PROYECTO: SISTEMA UTILIZACION EN MEDIA TENSION: 22.9 kV (OPERACIÓN INICIAL 10kV) PARA EL LOCAL DEL SR. PEDRO FERNANDEZ CONDOR PROPIETARIO: PEDRO FERNANDEZ CONDOR PROYECTISTA: ING. EMILIANO CONTRERAS CANA C.I.P: 69355 UBICACION: AV. EL TRIUNFO 187 AAHH. VILLA MARIA, VILLA MARIA DEL TRIUNFO PROVINCIA: REGION: LIMA LIMA DICIEMBRE 2010 1 Contenido CAPITULO I.........................................................................................................................................................5 1.1. GENERALIDADES..................................................................................................................................6 1.2. UBICACION............................................................................................................................................6 1.3. CARACTERISTICAS CLIMATOLOGICAS Y GEOGRAFICAS...............................................................6 1.4. VIAS DE ACCESO..................................................................................................................................6 1.5. PUNTO DE ALIMENTACION.................................................................................................................6 1.6. PROFESIONAL RESPONSABLE............................................................................................................6 1.7. ALCANCES DEL PROYECTO.................................................................................................................7 1.8. DESCRIPCION DEL PROYECTO...........................................................................................................7 1.9. DEMANDA MAXIMA DE POTENCIA.....................................................................................................7 1.10. BASES DE CÁLCULO.............................................................................................................................8 1.11. PLANOS DEL PROYECTO.....................................................................................................................9 CAPITULO II.....................................................................................................................................................10 2.1. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS PARA EL SUMINISTRO DE MATERIALES Y EQUIPOS............11 2.2. POSTES Y ACCESORIOS....................................................................................................................11 2.2.1. 2.2.2. 2.3. Postes......................................................................................................................................11 Plataforma soporte de transformador................................................................................12 CONDUCTORES...................................................................................................................................12 2.3.1. 2.3.2. 2.4. Conductor para puesta a tierra...........................................................................................12 Conductor conexión Red aérea con el sistema de transformación................................13 FERRETERIA........................................................................................................................................13 2.4.1. 2.4.2. 2.5. Pernos.....................................................................................................................................13 Ojal roscado...........................................................................................................................13 SUB ESTACIÓN TIPO AÉREO TIPO BIPOSTE.................................................................................13 2.5.1. 2.5.2. 2.5.3. 2.5.4. 2.6. 2.7. Poste:.......................................................................................................................................13 Palomilla..................................................................................................................................13 Loza soporte de transformador...........................................................................................14 Terminal Exterior..................................................................................................................14 TRANSFORMADOR..............................................................................................................................15 EQUIPOS DE PROTECCIÓN DE LA SUBESTACIÓN AEREA...........................................................15 2.7.1. 2.8. Seccionadores fusibles..........................................................................................................15 PUESTO DE MEDICION A LA INTEMPERIE PROYECTADO (PMI)................................................16 2.8.1. 2.8.2. 2.8.3. 2.8.4. 2.9. 2.10. Seccionadores fusibles..........................................................................................................16 Cruceta asimetrica.................................................................................................................17 Trafomix..................................................................................................................................17 Plataforma soporte de trafomix...........................................................................................18 CINTA SEÑALIZADORA......................................................................................................................19 ELEMENTOS AUXILIARES DE PROTECCION Y MANIOBRA..........................................................19 2.10.1. 2.10.2. 2.10.3. 2.10.4. Varilla extractora de fusibles de alta tensión................................................................19 Revelador de tensión........................................................................................................19 Pértiga.................................................................................................................................19 Banco de Maniobras.........................................................................................................20 2.10.5. 2.10.6. 2.10.7. 2.10.8. 2.10.9. 2.10.10. 2.10.11. 2.10.12. 