de la línea, y a partir del mismo se ha identificado la distancia mínima según la correlación que establece la norma IEC60071-2 entre el LIWL y las distancias de aire, con los resultados que se indican a continuación: TABLA 1.5 - DISTANCIAS EN AIRE 1.5. Area LIWL (kV) D (m) 4000 msnm 1631 3,26 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LOS AISLADORES Las características técnicas relevantes de cada uno de los aisladores individuales seleccionados para componer las cadenas serían las que se indican en la Tabla 1.6. TABLA 1.6 - CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DEL AISLADOR SELECCIONADO Característica Unid. Valores Estándar U120B (según IEC 60305) Vidrio templado o porcelana Tipo de aislador Material Carga de rotura kN 120 Paso (espaciamiento) por aislador mm 146 PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 4-7 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 Característica Unid. Valores Diámetro mm 255 Longitud de fuga mm 315 Tipo de conexión Tensión soportada a frecuencia industrial en seco Tensión soportada a frecuencia industrial bajo lluvia Peso aproximado 1.6 16A kV 70 kV 40 kg 3,8 CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS DE LAS CADENAS DE AISLADORES A partir de los resultados obtenidos las cadenas de suspensión y ángulos menores estarían conformadas por 21 aisladores, con las características que se indican en la Tabla 1.8. TABLA 1.8 - CARACTERÍSTICAS DE CADENAS DE SUSPENSIÓN Característica Unid. Número de aisladores por cadena Longitud de fuga de la cadena Cadenas de suspensión 21 mm 6615 Tensión soportada a frecuencia kV industrial en seco Tensión soportada a frecuencia kV industrial bajo lluvia Tensión de contorneo a onda de impulso Positiva kVp 1100 Negativa kVp 810 1825 1870 En el caso estructuras de ángulos mayores se considerará un aislador adicional y en el caso de estructuras terminales y de anclajes se considerará dos aisladores adicionales. PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 4-8 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 2.0 VERIFICACIÓN MECÁNICA DE LOS AISLADORES Para la verificación mecánica de los aisladores se debe cumplir que la fuerza resultante debido a las cargas transversales y verticales a las que está sometida la cadena, en las condiciones de trabajo más desfavorables, no supere el 50% de su carga nominal de rotura, es decir que se cumpla la siguiente relación: Donde: CR : carga de rotura nominal de la cadena de aisladores Ft : Fuerza transversal total Fv : Fuerza vertical total De manera similar, en el caso de las cadenas de anclaje, el máximo tiro mecánico al que estarán sometidos los aisladores, en la condición de trabajo más desfavorable, tampoco debe superar el 50% de su carga nominal de rotura, es decir, se debe cumplir la siguiente relación: Donde: Ft : Fuerza longitudinal Esta verificación debe ser realizada sobre la base del cálculo mecánico de los conductores de fase y las hipótesis de trabajo establecidas de acuerdo con lo señalado en la Sección 25 del CNE Suministro para las áreas de carga del proyecto. PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 4-9 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 ANEXO Nº 5 REPORTES DE CALCULO DE TASA DE FALLAS PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 5-0 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 FLASH 2.01 Title GFD [per sq km] Span [m] Conductors Diameter [mm] Sag [m] Index 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tower Model Height Base Diameter -not used-not used-not used- LT 220KV PUNO-JULIACA-AZANGARO 4.02 English Units 360 27.74 11.07 X [m] -5.6 5.6 -6.6 Y [m] 31.8 27.7 24 # Bundled Spacing [mm] SI [m] 3 3 3 Details to Log File: Metric Units kV 220 220 220 2 457 Angle 0 120 240 c:\pls\flash1p10.out Log File: AC/DC? ac ac ac Shield Wires Diameter [mm] Sag [m] Index 1 2 11 9.4 X [m] -5.3 5.3 Exposed Conductors Index Conductor 1 1 2 2 3 3 4 Footing Resistances Percentage (*) Ohms 100 1 - Cone 35 6 4 2 70 [m] [m] [m] [m] [m] Do Not Edit: 1 - Cone 2 - H Frame 3 - Cylinder 4 - Waist Y [m] 35 35 Shield Wire 1 2 1 Shielding Angles Required Actual 15.68 3.98 19.23 2.04 22.60 6.13 Flashover Rates Backflash 30 Shielding Failure Total 1.71 /100 km/yr 0.00 /100 km/yr 1.71 /100 km/yr Version 2.01 - November 2011 PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 5-1 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 *** Start Shielding Analysis *** GFD = 4.02 Flashes to Line = 99.28 Idx Beta Icrit 1 0.86 10.22 2 0.86 10.59 3 0.86 11.04 *** End Shielding Analysis *** *** Start Backflash Analysis *** TS = 1.333 ZT = 168.42 TU = 0.1373 TV = 3997.28 RC = 0.5498 EC = 0.0796 GZ = 400.88 GC = 257.41 ZI = 72.95 Idx CF F2 F6 TA 1 0.5616 2220.7 1755.0 0.0125 2 0.4346 2220.7 1755.0 0.0286 3 0.3479 2220.7 1755.0 0.0431 *** Section 1 ( 100.00% of line) FR = 10.00 ZW = 56.12 SS = 0.31 Idx I2 I6 Icrit Prob 1 7.49 3.61 296.39 0.0 2 8.75 4.65 253.81 33.3 3 9.35 5.36 237.59 66.7 *** End Backflash Analysis *** IcrAvg 0.00 238.82 231.46 BFrate 0.00 0.10 0.21 *** Summary of Results ************************************************* Flashovers per 100 km per year: BFR = 0.31 SFFR = 0.00 TFR = 0.31 Shielding Angles [PhaseIdx, ShieldIdx, Required, Actual]: 1 1 15.68 3.98 2 2 19.23 2.04 3 1 22.60 6.13 PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 5-2 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 *** Start Shielding Analysis *** GFD = 4.02 Flashes to Line = 99.28 Idx Beta Icrit 1 0.86 10.22 2 0.86 10.59 3 0.86 11.04 *** End Shielding Analysis *** *** Start Backflash Analysis *** TS = 1.333 ZT = 168.42 TU = 0.1373 TV = 3997.28 RC = 0.5498 EC = 0.0796 GZ = 400.88 GC = 257.41 ZI = 72.95 Idx CF F2 F6 TA 1 0.5616 2220.7 1755.0 0.0125 2 0.4346 2220.7 1755.0 0.0286 3 0.3479 2220.7 1755.0 0.0431 *** Section 1 ( 100.00% of line) FR = 15.00 ZW = 52.86 SS = 0.56 Idx I2 I6 Icrit Prob 1 9.06 4.95 245.14 0.0 2 10.83 6.39 205.06 28.9 3 11.79 7.37 188.28 71.1 *** End Backflash Analysis *** IcrAvg 0.00 192.34 184.14 BFrate 0.00 0.15 0.41 *** Summary of Results ************************************************* Flashovers per 100 km per year: BFR = 0.56 SFFR = 0.00 TFR = 0.56 Shielding Angles [PhaseIdx, ShieldIdx, Required, Actual]: 1 1 15.68 3.98 2 2 19.23 2.04 3 1 22.60 6.13 PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 5-3 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 *** Start Shielding Analysis *** GFD = 4.02 Flashes to Line = 99.28 Idx Beta Icrit 1 0.86 10.22 2 0.86 10.59 3 0.86 11.04 *** End Shielding Analysis *** *** Start Backflash Analysis *** TS = 1.333 ZT = 168.42 TU = 0.1373 TV = 3997.28 RC = 0.5498 EC = 0.0796 GZ = 400.88 GC = 257.41 ZI = 72.95 Idx CF F2 F6 TA 1 0.5616 2220.7 1755.0 0.0125 2 0.4346 2220.7 1755.0 0.0286 3 0.3479 2220.7 1755.0 0.0431 *** Section 1 ( 100.00% of line) FR = 20.00 ZW = 49.78 SS = 0.87 Idx I2 I6 