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ABSOLUCION DE CONSULTAS ADS -0014-2004-EGEMSA ABSOLUCION DE CONSULTAS ADS-0014-2004-EGEMSA POSTOR Nº 1: Pregunta Nº 1: SI 02 EMPRESAS QUE CONSORCIAN TIENEN QUE COMPRAR LAS BASES 02 O SOLO UNA DE ELLAS. Respuesta Al menos una de ellas. Pregunta Nº 2: DE LOS ADELANTOS EL ARTICULO 129 INDICA QUE SE DARA EL 20 % DE ADELANTO DEL MONTO DEL CONTRATO Y 40 % PARA ADELANTO DE MATERIALES, INSUMOS Y SERVICIOS A UTILIZARSE EN EL OBJETO DEL CONTRATO CON UNA CARTA FIANZA SOLIDARIA A FAVOR DE EGEMSA CON UNA VIGENCIA DE 30 DIAS POSTERIORES A LA FECHA DE L CUMPLIMIENTO DEL CONTRATO EGEMSA SE REGIRA A ESTE DISPOSITIVO?. Respuesta Los postores podrán considerar en sus propuestas económicas los adelantos que estimen convenientes de acuerdo a lo especificado en el artículo 129 del Reglamento de la Ley de Contrataciones y Adquisiciones del Estado. Así mismo la empresa hará efectivo dichos adelantos previa presentación de las garantías correspondientes. POSTOR Nº 2: Pregunta Nº 1: En el ítem 2.4, los conductores subterráneo son N2XSEY tripolar, N2XSY monopolar y NYY tripolar, es posible utilizar conductores del tipo N2YSY monopolar o N2XSY monopolar en vez del N2XSEY y NYY triple en vez del tripolar, aclarar. Respuesta El Postor puede usar el conductor N2XSY monopolar (01 por fase) en vez del N2XSEY, debe incluir los accesorios de instalación adicionales (cintas de amarre). Con respecto al cable NYY tripolar, se puede utilizar la configuración triple solicitada considerando que el Postor asume los costos en suministro y mano de obra en la instalación de los ac cesorios adicionales que se requerirán. Pregunta Nº 2: En el ítem 2.6 se solicita perno ojo de FºGº, pero tratándose de postes de CºAºCº y FºGº se debe de utilizar abrazadera de FºGº de 3” x 3/8” con pernos y tuercas; asimismo debe ser con plancha de FºGº o bloque de concreto, mas no ambos, aclarar. Respuesta Para los postes de FºGº y CºAº se utilizara abrazaderas y planchas de FºGº. Pregunta Nº 3: 1/26 ABSOLUCION DE CONSULTAS ADS -0014-2004-EGEMSA En el ítem 2.13 el conductor triple o monopolar solicitado es N2KY, pero dicho conductor no existe en el mercado pero si el N2XY, aclarar. Respuesta El conductor solicitado es el N2XY de acuerdo a lo descrito en la tabla de características del item 2.13. Pregunta Nº 4: En el item 3.4 Planos y detalles se indica una relación de detalles, pero en el expediente faltan dichos detalles, aclarar. Respuesta I CALCULOS JUSTIFICATIVOS A.- CALCULO ELECTRICO LINEA AEREA 1.1 GENERALIDADES En el proyecto de electrificación del sistema de distribución se realizara el cálculo de Flujo de potencia para las Redes de Distribución primaria y de Caída de Tensión, que permite la determinación apropiada de los Calibres de los Conductores. Los cálculos se desarrollan en base al C. N. E , Normas de la EM/DGE e informaciones técnicas relacionadas con este fin. 1.1.1 FACTORES CONSIDERADOS EN EL DISEÑO Cuadro No.1 FACTORES SERVICIO PARTICULAR Máxima caída de Tensión 5% Factor de Potencia 0.9 Factor de Simultaneidad 0.5 (*) Para un alimentador Rural puede ser de 6%. 1.1.2 ALUMBRADO PUBLICO 5% 0.9 1.0 REDES PRIMARIAS 3.5 % (*) 0.9 0.6 CARACTERISTICAS DE LA RED - Tensión - Frecuencia - Conductor 1.2 CALCULO DE REDES PRIMARIAS 1.2.1 NIVEL DE AISLAMIENTO : : : 10.5 KV. 60 Hz. Aleación de Aluminio 25 mm2 El sistema debe soportar las tensiones de operación nominal y además, aquellas sobre tensiones momentáneas que pueden ser de origen externo o interno sin que llegue a producir flameo. Considerando que las instalaciones se hallan a la intemperie y que la altura promedio es de 1750 m.s.n.m el nivel de aislamiento seleccionado para los equipos deberá tener presente estas condiciones así como el sistema de puesta a tierra. El cuadro siguiente muestra las características de aislamiento para los diferentes niveles de tensión adoptados. 2/26 ABSOLUCION DE CONSULTAS ADS -0014-2004-EGEMSA Cuadro No.2 TENSION NOMINAL DEL SISTEMA KV EFICAZ TENSION MAXIMA DEL SISTEMA KV EFICAZ CLASE DE TENSION NO AISLAMIENT DISRUPTIVA AL O IMPULSO KV (NBA) (1) (2) (1) (2) 10 (1) 11.0 12 13.2 (2) 14.5 15 95 34 22.9 25.2 25 150 50 28 125 40 22.9/13.2 (2) 25/14.5 (1) PRACTICA EUROPEA (2) (2) PRACTICA USA - CANADA. 