2.11. Piso aislante.......................................................................................................................20 Balde con Arena................................................................................................................20 Zapatos dieléctricos..........................................................................................................20 Lentes de Seguridad.........................................................................................................20 Casco...................................................................................................................................21 Guantes...............................................................................................................................21 Placa de señalización........................................................................................................21 Extintor................................................................................................................................21 PUESTA A TIERRA..............................................................................................................................21 2.11.1. Puesta a tierra para SAB..................................................................................................21 CAPITULO III....................................................................................................................................................23 3.1. GENERALIDADES................................................................................................................................24 3.2. TRANSPORTE Y MANIPULEO DE MATERIALES..............................................................................24 3.3. INSTALACION DE POSTES................................................................................................................24 3.4. INSTALACION DE CRUCETAS...........................................................................................................25 3.5. MONTAJE Y PREPARACION DE TERMINALES DE CABLE SECO..................................................25 3.6. MONTAJE DESUBESTACION AEREA BIPOSTE S.A.B.....................................................................25 3.6.1. 3.7. 3.8. Armado de la subestación....................................................................................................25 PUESTA A TIERRA..............................................................................................................................26 PRUEBAS ELECTRICAS.......................................................................................................................26 3.8.1. 3.8.2. 3.8.3. Prueba de Continuidad.........................................................................................................26 Prueba de Aislamiento..........................................................................................................26 Prueba de Puesta a Tierra....................................................................................................27 3.9. SEGURIDAD E HIGIENE.....................................................................................................................27 3.10. DAÑOS Y PERJUICIOS A TERCEROS...............................................................................................27 CAPITULO IV.....................................................................................................................................................28 4.1. GENERALIDADES................................................................................................................................29 4.2. NIVEL BASICO DE AISLAMIENTO Y DISTANCIAS ELECTRICAS..................................................29 4.2.1. 4.3. CALCULOS ELÉCTRICOS....................................................................................................................29 4.3.1. 4.3.2. 4.3.3. 4.4. Nivel Básico de Aislamiento.................................................................................................29 Bases de Cálculo....................................................................................................................29 Parámetros de la Red Subterránea.....................................................................................29 Parámetros eléctricos............................................................................................................30 CALCULOS Y DIMENSIONAMIENTO DEL CABLE DE ENERGIA 10-20kV....................................30 4.4.1. SELECCIÓN DEL CABLE DE ENERGIA.................................................................................30 a) Cálculo de la corriente nominal del sistema eléctrico...................................................................30 b) Por capacidad de conducción de corriente.....................................................................................31 c) Cálculo por caída de tensión.............................................................................................................32 d) Por efecto de corriente de cortocircuito.........................................................................................32 4.5. SELECCIÓN DE LOS EQUIPOS DE PROTECCIÓN...........................................................................34 4.5.1. Protección de la Red de Media tensión..............................................................................34 4.6. CÁLCULO DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA.............................................................................34 CAPITULO V......................................................................................................................................................37 5.1. METRADO REFERENCIAL...................................................................................................................37 5.2. CRONOGRAMA DE OBRAS.................................................................................................................39 5.3. CURVA DE COORDINACION DE FUSIBLES CUT OUT...................................................................40 5.4. NORMA EDELNOR CD-7-012.............................................................................................................40 CAPITULO I MEMORIA DESCRIPTIVA SISTEMA UTILIZACION EN MEDIA TENSION: 22.9 kV (OPERACIÓN INICIAL 10kV) PARA EL LOCAL DEL SR. PEDRO FERNANDEZ CONDOR CAPITULO I 1.1 GENERALIDADES El presente proyecto tiene por objeto diseñar la Red del Sistema de Utilización en media tensión en 22.9 Kv (con operación inicial de 10kV), con la finalidad de suministrar energía eléctrica a las instalaciones de la discoteca-restaurant-recepciones, propiedad del Sr. Pedro Fernandez Condor y conyugue, con suministro existente Nº330474. 1.2 UBICACION Departamento y Región Provincia Distrito 1.3 : : : Lima Lima Villa Maria del Triunfo Av. El Triunfo 187, AAHH. Villa Maria CARACTERISTICAS CLIMATOLOGICAS Y GEOGRAFICAS El área donde se desarrolla el proyecto presenta una topografía plana en toda su extensión, se hallan comprendidas zonas urbanizadas. El clima de la zona dentro del cual se desarrolla el proyecto, es propio de los valles costeños, con escasas precipitaciones fluviales, cálido y seco durante la mayor parte del año la temperatura promedio es de 25 °C, la zona del proyecto tiene una altitud entre 150 m y 180 m.s.n.m. 1.4 VIAS DE ACCESO Las vías de acceso actualmente es a través de la Av. Nicolas de Pierola que sumado a la zona de servidumbre de paso concedida a Luz del Sur, hacen 66 m de ancho, y corre paralelo a la Av. El Triunfo llegando hasta el nro.187 (zona del proyecto). 