Icrit Prob 1 10.52 6.09 211.01 0.0 2 12.78 7.85 173.83 24.4 3 14.08 9.05 157.68 75.6 *** End Backflash Analysis *** IcrAvg 0.00 162.60 154.80 BFrate 0.00 0.19 0.68 *** Summary of Results ************************************************* Flashovers per 100 km per year: BFR = 0.87 SFFR = 0.00 TFR = 0.87 Shielding Angles [PhaseIdx, ShieldIdx, Required, Actual]: 1 1 15.68 3.98 2 2 19.23 2.04 3 1 22.60 6.13 PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 5-4 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 *** Start Shielding Analysis *** GFD = 4.02 Flashes to Line = 99.28 Idx Beta Icrit 1 0.86 10.22 2 0.86 10.59 3 0.86 11.04 *** End Shielding Analysis *** *** Start Backflash Analysis *** TS = 1.333 ZT = 168.42 TU = 0.1373 TV = 3997.28 RC = 0.5498 EC = 0.0796 GZ = 400.88 GC = 257.41 ZI = 72.95 Idx CF F2 F6 TA 1 0.5616 2220.7 1755.0 0.0125 2 0.4346 2220.7 1755.0 0.0286 3 0.3479 2220.7 1755.0 0.0431 *** Section 1 ( 100.00% of line) FR = 25.00 ZW = 46.86 SS = 1.24 Idx I2 I6 Icrit Prob 1 11.90 7.05 186.65 0.0 2 14.60 9.10 152.12 21.1 3 16.23 10.49 136.84 78.9 *** End Backflash Analysis *** IcrAvg 0.00 141.85 134.77 BFrate 0.00 0.24 1.01 *** Summary of Results ************************************************* Flashovers per 100 km per year: BFR = 1.24 SFFR = 0.00 TFR = 1.24 Shielding Angles [PhaseIdx, ShieldIdx, Required, Actual]: 1 1 15.68 3.98 2 2 19.23 2.04 3 1 22.60 6.13 PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 5-5 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 *** Start Shielding Analysis *** GFD = 4.02 Flashes to Line = 99.28 Idx Beta Icrit 1 0.86 10.22 2 0.86 10.59 3 0.86 11.04 *** End Shielding Analysis *** *** Start Backflash Analysis *** TS = 1.333 ZT = 168.42 TU = 0.1373 TV = 3997.28 RC = 0.5498 EC = 0.0796 GZ = 400.88 GC = 257.41 ZI = 72.95 Idx CF F2 F6 TA 1 0.5616 2220.7 1755.0 0.0125 2 0.4346 2220.7 1755.0 0.0286 3 0.3479 2220.7 1755.0 0.0431 *** Section 1 ( 100.00% of line) FR = 30.00 ZW = 44.09 SS = 1.67 Idx I2 I6 Icrit Prob 1 13.19 7.89 168.40 0.0 2 16.31 10.17 136.15 18.9 3 18.24 11.73 121.73 81.1 *** End Backflash Analysis *** IcrAvg 0.00 126.82 120.10 BFrate 0.00 0.28 1.39 *** Summary of Results ************************************************* Flashovers per 100 km per year: BFR = 1.67 SFFR = 0.00 TFR = 1.67 Shielding Angles [PhaseIdx, ShieldIdx, Required, Actual]: 1 1 15.68 3.98 2 2 19.23 2.04 3 1 22.60 6.13 PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 5-6 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 ANEXO Nº 6 GEOMETRÍA DE ESTRUCTURAS PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 6-0 PEPSA TECSULT MIEMBRO DE TECSULT AECOM 611-4100 - 628-9722 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 ANEXO Nº 7 DISTANCIAS MÍNIMAS DE SEGURIDAD PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 7-0 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I: Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte: A Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 TABLA 232-1 ajustadas: Distancias de seguridad vertical sobre superficies en metros Item Naturaleza de superficie D básica 23 kV D correg 245 kV D corr 4000 msnm Considerada 220 kV 1 2a 2b 3 4 5a 5b 6 A cruces Vías férreas de ferrocarriles Carreteras, avenidas sujetas a tráfico camiones Caminos, calle y otras areas a tráfico camiones Calzadas, zona de parqueo, y callejones Otros terrenos recorridos por vehículos Espacios y vías peatonales no