75 TENSION NO DISRUPTIVA A 60 HZ (KV EFICAZ) 28 FACTOR DE CORRECCION POR ALTURA La altura de operación promedio es de 1750 m s n m, por tanto, es necesario establecer el factor de corrección por altitud, el mismo que viene dado por la expresión: Fh = 1 + 1.25 (H - 1000)x10-4 Donde : Fh : Factor de corrección por altitud. H : Altura sobre el nivel del mar. Fh = 1 + 1.25 (H - 1000)x10-4 Fh = 1.09375 1.2.2 DISTANCIAS ELECTRICAS DE SEGURIDAD Con el objeto de asegurar el aislamiento de las fases ante el riesgo de cortocircuitos se han tomado en cuenta las recomendaciones del Código Americano de Seguridad Eléctrica (NESC), el que considera la distancia mínima entre fases en el punto medio del vano máximo. 0.10m fmáx H H = 0.10 + fmáx + h + He He = 0.10 H + 0.60 h Donde : H : Altura de poste (m) fmax : Flecha máxima (m) h : Altura min. sobre la superficie (m) He : Altura mín de empotramiento (m) He : 1.7 mt He 3/26 ABSOLUCION DE CONSULTAS ADS -0014-2004-EGEMSA 1.2.2.1 Distancia Mínima de los Conductores al Terreno La altura de los apoyos será la necesaria para que los conductores, con su flecha máxima vertical, queden situados por encima de cualquier punto del terreno o superficie a una altura mínima de: hmin = 5.3 + UxFh 150 Donde : h min U Fh hmin : : : : Distancia mínima de los conductores al terreno (m). Tensión nominal en KV. Factor de corrección por altitud (1.09375) 5.40 m. Según el C. N. E. Tabla 2-XX la distancia mínima entre conductores y vías secundarias (calles y caminos) es de 6.0 m. La distancia de conductores de líneas rurales sobre el terreno pueden ser menores en 0.50 m., de las que se señalan para calles y caminos. 1.2.2.2 Distancia Mínima entre Conductores. La distancia de los conductores sometidos a tensión mecánica entre si, así como entre los conductores y los apoyos, debe ser tal que no haya riesgo alguno de cortocircuito ni entre fases ni a tierra, teniendo presente los efectos de las oscilaciones de los conductores debidas al viento y al desprendimiento de la nieve acumulada sobre ellos. D = K f +δ + UxFh 150 Donde : D F d : Separación entre conductores (m). Flecha máxima en metros. Longitud en metros de la cadena de suspensión (0.550 m). : : Para aisladores rígidos d = 0 U : Tensión nominal en KV. Fh : Factor de corrección por altitud. K : Coeficiente que depende de la oscilación de los conductores con el viento (K=0.55;0.60;0.65). D : 0.70 m . 1.2.2.3 Distancia mínima entre los conductores, sus accesorios en Tensión y los apoyos d min = 0.1 + Donde: d min : UxFh 150 Distancia mínima entre los conductores y sus apoyos en metros (valor mínimo 0.2 m.) 4/26 ABSOLUCION DE CONSULTAS ADS -0014-2004-EGEMSA 1.2.3 U Fh : : Tensión nominal en KV. Factor de corrección por altitud (1.09375) d min = 0.18 m PARAMETROS DE LA LINEA PRIMARIA 1.2.3.1 Resistencia eléctrica Considerando la temperatura de trabajo del conductor, se tiene: R2 = R1 (1 + ∝(t2 - t 1 )) Ohm/Km Donde: R2 R1 ∝ t1 t2 : : : : : Resistencia final a 40 °C. Resistencia a 20 °C. Coeficiente de dilatación térmica a 20 °C = 0.0036 (Aleación de Aluminio) Temperatura (20 °C). Temperatura de operación del conductor (28 °C). SISTEMA MRT RC = R2 + 0.06 Ω/Km 1.2.3.2 Reactancia inductiva Para hallar la reactancia se considera la disposición horizontal con las distancias proporcionadas en el ítem 2.2.2. y se calcula con la siguiente formula : 2 DMG X L = 4πf 0.25 + ln *10 − 4 K * d Donde : XL : DMG : Reactancia Inductiva (Ω/Km) Distancia Media Geométrica (m) . DMG = 3 √ D1 *D2 *D3 (Sistema Trifásico) DMG = D1 1.2.4 K : d f : : Ω/Km (Sistema Monofásico) Factor de corrección por Nro de hilos. 