1.5 PUNTO DE ALIMENTACION El punto de alimentación en 10 kV ha sido fijado por la concesionaria LUZ DEL SUR S.A.A. mediante la carta N° 927233, de fecha 29 de Setiembre del 2010, desde el PMI proyectado, a ubicarse en el local ubicado en Av. El Triunfo 187, AAHH Villa Maria, Villa Maria del Triunfo. 1.6 PROFESIONAL RESPONSABLE El profesional responsable es el ingeniero: Emiliano Contreras Cana Ing. Electricista, CIP: 69355 1.7 ALCANCES DEL PROYECTO Red del Sistema de Utilización en Media Tensión 20 kV (operación inicial en 10kV) a) El suministro en media tension de cable de aleación de aluminio desnudo engrasado, desde el punto de entrega (PMI) proyectado, desde donde se inicia el recorrido de la red de media tensión en una longitud de 420 m al local de Hersa, donde además indica los siguientes datos: Potencia de cortocircuito Tiempo de apertura de protección Tensión 10 kV 180 MVA 0.02 Seg. Tensión 20 kV 500 MVA 0.02 Seg. b) Instalación del cable de acometida subterranea en M.T. constituido por un cable subterráneo N2XSY 18/30 kV de tensión de servicio y de 3 – 1x 70 mm2 de sección. c) Suministro y montaje de la Sub Estación Particular Aérea Biposte SAB ubicado en el interior del local. El Proyecto se ha elaborado bajo las siguientes Normas Técnicas: Norma de procedimientos para la elaboración de Proyectos de sistemas de Utilización del Ministerio de energía y Minas.(R.D. N° 018-2002-EM/DGE)(26-09-2002) Código Nacional de Electricidad Ley de Concesiones Eléctricas y su Reglamento Previo a la puesta en servicio de la conexión del Sistema de Utilización Particular en 20 kV (operación inicial 10kV), EDELNOR S.A.A. procederá a la inspección de las obras ejecutadas y a realizar la Prueba del cable particular. 1.8 DESCRIPCION DEL PROYECTO La interconexión se realizará desde la estructura (PMI proyectado) y señalada como punto de alimentación por la concesionaria EDELNOR S.A.A., derivándose con una línea subterranea trifásica, nivel de tensión 20 kV (operación inicial 10kV), distribución radial, simple terna, constituido por cable seco N2XSY, cableado, calibre 70 mm2. Finalmente se instalará la Subestación Aérea Biposte SAB, la cual se compone de un poste y accesorios, equipada con un transformador de potencia de 160 kVA, trifásico con sus accesorios de conexión y protección. El equipamiento y montaje previsto en el lado de 20 kV considera seccionadores cortocircuito tipo Cut-Out. La ubicación de la Sub Estación así como el recorrido de la Red Primaria están indicados en los planos respectivos. 1.9 DEMANDA MAXIMA DE POTENCIA Para su determinación se ha considerado la relación de las siguientes cargas: TOTAL CONSUMO (Kw) 73.394 Para determinar la potencia del transformador, consideramos las pérdidas como sigue: Máxima demanda Pérdidas en el transformador 10% Reserva 25% : : : 73.40 kW 7.34 kW 18.35 kW Total Máxima demanda a futuro : 99.09 kW Asumiendo un factor de potencia de 0.9, se obtiene que la capacidad mínima del transformador sería de 122.11 kVA y en concordancia con las normas DGE RD N° 0272003-EM/DGE y los equipos de transformación normalizados por EDELNOR, seleccionamos un transformador de 160 kVA. 1.10 BASES DE CÁLCULO Los cálculos eléctricos de la línea de derivación primaria se ha efectuado cumpliendo con las prescripciones de la ley de Concesiones Eléctricas DL. Nº 25844 y su Reglamento D.S. 9-93-EM, Norma Técnica de Calidad de los Servicios Eléctricos, Código Nacional de Electricidad Suministro. En los cálculos mecánicos también se ha tenido en cuenta las normas anteriores y demás condiciones ambientales de la zona. a) Parámetros considerados: Máxima caída de tensión Factor de potencia de la carga : : 3.5% 0.9 (inductivo) : : : : : : templado, cálido moderado 60 km/h 10 °C 42 |C 20-35 m.s.n.m. moderada b) Condiciones Ambientales: Clima Velocidad del viento Temperatura mínima Temperatura máxima Altitud Presencia de sales y sulfatos c) Imposición de servidumbre La red subterranea proyectada se encuentra dentro de los límites del terreno del propietario. No es necesario desarrollar un paso de servidumbre. d) Disposiciones finales El Contratista deberá cumplir con el Reglamento de Seguridad y Salud en el Trabajo de las Actividades Eléctricas, como también todas las leyes, reglamentos, medidas y precauciones que sean necesarias para evitar que se produzcan condiciones insalubres en la zona de los trabajos y en sus alrededores. En todo el tiempo, el Contratista deberá tomar las medidas y precauciones necesarias para la seguridad de los trabajadores, prevenir y evitar accidentes, y prestar asistencia a su Personal, respetando los Reglamentos de Seguridad Vigentes. Se ha previsto que las redes proyectadas del presente proyecto deben cumplir en todo su recorrido con las distancias mínimas de seguridad que exige el Código Nacional de Electricidad-Suministro vigente (en lo posible se evitará el paralelismo con las redes de telecomunicaciones y afines). Para todo lo no especificado el instalador deberá observar durante la ejecución de los trabajos las prescripciones que aparecen en el Código Nacional de Electricidad y el Reglamento Nacional de Edificaciones vigentes. Para la ejecución de las obras, en caso de existir discrepancias en el Proyecto, deberá de tomarse en cuenta que los Planos tienen prioridad sobre las Especificaciones Técnicas y éstas sobre la memoria Descriptiva. 1.11 PLANOS DEL PROYECTO SU-01 : Sistema de Utilización en Media Tensión 10 kV Ubicación, Recorrido de cable de media tensión, Perfiles. SU-02 : Delimitación del área del proyecto: Sistema de Instalación Electromecánica, Diagrama Unifilar, Detalles. Lima, Diciembre del 2,010 CAPITULO II ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE MATERIALES CAPITULO II 1.12 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS PARA EL SUMINISTRO DE MATERIALES Y EQUIPOS. Las presentes especificaciones técnicas, delimitan las características mínimas que deberán cumplir los equipos y materiales para las redes eléctricas de distribución primaria. NORMAS Las Especificaciones Técnicas cubren aspectos en forma directa ó implícita de las Normas Generales para los materiales a suministrarse, relacionados a su fabricación y garantías técnicas requeridas. Además de las normas señaladas en las especificaciones técnicas y de las indicadas en C.N.E., se aceptarán otras normas internacionales, donde se especifique la calidad, seguridad y garantía de durabilidad de los materiales y /o equipos a suministrarse. Se tomará en general las recomendaciones de: La comisión Electrotécnica Internacional (C.E.I.), DGE, ANSI, DIN, VDE e