transitables Calles y caminos en zonas rurales Aguas no navegables 8.0 7.0 6.5 6.5 6.5 5.0 6.5 7.0 2.22 2.22 2.22 2.22 2.22 2.22 2.22 2.22 2.89 2.89 2.89 2.89 2.89 2.89 2.89 2.89 10.9 9.9 9.4 9.4 9.4 7.9 9.4 9.9 8a 8b A lo largo y dentro de la franja de servidumbe Carreteras y avenidas Caminos calles o callejones 6.5 6.0 2.22 2.22 2.89 2.89 9.4 8.9 8c 8d Espacios y vias no transitables x vehículos Calles y caminos en zonas rurales 5.0 5.0 2.22 2.22 2.89 2.89 7.9 7.9 TABLA 233-1 ajustadas: Distancias seguridad vertical entre conductores diferentes estructuras en metros 233.C 1 2 3 4 Nivel inferior Retenidas, alambres neutros, cables de guarda Comunicaciones: retenidas, conductores y cables Cables, autoportantes BT y MT Conductores desnudos hasta 750 V Nivel superior : Conductor de suministro D básica D correg D corr 23 kV 245 kV 4000 msnm 1.20 1.80 1.20 1.20 2.22 2.22 2.22 2.22 Considerada 220 kV 2.89 2.89 2.89 2.89 4.1 4.7 4.1 4.1 5 Conductores desnudos hasta 23 kV 1.20 2.22 2.89 4.1 6 Conductores desnudos 33 kV 1.32 2.22 2.89 4.2 7 Conductores desnudos 66 kV 1.70 2.22 2.89 4.6 8 Conductores desnudos 138 kV 2.42 2.22 2.89 5.3 9 Conductores desnudos 220 kV 3.42 2.22 2.89 6.3 TABLA 234-1 ajustadas: Distancias seguridad vertical/horizontal de conductores a instalaciones Nivel superior : Conductor de suministro Naturaleza de superficie 234 1 1a 1b 1c Edificaciones Horizontal : Paredes, balc, ventanas, fácil acceso (*) Vertical : techos, balcones, barandas accesibles o no accesibles a peatones Vertical: sobre techos accesibles a vehículos Considerada D básica 23 kV D correg 245 kV D corr 4000 msnm 220 kV 2.50 4.00 6.50 2.22 2.22 2.22 2.89 2.89 2.89 5.4 6.9 9.4 2 Letreros, chimeneas, carteles, anteas de radtio y tv, etc 2a Horizontal: (*) 2.50 2.22 2.89 5.4 2b Vertical: sobre pasillos y otros donde transite personal 4.00 2.22 2.89 6.9 23c Vertical: sobre otros no accesibles a peatones 3.50 2.22 2.89 6.4 (*) Con viento: ver regla 234.D.1.b PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951210.doc Anexo 7-1 COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I – Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte B Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 ANTEPROYECTO “LINEA DE TRANSMISION EN 220 kV PUNO – JULIACA – AZANGARO Y SUBESTACIONES” INFORME FINAL VOLUMEN I LÍNEAS DE TRANSMISIÓN EN 220 kV PUNO-JULIACA-AZÁNGARO N° 9-539-5-002-0 PARTE B PLANOS PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951220.doc i COES SINAC Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional 9-539-5-002-0 Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Informe Final Volumen I – Líneas de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Parte B Revisión: 0 Fecha: 03-04-2012 ANTEPROYECTO “LINEA DE TRANSMISION EN 220 kV PUNO – JULIACA – AZANGARO Y SUBESTACIONES” INFORME FINAL VOLUMEN I LÍNEAS DE TRANSMISIÓN EN 220 kV PUNO-JULIACA-AZÁNGARO N° 9-539-5-002-0 INDICE DE PLANOS ITEM DESCRIPCION N° DE PLANO N° REV. ARCHIVO HOJA 1 Ubicación Geográfica del Proyecto 9539-GE-002 1/1 0 953960120.dwg 2 Línea de Transmisión – Trazo de Ruta 9539-LT-001 1/1 0 953960120.dwg 3 Geometría de Torres Típicas 9539-LT-002 1/1 0 953960120.dwg PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 953951220.doc ii PEPSA TECSULT MIEMBRO DE TECSULT AECOM 611-4100 - 628-9722 PEPSA TECSULT MIEMBRO DE TECSULT AECOM 611-4100 - 628-9722 PEPSA TECSULT MIEMBRO DE TECSULT AECOM 611-4100 - 628-9722