0.726 para 07 hilos 0.758 para 19 hilos Diámetro del conductor Frecuencia (60 Hz). CAIDA DE TENSION Y PERDIDAS DE POTENCIA 1.2.4.1 Generalidades La caída de tensión y pérdidas de potencia han sido calculadas considerando todas las cargas con potencias para el horizonte del proyecto de 20 años; haciéndose uso para ello de los parámetros indicados anteriormente y las fórmulas siguientes: 5/26 ABSOLUCION DE CONSULTAS ADS -0014-2004-EGEMSA a) Sistema trifásico: % ∆ V 3Φ = Donde %DV3F P L V ∑P L FCT 10 V 2 Porcentaje de caída de tensión 3 ∅. Potencia Total (KW). Longitud (Km). Tensión (KV). : : : : FCT = R 40 + X L3Φ tan Φ Donde FCT R40 XL3F ∅ Factor de Caída de Tensión 3 ∅. Resistencia a 40°C (Ω/Km). Reactancia Inductiva 3 ∅ (Ω/Km). Angulo de Factor de Potencia : : : : b) Sistema monofásico: % ∆V 1Φ = %DV1∅ P L V : : : : 2P L FCT V Porcentaje de caída de tensión 1∅. Potencia (KW). Longitud (Km). Tensión (KV). FCT = R 40 + X L1Φ tan Φ Donde: FCT R40 XL1∅ ∅ : : : : Factor de Caída de Tensión 1 F. Resistencia a 40°C (Ω/Km). Reactancia Inductiva 1 ∅ (Ω/Km). Angulo de Factor de Potencia La Tabla adjunta muestra los valores de los parámetros para las diferentes secciones del conductor a adoptarse en la configuración del sistema. Parámetros N2YSY 35 mm2 AAAC 25 mm2b Xl 0.1627 0.114 Cuadro No.3 R 40ºC 0,627 0,035 Tang f 0,483 0.483 P MW 0,3 0,3 ?V% 0,024 0.205 6/26 ABSOLUCION DE CONSULTAS ADS -0014-2004-EGEMSA La potencia indicada es el consumo proyectado de la cámara de carga y estimada en 0,3MW La caída de tensión total ?V% es < 5% Cuadro No. 4 CUADRO DE PARAMETROS DE LOS CONDUCTORES DE COBRE Y DE ALUMINIO Material Densidad Resistivi Conductiv Coeficiente Modulo Esfuerzo Coeficiente de a 20 ºC dad ilidad % térmico de de mínimo de dilatación gr/cm3 a 20 ºC IACS resistencia Elasticida rotura Lineal a 20ºC gr/cm3 20ºC por ºC d Kg/mm2 Kg/mm2 por ºC Cobre 8.89 0.01724 100 0.00393 10,000 25 1.7x10 -5 Blando Cobre 8.89 0.01783 96.66 0.00384 11,500 35 1.7x10 -5 Semiduro Cobre 8.89 0.01790 96.16 0.00382 12,650 42 1.7x10 -5 Duro Aleación 2.7 0.0328 52.50 0.00360 5,700 28 2.3x10 -5 Aluminio Cuadro No. 5 CARACTERISTICAS DE LOS CONDUCTORES DE ALEACION DE ALUMINIO TIPO AAAC SECCION NOMINAL (mm2) 16 25 35 50 70 90 NUMERO DE HILOS 7 7 7 19 19 19 DIAMETRO TOTAL (mm) Resistencia a 20ºC TIRO DE PESO (Ohm/Km) ROTURA (KN) (Kg/Km) 5.10 6.42 7.56 8.90 10.70 12.60 2.09 1.37 0.97 0.67 0.507 0.357 4.44 6.77 9.60 13.82 18.38 26.05 43 66 94 133 181 256 Cuadro No. 6 PARAMETROS 25 Diámetro (mm) 6.42 ------ ------ ------------- 1.469 ----- DMG 3F (m) 0.9 ----- ------- ------ ------ ------- X L3F (W/Km) 0.467 ----- ------- ------ ------ ------- FCT 3F 0.484 ----- ------- ------ ------ ------- Resistencia a 40°C (W/Km) ----- SECCION (mm2) -------------------------------------------- Resistencia a 20°C (Ohm/Km) 1.37 --------- ------- ------ ------ ------- Es oportuno señalar que por tratarse de cargas de tipo Rural se ha considerado un límite máximo admisible de caída de tensión del 6% según la referencia del C. N. E. ítem 2.1.3. y 3.0% Perdida de Potencia Eléctrica. 1.2.4.2 Potencia a transportar. La potencia que puede transportar en función de la longitud y la caída de tensión será: P= 10U 2 ∆U % ( R + X tan gϕ )L P=1223,95 kW 7/26 ABSOLUCION DE CONSULTAS ADS -0014-2004-EGEMSA 1.2.4.3 Pérdida de potencia ∆ P % = 3 RLI 2 I= P 3 *U cos ϕ I= 20,62 Amperios ∆P= 0,3 % 1.2.4.4 Diagrama Unifilar de las Redes Primarias. Este diagrama se muestra en el plano Nº 1 1.2.4.5 Cálculo de Flujo de Potencia. Los resultados fueron calculados mediante el software Neplan tomando en consideración lo siguiente: Carga activa de la línea actual hasta la Represa : 0,8 MW Carga reactiva de la línea actual hasta la Represa : 0,4 MVAR Carga activa proyectada de la Cámara de carga : 0,3 MW Carga reactiva proyectada de la Cámara de carga : 0,1MVAR Cálculos de Flujo de Potencia L-Represa P=800,0 kW Q=400,0 kvar F-425141 P=-1111,1 kW Q=-587,3 kvar 60LGA 10,5 kV u=100,00 % P1 10,5 kV u=99,93 % Lsubteránea P=1111,1 kW Q=587,3 kvar I=69,1 A Ploss=0,9 kW Qloss=0,3 kvar C.Carga 10,5 kV u=99,17 % P=300,0 kW Q=186,0 kvar I=19,6 A Ploss=0,0 kW Qloss=0,1 kvar Laérea P=1110,2 kW Q=587,0 kvar I=69,1 A Ploss=10,2 kW Qloss=1,0 kvar Transf Distribución Tap=0 P=-300,0 kW Q=-185,9 kvar I=540,8 A Ploss=0,0 kW Qloss=0,1 kvar N425158 0,38 kV u=99,15 % camara de carga P=300,0 kW PF=0,850 8/26 ABSOLUCION DE CONSULTAS ADS -0014-2004-EGEMSA 1.3 1.3.1 COORDINACION DE PROTECCION Generalidades Con el objeto de brindar la máxima seguridad a los equipos de las instalaciones, tales como transformadores, aisladores, cables, etc. se ha previsto limitar el efecto de la corriente de falla mediante la utilización de dispositivos de protección adecuadamente dimensionados y coordinados. Bajo las condiciones referidas, se ha efectuado la coordinación de protección de las líneas en 10.5 KV. Con este propósito se ha determinado el cálculo de las corrientes de falla que nos permitirá establecer el análisis de la coordinación de protección. 