IDECOPI. Para TODO el suministro de materiales, éstos deberán estar comprendidos dentro de los materiales técnicamente aceptables por EDELNOR S.A.A. El Proveedor debe garantizar que los equipos suministrados sean nuevos, que funcionen adecuadamente sin que se produzca desgastes, calentamiento ni vibraciones excesivas, previniendo las medidas de seguridad pertinentes. Si algún material resultara inservible dentro del tiempo de garantía, debido a fallas de cualquiera de los elementos garantizados, el proveedor procederá a su reemplazo sin costo adicional alguno por el interesado. El transporte estará cubierto por seguros contra todo riesgo que serán contratados o pagados por el Ejecutor. El costo de los seguros deberá ser incluido en la oferta. CONTROL DE CALIDAD En obra la supervisión y control de calidad de los equipos y materiales, será efectuada por Edelnor S.A.A. , para lo cual el interesado deberá portar las guías de remisión del material. PRUEBAS Y CONFORMIDAD DE OBRA En conformidad con las Normas: R.D. N° 018-2002-EM/DGE, el protocolo de pruebas será programado y ejecutado por la empresa Concesionaria. El ejecutor deberá acatar y levantar las observaciones si las hubiese. Una vez levantadas las observaciones, deberá entregar al concesionario el expediente de replanteo necesario para obtener la conformidad de obra. 1.13 POSTES Y ACCESORIOS. 1.13.1 Postes Los postes serán de concreto armado centrifugado con un recubrimiento mínimo del concreto sobre la estructura de 15 mm, debiendo presentar el poste una superficie liza sin ranuras. Dimensiones y características: Cuadro N° 1 Descripción 13/400/180/345 L1 (m) 13 Carga De Trabajo (kg) 400 Diámetro (mm) Exteriores Interiores Base Ø be (mm) Cima Ø Ce (mm) Base Ø bi (mm) Cima Ø ci (mm) 375 180 215 40 Puesta A Tierra (mm) Longitud De Empotramiento Base de concreto (m) 1.00 1.30 La descripción normalizada es: L1/ Carga de trabajo/ Ø Ce/ Ø be/ Utilización El coeficiente mínimo de seguridad, entre la carga de rotura nominal y la carga de trabajo, será de dos (2). Los postes serán protegidos por un sellador de concreto (cristaflex) u otro sellador aprobado técnicamente por Edelnor S.A.A. para zona de corrosión moderada. Deberán estar incluidas en la lista de materiales técnicamente aceptables por EDELNOR S.A.A. y cumplir con las siguientes Normas Técnicas: Norma MEN/ DGE-311 Especificaciones técnicas para el suministro de materiales Y equipos de Líneas y Redes Primarias. NTP 339-027 Postes de concreto armado para línea aérea. 1.13.2 Plataforma soporte de transformador Será de concreto armado vibrado de tipo partido, adecuado para soportar hasta 750 kg con una longitud de 1.10 m (por cada brazo de la plataforma) y coeficiente de seguridad de 2. a utilizarse en la Estructura de Concreto Armado Biposte de la sub estación aérea SAB proyectado, como soporte del transformador. 1.14 CONDUCTORES. Los conductores a ser suministrados e instalados en el presente proyecto deberán cumplir con las siguientes especificaciones: 1.14.1 Conductor para puesta a tierra. El conductor será de cobre desnudo temple blando y de las siguientes características: - Material - Calibre nominal : : cobre blando 16mm2 1.14.2 Conductor conexión Red aérea con el sistema de transformación. El conductor será de cobre desnudo temple duro y de las siguientes características: - Material - Calibre nominal - Diámetro del cable - Número de hilos - Diámetro de cada hilo - Resistencia a 20 °C - Carga de rotura - Peso : : : : : : : : cobre 35 mm2 2.56 mm 7 2.52 mm 0.524 ohm/ km 8.55 kN 317 kg/ km 1.15 FERRETERIA. 1.15.1 Pernos. Se utilizarán de acero galvanizado en caliente, con punta cónica y cabeza de tuerca hexagonal de las dimensiones indicadas en planos. Tiro de rotura mínimo Referencia catálogo : : 5600 kg JOSLYN, MFG SUPPY 1.15.2 Ojal roscado. Serán de acero galvanizado para pernos de 5/8” Ø y por lo menos 1 ½” Ø interior, con el ojal de ½” Ø . Tiro de rotura mínimo : Referencia catálogo : 5350 kg JOSLYN MEG- SUPLÍ Co.J1092, CHANCE 6501. 1.16 SUB ESTACIÓN TIPO AÉREO TIPO BIPOSTE La sub estación Biposte tipo aérea, estará compuesta de los siguientes materiales: 1.16.1 Poste: Será similar al descrito en el item 2.1 y se utilizará dos (02) de 13/400 kg. 1.16.2 Palomilla Serán una palomilla completa de 2.20 m de longitud y deberán tener una sección de 0.10x0.10 m, para embonarse en poste de 13 m que conforman la subestación y deberá soportar un peso de 200 kg con coeficiente de seguridad 2, sobre su carga de rotura. 1.16.3 Loza soporte de transformador Serán dos unidades de C.A.V. similares a los descritos en el item 2.1.4 1.16.4 Terminal Exterior Para hermetizar los extremos del cable unipolar de energía tipo seco, N2XSY - 70 mm2, 8.7/15 kV, se usará terminales unipolares de uso exterior. Estará compuesto por campanas aislantes de una sola pieza con el sistema de tubos de goma contraíbles en frío sin la necesidad de fuentes de calor o fuego, la contracción debe ser hermética para evitar la penetración de humedad y evite la formación de burbujas de aire. Los aisladores serán de silicona con campanas de diámetros diferentes, para aumentar la línea de fuga. Deben proporcionar excelente resistencia a contaminantes secos y húmedos. Se deberá incluir una cinta de control de campo de una alta constante dieléctrica, para la reducción de los gradientes de potenciales en el campo eléctrico que rodea al terminal, en la parte donde se ha cortado el blindaje electrostático. Deberán tener suficiente resistencia térmica, mecánica y electromagnética, para soportar los efectos de la corriente de cortocircuito y de expansión térmica. Los terminales deberán contar con su respectiva salida de tierra para ser conectada a la chaqueta del cable seco para darle la respectiva continuidad de tierra, y con accesorios para su fijación; de las siguientes características: Características básicas: Montaje Exterior Tensión clase 18/30 kV Línea de fuga mínima 300 mm (Corrosión moderada) Tipo Termocontraible Cuadro N° 2 Sección (mm2) 70 Descripción: terminal termocontraible (uso exterior) En ambos casos cada kit contiene material para realizar montaje de tres terminales unipolares. Los ensayos de los terminales unipolares termocontraibles corresponderán a las normas IEEE-48, IEEE-404, IEC 0278 y IEC 60502. 1.17 TRANSFORMADOR. Será trifásico en baño de aceite con refrigeración natural y su construcción deberá sujetarse a las siguientes Normas: ANSI ITINTEC CIE IEC 76.1 Norma Comité de Normalización : : : : : C57.12.20-1974; C57.12.00 370.002 N° 70, 76, 156, 296,354 Power Transformers CN-NO-013 Deberá diseñarse para un servicio permanente con variaciones de carga de 60% al 100% de la potencia nominal y para soportar una carga del 10% más por periodos no mayores a dos horas eventualmente. Las condiciones normales de funcionamiento son: Potencia Instalación Altitud de trabajo máximo Temperatura ambiente máx. Relación de transformación Tomas de alta Frecuencia Grupo de conexión : : : : : : : : Bornes en el lado de baja Bornes en el lado de alta : : 160 kVA exterior 1000 m.s.n.m 40 °C 20-10/ 0.23 kV +/- 2x2.5% 60 hz YNyn5 en 20kV Dyn5 en 10kV 3 3 Accesorios del Transformador: Conmutador exterior para regulación manual de tensión sin carga. Tanque conservador de aceite Indicador de niveles Grifo de toma de muestras Gancho de izado Borneras de puesta a tierra Grifo de vaciado y llenado Placa de características. 1.18 EQUIPOS DE PROTECCIÓN DE LA SUBESTACIÓN AEREA. 1.18.1 Seccionadores fusibles. Se usarán para protección del transformador; se instalarán en la palomilla doble de C.A.V.; estarán previstos para alojar a los fusibles de expulsión tipo K-ANSI. Características básicas: Tensión nominal de línea Corriente nominal Capacidad de interrupción simétrica Asimétrica Nivel básico de aislamiento (BIL) Línea de fuga : : : : : : 10 kV 100 A 7.1 kA r.m.s 10 kA r.m.s > 95 kV > 284 mm Pueden operarse sin carga, usando una pértiga aislada; y con carga, usando una pértiga para operarse con carga. Las pértigas serán construidas de madera cubiertas de MAPLAC de EXPOXIGLAS, plástico laminado de otro material resistente a la humedad a prueba de condensación interior capaz de soportar por 5 minutos una tensión de 75 kV por pie de longitud. Estarán formados por secciones fácilmente embonables, tal que logren longitudes de hasta 6 m para permitir que un operador alcance los fusibles desde el nivel del piso. El porta fusible será de tubo aislante en cuyo interior se instalarán los fusibles de las siguientes características: Tensión nominal Corriente nominal Característica de operación Capacidad de interrupción : 10 kV : 20 A en 10kV 10 A en 20kV : “K” : 10 kA r.m.s. asimétrico Estarán previstos para proteger la red de M.T. contra cortocircuitos. Vendrán provistos de abrazaderas empernadas para su montaje en la palomilla de concreto. 1.19 PUESTO DE MEDICION A LA INTEMPERIE PROYECTADO (PMI). El puesto de medición a la intemperie proyectado, está compuesta de los siguientes materiales: 1.19.1 Seccionadores fusibles. Se usarán para protección del transformador; se instalarán en la cruceta asimétrica de C.A.V.; estarán previstos para alojar a los fusibles de expulsión tipo K-ANSI. Características básicas: Tensión nominal de línea Corriente nominal Capacidad de interrupción simétrica Asimétrica Nivel básico de aislamiento (BIL) Línea de fuga : : : : : : 10 kV 100 A 7.1 kA r.m.s 10 kA r.m.s > 95 kV > 284 mm Pueden operarse sin carga, usando una pértiga aislada; y con carga, usando una pértiga para operarse con carga. Las pértigas serán construidas de madera cubiertas de MAPLAC de EXPOXIGLAS, plástico laminado de otro material resistente a la humedad a prueba de condensación interior capaz de soportar por 5 minutos una tensión de 75 kV por pie de longitud. Estarán formados por secciones fácilmente embonables, tal que logren longitudes de hasta 6 m para permitir que un operador alcance los fusibles desde el nivel del piso. El porta fusible será de tubo aislante en cuyo interior se instalarán los fusibles de las siguientes características: Tensión nominal Corriente nominal Característica de operación Capacidad de interrupción : 10 kV : 31.5 A en 10kV 20 A en 20kV : “K” : 10 kA r.m.s. asimétrico Estarán previstos para proteger la red de M.T. contra cortocircuitos. Vendrán provistos de abrazaderas empernadas para su montaje en la cruceta de concreto. 1.19.2 Cruceta asimetrica La cruceta asimétrica a utilizarse en el poste de 13 m (PMI), será de concreto armado vibrado de las siguientes características: Cuadro N° 3 Longitud nominal Ln (m) Carga de Trabajo (kg) 1.8 T F V 250 200 100 Diámetro de agujero de montaje; Ø (mm): 175, 205, 235, 265 Número de agujeros: 7, de 20 mm Ø c/u, pasantes. Designación: Z/1.8/1.2/250 1.19.3 Trafomix Características generales. Aplicación Clase de precisión Tensión nominal de aislamiento Aislamiento interno Conexión de los bobinados Cantidad de aisladores en AT Salida en BT Tensión de ensayo a frecuencia Industrial Para los arrollamientos secundarios 1 minuto Instalación Nivel de aislamiento medición 0.2 150kV Aceite estrella 3 4 hilos 3 kV r.m.s. exterior El nivel de aislamiento que debe soportar el transformador, referidos a 1000 m.s.n.m será: Descripción Clase de aislamiento (kV) M.T 24 B.T 0.72 Tensión de ensayo de impulso (BIL) (kV pico) Tensión de ensayo a frecuencia industrial durante 1 minuto (kV eficaz) 95 34 Bobinado de tensión Potencia de salida Rango de variación de la tensión sin clase de precisión solicitada Número de bobinas Relación Norma 120 KVA variar la ± 20% 2 10/0.23 Kv IEC Pub 60044-2 Bobina de corriente Número de bobinas Potencia de salida de cada arrollamiento para la clase de precisión solicitada Relación Sobre carga continúa sin variar la clase de precisión solicitada de cada arrollamiento Corriente límite térmica (kA r.m.s.) Corriente límite dinámica (kA r.m.s.) Norma 2 30 VA 10/5 A 120% 5 37 IEC Pub 60044-1 Características de Montaje Aislante externo Límite de línea de fuga Porcelana 330 mm Aceite dieléctrico Será libre de contenido de PCB (menor a 2 P.P.M.) Norma Relación de transformación a elegir 20-10/0.23 Kv - 10/5 A 1.19.4 ASTM D1816 Transformador de Potencia (kW) Mayor o igual Menor a 100 Plataforma soporte de trafomix Sera de las mismas características del ítem 2.2.2 para 1 solo brazo. 1.20 CINTA SEÑALIZADORA --3 La cinta de señalización utilizada para M.T. posee las siguientes características Material Ancho Espesor Dimensiones Inscripción Elongación Color : : : : : : : Polietileno de alta calidad resistente a ácidos, grasas aceites. 125 mm 1/10mm 5” de ancho y 1/10 mm de espesor Letras negras que no pierdan su color con el tiempo con la inscripción “PELIGRO DE MUERTE 10,000 VOLTIOS” 250% Rojo 1.21 ELEMENTOS AUXILIARES DE PROTECCION Y MANIOBRA 1.21.1 Varilla extractora de fusibles de alta tensión. La varilla de extracción, será igual o similar al modelo 3G-1100 de Siemens y se proveerá con muelas de extracción, adecuadas para fusibles de alta tensión que se prevén, tendrán una longitud mínima de 1335 mm y vendrán provisto de una pantalla intermedia de no menos de 12 cm. de diámetro, la muela de extracción permitirá fusibles de hasta 80 mm de diámetro. Tendrá una tensión de operación de 12 kV 1.21.2 Revelador de tensión. Será un instrumento de prueba, que emplea el gradiente del campo electrostático, a medida que se aproxime al conductor energizado. Vendrá provisto con luces centellantes y sonidos audibles que alerten al operador. Vendrá provisto con un selector de rango de la tensión a probar (0-90 kV.), la alimentación será con baterías alcalinas a 9 V. El equipo tendrá una pértiga telescópica, tipo tropical izada para trabajo pesado, de