1.3.2 Consideraciones para el Cálculo de las Corrientes de Falla Se han establecido las siguientes premisas: a).- Se ha considerado el diagrama unifilar que contiene el esquema topológico del conjunto que corresponde a las condiciones de máxima demanda para el cálculo de las corrientes de falla. - Diagrama Unifilar de la Red de Distribución en 10.5 KV CHM.-Cámara de carga. b).- 1.3.3 Los valores de las corrientes de falla en cualquier punto de la red se ha considerado como el limitado por la impedancia de los circuitos y de los equipos conectados entre la fuente y el punto de falla, independiente de las cargas por ser una red pasiva. Impedancia de Secuencia de la Línea La impedancia de secuencia positiva y negativa viene dada por: Z(1,2) = R + JXL La impedancia de secuencia cero se determina a partir de la siguiente expresión: R0 = R25°C + 0.002864 f X 0 = 0.521 log De 1 /9 (GMR Drs2 D 2st D2rt ) De = 85 Donde: p GMR GMR r' 1.3.4 : : : : 3 ρ Resistividad del terreno (250 W/m). 0.726 r' (conductor de 7 hilos). 0.758 r' (conductor de 19 hilos). Radio del conductor. Impedancia Característica de la Línea Para la determinación de este parámetro se ha calculado previamente la capacitancia debida al 9/26 ABSOLUCION DE CONSULTAS ADS -0014-2004-EGEMSA efecto capacitivo de la línea mediante la fórmula de Fisher-Himmen: C= Donde: C 0.0024x10-6 D Log 2 m Kd : (mf/Km). : Distancia eléctrica de los conductores. : Diámetro del conductor. : Factor de corrección por número de hilos. Dm d K L = 0.544 2π f Con lo que la impedancia resulta: característica de la línea se da en ohmios, y Zc = 1.3.5 Capacitancia L C Corrientes de Cortocircuito Corriente en el primario del transformador Ip = P 3 *Up Ip= 3.299 Amperios Corriente de cortocircuito primario Iccp = Pcc 3 * Up Iccp= 16.49 Amperios Iccp = P Ucc 3* *Vs 100 Iccp= 2.28 Amperios. 1.6 VALORES DE CORRIENTE EN EL TRANSFORMADOR- LADO DE ALTA Por las siguientes relaciones: Ip3f = Ip1f Isp Icc Iins = = = = S V√3 S/V 1.5 Ip 20 I p 12 I p Donde: S Ip : : Potencia del transformador (KVA). Corriente nominal en el primario (A). 10/26 ABSOLUCION DE CONSULTAS ADS -0014-2004-EGEMSA Isp Icc Iins : : : Corriente de sobrecarga máxima en el primario (A). Corriente de corto circuito en Alta Tensión (A). Corriente de inserción (A). Se obtienen los siguientes valores: SISTEMA TRIFASICO 10.5 KV. Cuadro No.7 S (KVA) 60 1.7 Ip (A) Isp (A) Icc (A) Iins (A) MT MT MT MT 3.21 4.95 65.98 39.59 VALORES DE CAPACIDAD DE LOS FUSIBLES TIPO K Cuadro No.8 CAPACIDAD DE FUSIBLES TIPO K, QUE CUMPLEN CON NORMAS EN EL LADO DE ALTA TENSION DE LOS TRANSFORMADORES S (KVA) CAPACIDAD RECOMENDADA 3 1H 5 1H 10 2H 15 2H 25 3H 50 5H 100 8H 160 10H Cuadro No.9 FUSIBLE PROTECTOR (A) 6K 8K 10K 12K 15K 20K 25K 30K 40K 50K 65K 80K 8K FUSIBLE PROTEGIDO (A) 10K 12K 14K 20K 25K 30K 40K 50K 65K 80K 190 MAXIMA CORRIENTE DE FALLA 350 510 650 840 106 134 210 440 650 840 0 0 300 540 840 106 134 320 710 0 0 430 106 134 0 0 105 134 0 0 870 134 500 0 110 0 170 0 170 0 170 0 170 0 170 0 170 0 220 0 220 0 220 0 220 0 220 0 220 0 280 0 280 0 280 0 280 0 280 0 280 0 100 K 140 K 200 K 390 0 390 0 390 0 390 0 390 0 390 0 580 0 580 0 580 0 580 0 580 0 580 0 920 0 920 0 920 0 920 0 920 0 920 0 11/26 ABSOLUCION DE CONSULTAS ADS -0014-2004-EGEMSA FUSIBLE PROTECTOR (A) 8K FUSIBLE PROTEGIDO (A) 10K 12K 14K 20K 25K 30K 40K 50K 65K 80K MAXIMA CORRIENTE DE FALLA 660 100K 140K 135 0 850 220 0 170 0 110 0 280 0 280 0 220 0 145 0 100 K 140 K 200 K 390 0 390 0 390 0 350 0 240 0 580 0 580 0 580 0 580 0 580 0 450 0 200 0 920 0 920 0 920 0 920 0 920 0 920 0 910 0 410 Cuadro No.10 FUSIBLE PROTECTOR (A) 1H 2H 3H 5H 8H COORDINACION ENTRE FUSIBLES TIPO K y H FUSIBLE PROTEGIDO (A) 8 10K 12K 14K 20K 25K 30K 40K 50K 65K 80K 100 140K 200K K K MAXIMA CORRIENTE DE FALLA 125 280 380 510 650 840 106 134 170 220 280 390 5800 9200 45 220 450 650 840 0 0 0 0 0 0 5800 9200 45 220 450 650 840 106 134 170 220 280 390 5800 9200 45 220 450 650 840 0 0 0 0 0 0 5800 9200 45 220 450 650 840 106 134 170 220 280 390 5800 9200 0 0 0 0 0 0 106 134 170 220 280 390 0 0 0 0 0 0 106 134 170 220 280 390 0 0 0 0 0 0 Cuadro No.11 CALIBRE DE LOS FUSIBLES PARA LA PROTECCION CONTRA CORTO CIRCUITO DEL TRANSFORMADOR Potencia del transformador KVA Calibre de los fusibles en Amperios <= 400 25 (20 KV) 40 (15 KV) 630 40 (20 KV) 63 (15 KV) 1000 63 (20 KV) 100 ( 15KV) 12/26 ABSOLUCION DE CONSULTAS ADS -0014-2004-EGEMSA 1.8.1 ILUMINACION DE ACCESOS 1.8.1.1 Características de Diseño ESPECIFICACION Altura de montaje Tipo de Revestimiento Ancho de laVía Número de Carriles Disposición Distancia/Luminarias Angulo de Inclinación Tipo de Red Tipo de Conductor Sección de Conductor Poste Pastoral Luminaria (Clas. Fotom) Lámpara Caída de Tensión Máx. Cuadro No.12 CALLES SECUNDARIAS CARACTERISTICAS 7,50 m. Tierra. 3,00 m. 1 Unilateral 15 m (promedio) 0 Subterránea en tubería y empotrada en tubería NK2Y 6 mm² Fo.Go. 7 mt 4 y 3 pulgadas Parabólico de Fº Gº de 0.40 x 0.60 mt,15º de elevación Corta Tipo II, Haz Semi -Recortado Vapor de Sodio Ovoidal A.P. 70 W < 5% Se considera en 2 mt en promedio el ancho del acceso a iluminar, siendo este en un tramo total aproximado a 30 mt. B .- CALCULO MECANICO DE CONDUCTORES 2.1 GENERALIDADES El Cálculo Mecánico del Conductor, se realiza con la finalidad de asegurarle al conductor buenas condiciones de funcionamiento en las Hipótesis que se formulan más adelante. También es importante para la optimización del uso de soportes que se emplearán en el Proyecto. El cálculo mecánico de los conductores se efectúa teniendo en cuenta las normas de la DGE/MEM., el CNE. Tomo IV y las Normas y Recomendaciones Internacionales. 2.2 BASES DE CALCULO Cuadro No. 14 CARACTERISTICAS DE CONDUCTORES DE ALEACION DE ALUMINIO TIPO AAAC (ALL ALUMINIUM ALLOY CONDUCTORS) Sección Nominal Conductor mm² 25 35 50 Sección Real Conductor mm² 24.25 34.36 49.48 7 7 7 Diámetro Exterior mm 6.30 7.50 9.00 Peso Unitario Kg/Km 67.0 94.0 135.0 Carga Mínima de Rotura KN 6.77 9.60 13.82 Modulo de Elasticidad Kg/mm² 5700 5700 5700 Número de Hilos 13/26 ABSOLUCION DE CONSULTAS ADS -0014-2004-EGEMSA CARACTERISTICAS DE CONDUCTORES DE ALEACION DE ALUMINIO TIPO AAAC (ALL ALUMINIUM ALLOY CONDUCTORS) Coeficiente de Dilatación Lineal /°C 23x10-6 23x10-6 23x10-6 2.3 Vano Básico m 150 150 150 Velocidad del Viento Km/Hr 90.0 90.0 90.0 CONCEPTOS BASICOS - Sobrecarga ejercida por el viento sobre el conductor Wvc = Pv (D + 2e)/1000 (Kg/m) - Sobrecarga ejercida por el hielo sobre el conductor Whc = 0.00286 (D*e + e²) (Kg/m) - Peso unitario resultante Wr² = ((Wc + Whc)² + Wvc²) (kg/m) - Tensión de rotura Tr = sr S (Kg) - Tensión máxima Tmax = Tr/Cs (Kg) - Esfuerzo máximo smax = Tmax/S (Kg/mm²) - Flecha f = (Wr d²) / (8 S smax) (m) - Ecuación de la plantilla de flecha máxima Y = (Eh/d)² * (0.04 fmax/Ev) * X² - Vano básico. dr = (Sd i3 /Sd i)½ (m) - Tensión de cada día TCD = Tmax/Tr * 100 (%) 2.4 HIPOTESIS DE CALCULO HIPOTESIS I Temperatura mínima Velocidad del viento Coeficiente de seguridad inicial : DE MAXIMOS ESFUERZOS : : : -15°C 90 Km/h 3.0 14/26 ABSOLUCION DE CONSULTAS ADS -0014-2004-EGEMSA Espesor del manguito de hielo : 2.0 mm HIPOTESIS II : Temperatura media Presión del viento Tensión de cada día Espesor del manguito de hielo : : : : 2.5 16°C nulo 16 % 0 mm HIPOTESIS III : Temperatura máxima Presión del viento Espesor del manguito de hielo DE TEMPLADO DE FLECHA MAXIMA : : 40°C nulo HIPOTESIS IV : DE FLECHA MINIMA Temperatura mínima Presión del viento Espesor del manguito de hielo : : -15°C nulo : : 0 mm 2 mm ECUACION DE CAMBIO DE ESTADO ( σ 2 ) * ( σ 2 + αE( T 2 - T 1 ) + 2 E Wr 1 d 2 E Wr 2 d 2 ) − σ 1) = ) ( ( 24 s σ 1 24 s Simbología utilizada en el presente acápite: Cs D d dr e E Eh Ev fmax Pv S T TCD Tr Wc Wr Wvc Whc a s smax : : : : : : : : : : : : : Tmax : : : : : : : : Coeficiente de seguridad Diámetro del conductor en mm Vano en m Vano básico en m Espesor del manguito de hielo en mm Módulo de elasticidad