material aislante de alta resistencia mecánica a la tracción y la flexión, para la instalación del revelador de tensión en la punta, tendrá un BIL no menor de 150 kVp. de una longitud aproximada de 1.60 m, tendrá un disco central con el fin de aumentar la distancia de la superficie de contorneo 1.21.3 Pértiga. Pértiga telescópica, tipo tropicalizada para trabajo pesado, de material aislante de alta resistencia mecánica a la tracción y la flexión, tendrá un BIL no menor de 150 kVp. de una longitud aproximada de 1.60 m, tendrá un disco central con el fin de aumentar la distancia de la superficie de contorneo Tendrá las siguientes características: - Tensión Nominal : 24 kV - Corriente Nominal - Nivel básico de aislamiento - Voltaje de ensayo (Por pie por 5 minutos) : : : 400 A 150 kVp 100 kV 1.21.4 Banco de Maniobras. Consistente en una plataforma de 0.80 x 0.80 m de material aislante de 40 mm de espesor. Aproximadamente de modo que pueda resistir un peso de 100 Kg. La plataforma será soportada por cuatro aisladores con tacos de caucho de resistencia mecánica a la compresión, impacto y dureza con pieza de fijación a la plataforma. De las siguientes características: - Tensión Nominal - Capacidad de aislamiento (BIL) : : 45 kV. 150 kVp. 1.21.5 Piso aislante. Será de caucho de alta calidad dieléctrica, deberá cumplir con las Normas IEC-61111 y EN 61111. De las siguientes características: - Tensión Nominal - Dimensiones - Espesor : : : 40 kV. 1 x 5 m. 5 mm 1.21.6 Balde con Arena. De material plástico, de pared gruesa y alta resistencia mecánica, con asas para suspensión de plástico. Con una capacidad de aproximadamente 10 Kg. de arena seca. 1.21.7 Zapatos dieléctricos. Un par de la talla del operador, con suela y tacones de jebe de alto aislamiento eléctrico, los que deberán ser clavados con clavijas de madera o cocidos, no se permitirán clavos o partes metálicas. 1.21.8 Lentes de Seguridad. Anteojos de Poli carbonato 56 CL, con protección lateral y patilla fija, la montura y las lunas serán a la medida de cada trabajador. Se fabricarán según Norma Internacional ANSI Z87.1-1989. 1.21.9 Casco. El casco será fabricado de un material aislante para uso eléctrico de una tensión nominal no menor de 30 kV. y un nivel de aislamiento de 150 kVpico. 1.21.10 Guantes. Un par de guantes tamaño grande, de jebe u otro material aislante para uso eléctrico a una tensión nominal de 30 kV. y un nivel de aislamiento de 150 kVpico, con correa regulable. 1.21.11 Placa de señalización. En cada celda llevará una placa de señalización de 300 x 600 mm empernados en las puertas y de 80 x 200 mm para el símbolo de presencia de corriente eléctrica, construidas de planchas metálicas de 1/16" de espesor y leyenda "ALTA TENSION PELIGRO DE MUERTE ", en letras y símbolo de color rojo con fondo amarillo. 1.21.12 Extintor Para ser utilizados en fuegos clase E donde intervienen equipos eléctricos energizados y además es de importancia la no conductividad eléctrica del agente extintor. En éste caso se utilizará los agentes extintores en polvo seco normal bióxido de carbono, halón. 1.22 PUESTA A TIERRA. Características técnicas del suministro Normas: MEM/ DEP-311 Especificaciones técnicas para el suministro de materiales y equipos en líneas y redes primarias. NTP ANSI C135.14 Construction ASTM Conductores de cobre recocido para el uso eléctrico Staples with rolled afdash poins for averhead line A153, 110 1.22.1 Puesta a tierra para SAB. Será exclusivamente para conectar a tierra la carcaza del transformador, los soportes metálicos del seccionador, etc. Adicionalmente a los materiales indicados en el punto anterior llevarán lo siguiente: 01 varilla de cobre de 5/8” Ø x 2.40 m Conector AB 02 dosis de sales electrolíticas no corrosivas 01 caja de registro. Lima, Diciembre del 2,010 CAPITULO III ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE MONTAJE CAPITULO III 1.23 GENERALIDADES Las presentes especificaciones se refieren a los trabajos a efectuar por el contratista para la ejecución de la Sub estación y de red de Distribución Primaria, materia de éste proyecto. Las tareas principales se describen a continuación y queda entendido, sin embargo, que será responsabilidad del Contratista, efectuar todos los trabajos que sean razonablemente necesarios, aunque dichos trabajos no estén específicamente indicados y/o descritos en la presente especificación. El Contratista será responsable de efectuar todo trabajo de campo necesario para replantear la ubicación de las estructuras de las redes de distribución, indicando la ubicación definitiva de las estructuras. Estos planos pasarán a poder del Propietario. 1.24 TRANSPORTE Y MANIPULEO DE MATERIALES El ejecutor transportará y manipulará todos los materiales y equipos con el mayor cuidado. Los materiales serán transportados hasta el almacén de obra; al ser descargado de los vehículos no deben ser arrastrados o rodados por el suelo, todo material que resulte deteriorado durante el transporte, deberá ser reemplazado. 1.25 INSTALACION DE POSTES El trazado de la línea deberá ceñirse en lo posible a la disposición que aparecen en el plano. El contratista efectuará la excavación de los huecos para la cimentación de los postes con las dimensiones especificadas en los respectivos planos, conforme al procedimiento que él proponga y que el Ing. Supervisor apruebe. El contratista tomará las precauciones necesarias para evitar derrumbes durante la excavación. Se evitará golpear los postes o dejarlos caer bruscamente, no se permitirá deslizar ni arrastrar manualmente los postes. Los postes serán instalados mediante una grúa de 6 Tn., caso contrario se izarán mediante trípodas o cabrias. Antes del izaje, todos los equipos y herramientas, tales como ganchos de grúa, estribos, cables de acero, deberán ser cuidadosamente verificados a fin de que no presenten defectos y sean adecuados al peso que soportarán. Durante el izaje, ningún obrero, ni persona alguna se situará por debajo de los postes, cuerdas de tensión, o en el agujero donde se instalará el poste. Una vez que los postes hayan sido instalados y alineados perpendicularmente, se deberá proceder a la cimentación con mezcla de concreto de relación 1 a 8 (cemento-hormigón) con 25% de piedra mediana y deberá estar a satisfacción del Supervisor. Todos los postes para retenidas serán empotrados en el terreno mediante un macizo de fundación de concreto que contenga como mínimo 4.4 bolsas de cemento por 1.4 m3 de hormigón; llevará un solado de concreto de 10 cm de espesor. 1.26 INSTALACION DE CRUCETAS Antes de proceder a su montaje, se deberá verificar el estado de los diferentes elementos. La instalación de las crucetas y accesorios se realizará antes del izado de los postes, debiendo cuidarse que guarden perfecta perpendicularidad respecto al eje del poste y poniendo cuidado en el fraguado de los mismos. Para la instalación de las crucetas de concreto al poste, se deberá utilizar mezcla de concreto fino, que deberá cubrir uniformemente la parte periférica del poste y la interna del hueco de embone a la cruceta, verificándose que el fraguado de concreto se haga antes del izado del poste. 