en Kg/ mm² Escala horizontal Escala vertical Flecha máxima en m Presión del viento en Kg/m² Sección del conductor en mm² Temperatura en °C Tensión de cada día en % de la carga de rotura : Tensión máxima en Kg Carga de rotura en Kg Peso unitario del conductor en Kg/m Peso unitario resultante en Kg/m Sobrecarga del viento sobre el conductor en Kg/m Sobrecarga del hielo sobre el conductor en Kg/m Coeficiente de dilatación lineal en 1/°C Esfuerzo en Kg/mm² Esfuerzo máximo en Kg/mm² 15/26 ABSOLUCION DE CONSULTAS ADS -0014-2004-EGEMSA 2.6 sr : Esfuerzo mínimo de rotura en Kg/mm² Nota : Los subíndices 1 y 2, indican condiciones iniciales y finales respectivamente. CALCULO DE LA FLECHA MAXIMA La Flecha viene dada por la expresión siguiente: TERRENO LLANO: Wr* L2 f= 8*S*σ TERRENO CON DESNIVEL: f = Donde: Wr : L : h : 2.7 Wr * L 2 8* S * σ 1+ ( h 2 ) L Peso Resultante del Conductor (Kg/m). Vano (m). Desnivel entre Vanos (m). TABLAS DE TEMPLADO Cuadro Nº 15 CALCULO MECANICO DE CONDUCTORES HIPOTESIS 1 Temperatura (ºC) Espesor del hielo (mm) Velocidad del Viento (Km/h) HIPOTESIS 2 25 0 90 Temperatura (ºC) Espesor del hielo (mm) Velocidad del Viento (Km/h) HIPOTESIS 3 10 0 90 HIPOTESIS 4 Temperatura (ºC) Espesor del hielo (mm) Velocidad del Viento (Km/h) 50 0 0 Temperatura de Referencia = Temperatura (ºC) Espesor del hielo (mm) Velocidad del Viento (Km/h) 0 0 90 25 CONDUCTOR DE ALEACION DE ALUMINIO TIPO AAAC DE 25 mm.2. DATOS: Secciòn del Conductor (mm2) Diametro exterior conductor (mm) Peso del conductor ( Kg/m) Coeficiente de Dilataciòn (ºC^-1) Modulo de Elasticidad (Kg/mm2) Carga de ruptura mìnima (Kg.f) E.D.S. 25 6,42 0,066 0,000023 7500 677 0,18 16/26 ABSOLUCION DE CONSULTAS ADS -0014-2004-EGEMSA Hip 1=25º VANO (m) 46.03 27.53 50.4 83.4 73.37 54.85 70.76 71.13 T 15,9463 13,9964 16,2993 17,1584 16,9634 16,5975 17,1084 17,2448 F 1,1044 0,4636 1,2545 3,2563 2,5899 1,4069 2,1674 2,0081 Hip 2=15º T 16,2049 14,4625 16,5198 17,2569 17,0889 16,7839 17,2235 17,3452 F 1,0868 0,4487 1,2378 3,2377 2,5709 1,3913 2,1529 1,9964 Hip 3=50º T 14,8393 12,7501 15,2161 16,1740 15,9581 15,5370 16,1040 16,2484 F 1,1267 0,4832 1,2758 3,2796 2,6137 1,4268 2,1860 2,0233 Hip 4=0º T 16,3836 14,7935 16,6714 17,3235 17,1740 16,9113 17,3015 17,4131 F 1,0749 0,4386 1,2265 3,2253 2,5582 1,3808 2,1432 1,9886 C .- CALCULO MECANICO DE SOPORTES 1 GENERALIDADES El cálculo mecánico de soportes permite establecer las características de los postes y armados a ser empleados en las diferentes derivaciones de la línea y se realizan tomando en cuenta los esfuerzos de rotura, de fluencia (deformaciones permanentes) e inestabilidad, así como los valores de resistencia mecánica estipulados por el C.N.E. (Tomo IV). 2 UBICACION DE LOS SOPORTES La ubicación de los soportes se realizará de izquierda a derecha, teniendo presente los siguientes lineamientos: 3 a.- Se aprovechará adecuadamente el perfil topográfico para alcanzar vanos de mayor longitud posible. b.- Se cuidará de no considerar vanos adyacentes que difieran demasiado en longitud, tratando en lo posible que estos sean de la misma longitud. BASES DE CALCULO - Sección del conductor Diámetro del conductor (D) Velocidad del viento Presión del Viento (Pv) Vano básico (d) Longitud del poste (H) : Diámetro en la punta (dp) Diámetro empotramiento (de) Diámetro en la base (db) Carga de rotura por flexión Carga trabajo en la punta (Kg) : Distancia mínima sobre terreno Altura del poste sobre la superficie del terreno (h). : Tensión máxima del conductor : Factor de seguridad Aplic. de fuerza resultante : 25 mm² : 6.3 mm : 90 Km/h : 34.02 Kg/m² : 70 mt 12/11 m : 140 mm/3” : 340 mm/6” : 380 mm/6” : 600 Kg/cm² 300.Kg : 6.0 m 10.20/9.20 m 25 mm² : 276.04 Kg : Conductores : 3 : Postes : 2 : A 80 cm. de la punta 17/26 ABSOLUCION DE CONSULTAS ADS -0014-2004-EGEMSA 4 CALCULO DE POSTES 4.1 SELECCION DE LA LONGITUD DEL POSTE H = H CP + Dg + fmax + HL + He Donde: H HCP Dg fmax hL He 4.2 : Longitud Total del Poste (m). : Separación Vertical entre la cabeza terminal del Poste y el más alto (m). : Diámetro global del cable (m). : Flecha máxima de los Conductores (m). : Altura Libre entre el punto más bajo del Conductor la la Tierra (m). : Altura de Empotramiento del Poste (m). conductor Superficie de ALTURA DE EMPOTRAMIENTO He = H/10 m. (Con Macizo de Concreto) He = H/10 + 0,60 m (Sin Macizo de Concreto) He = 1.7 m 4.3 CALCULO DE ESFUERZOS EN CONDICIONES NORMALES 4.3.1 POSTES DE ALINEAMIENTO a.- Fuerza del viento sobre el conductor 18/26 ABSOLUCION DE CONSULTAS ADS -0014-2004-EGEMSA Fvc = Pv D d (Kg) Donde: Pv : D d b.- Presión del viento (34.02 Kg/m²) : Diámetro del conductor (6.30mm), 25 mm² : Vano básico (57.67 m). Fuerza del Viento Sobre el Poste F vp = Donde: h1 c.- : Pv (de + dp) h1 2 Altura libre del poste (10.2 m) Punto de Aplicación de la Fuerza del Viento La fuerza del viento sobre el poste, estará aplicada en el centro de gravedad, sin considerar el empotramiento, por lo cual el punto de aplicación será: Y = d.- h1 2dp + de 3 dp + de Fuerza Reducida a la punta del poste (a 30 cm) 9.9Fr = h2 ⋅ 3 ⋅ Fvc + Y ⋅ Fvp e.- Fuerza nominal aplicada en la punta (Carga de rotura requerida) Frot = C s ⋅ Fr Cs = 3 CUADRO DE RESULTADOS Cuadro Nº 16 SECCION (mm2 ) 25 Fvc (Kg) 6.18 Fvp (Kg) 34.97 Y (m) 4.675 Fr (Kg) 40.82 Frot (Kg) 122.47 Se cumple que Fr<680 Kg; por consiguiente, los postes seleccionados son de 12.0m y 11m que cumplen satisfactoriamente los requerimientos del Proyecto. f.- Calculo de Poste a la Flexión para una sección de 25 mm². Aplicando momentos en la sección de empotramiento : Mo = Frot . 990 Momento resistente en la sección de empotramiento : Mro = Tmax . W (Kg/cm) Donde : Tmax : Máximo esfuerzo de flexión 19/26 ABSOLUCION DE CONSULTAS ADS -0014-2004-EGEMSA W de 4.3.2 Grupo D = 501 - 600 Kg/cm². πd e3 /32 (cm3 ) Diámetro de empotramiento en cm. : : POSTES TERMINALES a.- Fuerza del Viento Sobre el Conductor Fvc = Pv D d/2 b.- Fuerza Debida a la Tensión de los Conductores Ftc = 0.41 Kg. c.- Fuerza del Viento Aplicada en la Punta del Poste Aplicando momentos en la sección de empotramiento se tiene: 9.9 Fv = h 2 ⋅ n ⋅ Fvc + Y ⋅ Fvp d.- Fuerza de Tracción Aplicada en la Punta del Poste 9.9Ft = h2 ⋅ n ⋅ Ftc e.- Fuerza Reducida a la punta del poste (a 30 cm) Fr = (Fv² + Ft²) ½ f.- Fuerza nominal aplicada en la punta (Carga de Rotura requerida) Frot = Cs ⋅ Fr Cs = 3 CUADRO DE RESULTADOS Cuadro Nº 17 4.3.3 SECCION (mm 2 ) Fvc (Kg) Fv (Kg) Ft (Kg) Fr (Kg) Frot (Kg) 25 3.09 34.02 156.55 156.57 469.71 POSTES DE CAMBIO DE DIRECCION a.- Fuerza del Viento sobre el Conductor Fvc = Pv D d cos a/2 b.- Fuerza debido al tiro del conductor Ftc = 2 Tmax sen a/2 Tmax = Tensión máxima del conductor c.- Fuerza del Viento sobre el Poste 20/26 ABSOLUCION DE CONSULTAS ADS -0014-2004-EGEMSA Fvp = 34.97 Kg d.- Fuerza reducida a la punta del postes (a 30 cm) e.- Fuerza nominal aplicada en la punta (Carga de rotura requerida) 9.9Fr = h2 ⋅ n ⋅ Fvc + h 2 ⋅ n ⋅ Ftc + Y ⋅ Fvp Fr = M/9.9 He = Altura equivalente (10.20 m) 5 CALCULO DE ESFUERZOS POR ROTURA DE CONDUCTORES Corresponde a una condición anormal que se produce precisamente cuando existe un defecto o rotura de un conductor en el lado más desfavorable, tomándose en cuenta el 50% del esfuerzo máximo del conductor. Según el C.N.E., se calcula el esfuerzo a la flexión por rotura de un conductor, para alineamiento, terminal y cambio de dirección. a.- Tensión Aplicada (To) To = 50% Tmax Tmax : Tensión máxima del conductor b.- Momento torsor en el eje del Poste (Mt) Mt = To x L1 L1 : Longitud de la cruceta. Sistema trifásico 1.40. m Sistema Monofásico 0.90. m c.- Momento Flector (Mf) Mf = To x h2 h2 : Altura del punto más desfavorable que sufre torsión y flexión (m). d.- Momento Equivalente (Meq) Meq = 0.5 Mf + 0.5 [(Mf² + Mt²) ½] e.- Fuerza reducida a la punta del poste (a 30 cm) 9.9 x Fr = Meq f.- Fuerza nominal aplicada en la punta (Carga de rotura requerida) Fp = Fr LONGITUD DE ESTRUCTURA : 2.50m CUADRO DE RESULTADOS Cuadro Nº 18 SECCION To Mt (mm2 ) (Kg) (Kg-m) 25 150 210 Mf (Kg-m) 1650 Meq (Kg-m) 1656.65 Fr (Kg) 167.33 Se cumple que Frot<680 Kg; por consiguiente, los postes seleccionados, cumplen satisfactoriamente 21/26 ABSOLUCION DE CONSULTAS ADS -0014-2004-EGEMSA los requerimientos para el proyecto. g.