1.27 MONTAJE Y PREPARACION DE TERMINALES DE CABLE SECO. La ejecución de este trabajo será realizado por personal especializado y teniendo en cuenta las siguientes recomendaciones: Tener en cuenta las recomendaciones del fabricante. En la conexión de los conductores a los terminales unipolares, deberán tenerse especial cuidado de que no hayan pérdidas de aislamiento ni que pueda existir el peligro de entrada de humedad en el aislamiento del cable. El terminal unipolar deberá quedar completamente sujetada mediante una base de platina de fierro y grampas tipo U con orejas. Todos los trabajos serán realizados en la superficie del terreno, cuidando que los elementos y equipos no se impregnen de suciedad alguna. En el montaje se debe tener presente la secuencia de fases. 1.28 MONTAJE DESUBESTACION AEREA BIPOSTE S.A.B 1.28.1 Armado de la subestación. La ubicación de los postes C.A.C., la subestación y los detalles son mostrados en los planos respectivos. La ubicación de la subestación deberá respetarse en lo posible, no admitiéndose variaciones mayores de 10 m, salvo autorización y aceptación del supervisor. El transformador será izado mediante grúa, y se instalará sobre la plataforma soporte de C.A.V. de 2x1.10 m. (2.2 m) El lado de alta tensión del transformador se ubicará hacia el lado de la calle, y se cuidará que ningún elemento con tensión quede a menos de 2.50 m de cualquier objeto, casa, etc. Los seccionadores fusibles se montarán en la cruceta asimétrica, y se tendrá cuidado que ninguna parte con tensión de éstos, quede a distancias menores que aquellas estipuladas por el C.N.E. Suministro. Se comprobará que la operación del Seccionador no afecte mecánicamente a los postes, a los bornes del transformador ni a los conductores del conexionado. En caso de que algunos de éstos inconvenientes ocurriesen, se deberá utilizar algún procedimiento que elimine la posibilidad de daño; tal procedimiento será aprobado por el Supervisor. Los seccionadores fusibles una vez instalados y conectados a la Red Primaria de 10 kV, y al transformador, deberán de permanecer en la posición de abierto hasta que culminen las pruebas sin tensión de la línea. 1.29 PUESTA A TIERRA Se instalarán pozos de puesta a tierra de acuerdo a lo indicado en planos. Se cavará para cada puesta a tierra un hoyo de 0.80 m de diámetro por 2.60 m de profundidad, el cual será llenado con tierra de chacra y compactado cada 30 cm. Para el mejoramiento de la resistividad de la misma se empleará producto químico thor gel,, bentonita o similar, que disuelto en agua se verterá al pozo. En el montaje de las varillas se deberá respetar las distancias indicadas. En las puestas a tierra de la subestación se hará conectando las partes metálicas de los equipos alas respectivas varillas de tierra, uniéndose ésta al conductor desnudo de cobre mediante el conector AB, finalmente se instará la caja de registro para el mantenimiento del pozo. 1.30 PRUEBAS ELECTRICAS Al concluir los trabajos de montaje, se deberán realizar las pruebas eléctricas finales en presencia del Ing. Supervisor de EDELNOR. Estas pruebas son las siguientes (para Sistema de Utilización en M.T.): Pruebas de continuidad y aislamiento de la Red de M.T. Pruebas del sistema de puesta a tierra. 1.30.1 Prueba de Continuidad. Esta prueba se efectuará en los extremos de la red cortocircuitando los extremos. 1.30.2 Prueba de Aislamiento. Debe efectuarse en los extremos del cable dejado para la subestación, o en los extremos del cable y/ o conductor a empalmarse con la red existente. Las pruebas se realizarán entre fases y fase a tierra. Se considera como aceptables los siguientes valores de aislamiento para la red de Distribución primaria. TIPO DE CONDICIONES Condiciones Normales RED DE DISTRIBUCIÓN PRIMARIA AEREAS Entre fases De fase a tierra 100 MΩ 50 MΩ Condiciones húmedas Entre fases De fase a tierra 50 MΩ 20 MΩ 1.30.3 Prueba de Puesta a Tierra. Deberá obtenerse una resistencia de difusión máxima de 25 ohmios en la puesta a tierra de todos los postes que contengan seccionadores, transformador y otros dispositivos de maniobra, debiendo estar conectados a tierra las carcasa y partes metálicas de los mismos. 1.31 SEGURIDAD E HIGIENE El Contratista deberá observar todas las leyes, reglamentos, medidas y precauciones que sean necesarias para evitar que se produzcan condiciones insalubres en la zona de los trabajos y en sus alrededores. Tomar las medidas y precauciones necesarias para la seguridad de los trabajadores, prevenir y evitar accidentes, y prestar asistencia a su Personal, respetando los Reglamentos de Seguridad Vigentes. 1.32 DAÑOS Y PERJUICIOS A TERCEROS El Contratista será el único responsable de las reclamaciones de cualquier carácter a que hubiera lugar por los daños causados a las personas o propietarios por negligencia en el trabajo o cualquier causa que le sea imputable; deberá, en consecuencia, reparar a su costo el daño o perjuicio ocasionado. Lima, Diciembre del 2,010 CAPITULO IV CALCULOS JUSTIFICATIVOS CAPITULO IV 1.33 GENERALIDADES El presente capítulo se refiere a los cálculos y criterios básicos que han servido para formular las especificaciones y diseños del Sistema de Utilización en Media Tensión 20kV (operación inicial 10kV), realizados en base a las disposiciones del Código Nacional de Electricidad, Normas Vigentes de la DGE/MEM y las Normas del CEI relacionadas con este fin. 1.34 NIVEL BASICO DE AISLAMIENTO Y DISTANCIAS ELECTRICAS. 1.34.1 Nivel Básico de Aislamiento. De acuerdo al Código Nacional de Electricidad y las Normas CEI, el nivel de aislamiento para la tensión nominal de 20kV (Tensión Máxima de 24 kV) que deben soportar los equipos en la zona del proyecto es de: a) b) Tensión que debe soportar con onda de frente escarpado 1/50 s: 150 KV (Pico) Tensión que debe soportar a frecuencia industrial corta duración: 50 KV (RMS) 1.35 CALCULOS ELÉCTRICOS. La red es del tipo radial, subterráneo construido con cable de energía tipo N2XSY, a una tensión entre líneas de 20 kV (operación inicial de 10kV). 