- Calculo del Poste a la Flexión para 25 mm² - Aplicando momentos en la sección de empotramiento : Mo = Frot x 990 (Kg-cm) Mo= 121225,5 Kg-cm - Momento resistente en la sección de empotramiento : Mro = Tmax.W (Kg-cm) Donde : Tmax : Máximo esfuerzo de flexión Grupo D= 501-600 Kg/cm². W : πd e2 /32 (cm3) de : Diámetro de empotramiento en cm. Mro = 2152020 Kg-cm Se cumple que Mro>Mo; esto implica que los postes seleccionados (12.0m), resistirán a la flexión de todas las fuerza s aplicadas a los postes por las presiones debidas al viento. 6 CALCULO DE RETENIDAS Para compensar los esfuerzos mayores de 200 Kg. y 300 Kg. en cada caso específico, en los postes terminales, así como en los postes con cambio de dirección se utiliza rán Retenidas, cuyas características son: - Material : Acero Galvanizado. - No. de Hilos : 7 - Carga de Rotura : 8000 Kg. - Coef.de seguridad : 3 6.1 RETENIDA SIMPLE TR= TrR Cs 22/26 ABSOLUCION DE CONSULTAS ADS -0014-2004-EGEMSA TR = HE * Fp H R * senφ Donde: TrR TR HE HR Fp f Cs : : : : : : : Tiro de Rotura de la Retenida (Kg). Tiro de Trabajo (Kg). Altura Equivalente (m). Altura de Aplicación de la Retenida (m). Fuerza en la Punta del Poste (Kg). Angulo entre el Poste y la Retenida. Coeficiente de Seguridad. Entonces: Fp = 6.2 T R * HR * senφ HE RETENIDA EN CONTRA PUNTA Fp = T R * H R * senφ HE Según estos resultados y comparando con el cuadro de resultados de fuerzas en postes de cambio de dirección se tiene los siguientes cuadros de resumen de retenidas. Cuadro Nº 19 Nº Poste Tipo de retenida P1 Contrapunta P6 Simple P7 Simple 23/26 ABSOLUCION DE CONSULTAS ADS -0014-2004-EGEMSA 7 SELECCION DE LA CRUCETA 7.1 CRUCETA PARA AISLADORES TIPO PIN EN CONDICIONES NORMALES. Cargas verticales impuestas a la cruceta (consideramos el vano peso máximo). Peso de aislador tipo PIN con espiga : 3Kg. Peso del conductor : 20Kg. Peso del operario con herramientas : 70 Kg. Peso de accesorios y ferreteria : 1 Kg. PESO TOTAL 7.2 : 94 Kg. CALCULO MECANICO DE ESPIGAS RECTAS PARA AISLADORES TIPO PIN Para el cálculo de espigas rectas se ha considerado el uso del acero A36, cuyas características mecánicas son : - Esfuerzo de fluencia σr : Esfuerzo máx. de trabajo σt 36 Kg/mm² : 0.5 σt = 18 Kg/mm². La espiga seleccionada es de acuerdo al tipo de aisladores y tiene las siguientes dimensiones, según se muestra en el esquema: 24/26 ABSOLUCION DE CONSULTAS ADS -0014-2004-EGEMSA El tiro máximo que debe soportar la espiga esta dado por la expresión : P= σ t ⋅ d3 01 . ⋅h Donde : P : Tiro máximo que puede soportar la espiga (Kg). σt : Esfuerzo de trabajo (Kg/mm²). d : Diametro de la Espiga (mm). h : Longitud sobre la cruceta (cm). P : Kg. P = 2343.7 Kg Estas espigas serán usadas hasta un ángulo de línea de 5° como máximo por lo tanto dichas espigas soportarán plenamente las condiciones de trabajo asignadas. 9.5 SELECCION DEL AISLADOR a.- b.- c.- d.d.1.- De acuerdo al C.N.E. los aisladores soportarán una tensión bajo lluvia (Uc) a la frecuencia de servicio de : Uc = 2.10 (U x Fh +5 ) Donde : Fh : Factor de corrección por altitud. U : Tensión nominal de servicio (KV) Uc : 32.55 (KV). Tensión Disrruptiva en seco : U’c = 2.20 (U x Fh +5 ) U’c = 34.10 kV) Los aisladores serán diseñados de tal forma que su tensión disruptiva en seco no sea mayor que el 75% de su tensión de perforación, entonces se tiene: Tensión de perforación< U’c/0.75 Tensión de perforación< 45.46 kV Carga de Rotura: Tipo PIN Los usaremos para ángulos comprendidos entre 0° y 40º De los cálculos realizados para postes de cambio de direcciónentre 0º y 40º en el vano más desfavorable se selecciona un aislador clase ANSI 55-55 25/26 ABSOLUCION DE CONSULTAS ADS -0014-2004-EGEMSA Pregunta Nº 5: En el ítem IV Cálculos justificativos, se indica que se adjunta en el anexo Nº 1, pero en el expediente dicho anexo es otro, falta la entrega de dicho anexo de los cálculos justificativos. Respuesta Ver respuesta a Pregunta Nº 4 Pregunta Nº 6: En el ítem 5.1 Para la Instalación de Alumbrado, se indica que la altura de excavación debe ser de 1.20 m., pero para el poste de 7.0 m. debe ser de tan solo 1.00 m., aclarar. Respuesta La altura de la excavación para los postes de alumbrado de 7 mts será de 1.00 mt 26/26