1.35.1 Bases de Cálculo Los diseños y cálculos observan las Normas del Código Nacional de Electricidad Suministro. El sistema adoptado es el subterráneo, trifásico, de tres conductores, dispuestos en una configuración paralela, simple terna. La tensión nominal de servicio y de diseño es de 20 kV (operación inicial de 10kV), con frecuencia de 60 Hz y un factor de potencia de 0.85 inductivo La temperatura de cálculo para la resistencia eléctrica del cable será de 20°C. La potencia de diseño del proyecto para el nuevo transformador es de 122.11 kVA. La Máxima Demanda del proyecto para el nuevo transformador es de 73.4 kW. 1.35.2 Parámetros de la Red Subterránea Con el fin de justificar la carga ampliada, desarrollaremos el cálculo en base a una tensión nominal de 10kV, y para la futura ampliación de 20kV. El cable será de 70mm2 y tendrá las siguientes características: Tipo Tensión de servicio Sección (mm2.) Intensidad admisible (A) Resistencia efectiva (Ohms/Km) Reactancia (Ohms/Km) Condiciones normales de instalación de cables enterrados) : : : : : : tendidos N2XSY 18/30 kV 70 245 0.3417 0.16992 bajo tierra (directamente a) Condiciones de base: Temperatura del terreno Profundidad de tendido Resistividad térmica del suelo Temperatura máxima del conductor Cantidad de cables en la zanja Separación entre cables Conexión a tierra de la pantalla del cable : : : : : : : 25°C 1.0 m 1k.m/w 90°C 3 70 mm en ambos extremos En estas condiciones la intensidad admisible de corriente nominal del cable seco subterráneo tipo N2XSY de 70 mm2 es de 245 A. 1.35.3 Parámetros eléctricos En el cuadro siguiente se representan los valores de resistencia, reactancia inductiva y ampacidad del cable unipolar N2XSY (tres dispuestos en forma horizontal en un mismo plano) y con una separación entre cables igual a 7 cm. Sección (mm2) R 20 °C Ohm/km Re Ohm/km X1 Ohm/km 0.268 0.3417 0.16992 70 *Basado en la norma Edelnor CD-7-012 (ver anexo) Ampacidad enterrado 20°C (A) 245* R 20 = Resistencia a la corriente continua a 20 °C Re = Resistencia efectiva a la temperatura máxima de operación (90 °C) X1 = Reactancia inductiva Se adjunta catalogo de cable N2XSY de 70mm2 en el anexo. 1.36 CALCULOS Y DIMENSIONAMIENTO DEL CABLE DE ENERGIA 10-20kV Para el dimensionamiento del alimentador, consideramos la potencia total de la subestación convencional de 160 kVA. Condiciones: a) Potencia de diseño (KVA) b) Tensión nominal (V) d) Temperatura del terreno e) Longitud del cable subterráneo (Ls) f) Cosø (factor de potencia) : : : : : 160 KVA. 10 - 20 KV. 25 ºC 420 m 0.85 1.36.1 SELECCIÓN DEL CABLE DE ENERGIA a) Cálculo de la corriente nominal del sistema eléctrico De la fórmula siguiente, obtenemos la intensidad de corriente nominal a transmitir, en condiciones normales de operación indicados en el ítem. 4.3.3: Como queremos calcular si el cable soportara la carga, debemos calcular el cable N2XSY 31x70mm2 para 10kV actual y para 20kV proyectado. PI In = --------------3xV Donde: PD = 160 kVA (potencia de diseño de la subestación) Reemplazando datos: TENSIÓN (KV) 10 20 MÁXIMA DEMANDA (KW) 73.4 73.4 CORRIENTE PRIMARIO (A) 9.24 4.62 b) Por capacidad de conducción de corriente La determinación de la capacidad de conducción de corriente, en cables de energía, es un problema de transferencia de calor donde ésta es afectada por los siguientes factores de corrección: Factores de corrección por condiciones de instalación: Factor de corrección por temperatura del terreno Temperatura del suelo terreno 25 °C : 100 cm : 150 °C-cm/w Ftt = 1.00 Factor de corrección por diferente profundidad Profundidad de tendido : Fpt = 1.00 Factor de corrección por resistividad térmica del terreno Resistividad del terreno Frt = 1.00 La capacidad de la corriente de diseño es la misma, Para las condiciones indicadas, la corriente admisible corregida (corriente de diseño) se obtiene de la fórmula siguiente: Id = In/Feq Siendo Feq = Factor de corrección equivalente Feq = Ftt x Fpt x Ftd = 1.00 Reemplazando datos obtenemos: Corriente de diseño: Id = In/Feq = 245/1.00 = 245 Amp. La corriente admisible para el cable seleccionado es mayor que la corriente a transmitir respectivamente: TENSIÓN (KV) CORRIENTE PRIMARIO (CORRIENTE A TRANSMITIR) CORRIENTE DE CONDUCCIÓN DEL CABLE (A) 9.24 4.62 10 22.9 Icond. Cable = 245 A (70 mm2) 245 A (70 mm2) (A) 245 245 > > 9.24A 4.62A Por tanto, el cable subterráneo alimentador, seleccionado es correcto; del tipo N2XSY, 1x70 mm2, 18/30 kV para la tensión inicial de 10kV y la futura de 20kV soportará la corriente a transmitir. Por lo cual la formación 3-1x70 mm2 N2XSY transportará la corriente actual y la posible futura. c) Cálculo por caída de tensión En cables subterráneos la reactancia es muy pequeña que puede depreciarse, y la caída de tensión se determina con la siguiente expresión: V 3LI r cos Xsen 1000 L, longitud del circuito r, resistencia por unidad de longitud x, reactancia por unidad de longitud Sen Φ Cos Φ I, corriente nominal 420.00 m 0.3417 Ω/km 0.16992 Ω/km 0.527 0.85 9.24 A (para 10kV op. Inicial) 4.62 A (para 20kV) Reemplazando valores: ΔV = 2.64 V (0.0264 % de 10 KV) 1.32 V (0.0066 % de 20 KV) Por lo tanto se cumple ΔV<<(4.5+0.0264)% de 10 KV ΔV<<(4.5264)% de 10 KV 4.5264<5% (CUMPLE PARA 10kV) ΔV<<(4.5+0.0066)% de 20 KV ΔV<<(4.5066)% de 20 KV 4.5066<5% (CUMPLE PARA 20kV) d) Por efecto de corriente de cortocircuito d1) Cálculo de la corriente de cortocircuito en el cable Bajo condiciones de cortocircuito, se incrementa con rapidez la temperatura de los elementos metálicos de los cables de energía (conductor y pantalla o cubierta metálica) Condiciones: - Potencia de cortocircuito (Dato Edelnor) (Pccs) - Duración del cortocircuito (t) - Sección del conductor requerido Reemplazando datos: Pcc Icc = ------------- = 3 x V : 180 MVA (para 10kV op. inicial) 500 MVA (para 20kV) : 0.02 Seg.(ambos casos) : 70 mm2 (para ambas tensiones) 10.39 kA (para 10kV op. inicial) 14.43 kA (para 20kV) Donde: Pcc Icc V : : : Potencia de cortocircuito Corriente de cortocircuito permanente Tensión Nominal d2) Cálculo por corriente de cortocircuito térmicamente admisible en el cable Ikm = 0.14356 x S t Donde: Ikm S t = Corriente de cortocircuito (media eficaz) térmicamente admisible por el cable (kA) = Sección nominal del cable (70 mm2 en ambas tensiones) = Duración del cortocircuito o tiempo de apertura de la protección: 0.02 s Luego: Ikm = 0.14356 x 70 ---------------0.2 = 71.06 kA (para ambas tensiones) Anteriormente se calculó Icc = 10.39 kA (10kV) en el sistema 14.43 kA (20kV) Con esto se verifica que: Ik Icc (Icc cable > Icc max) Conclusión: El cable de energía tipo N2XSY de 70 mm2 18/30 kV proyectado, si cumple las condiciones 4.4.1, por lo que se concluye que soportará la corriente a transmitir, caída de tensión y la corriente de cortocircuito permisibles por el CNE. 1.37 SELECCIÓN DE LOS EQUIPOS DE PROTECCIÓN 1.37.1 Protección de la Red de Media tensión La protección requerida en la línea de media tensión para una Demanda Máxima de 160 KVA, utilizando fusibles Fusibles de expulsión tipo K-ANSI, calculamos el amperaje mediante la siguiente fórmula: Imtf ≥ 1.5 In Reemplazando In tenemos: Imtf ≥ 1.5 In = 1.5 x 9.24 = 13.86 A. (Condición inicial 10 Kv) Imtf ≥ 1.5 In = 1.5 x 4.62 = 6.93 A. (20 kV) De acuerdo a la corriente, de las curvas del catálogo del fabricante seleccionamos: o o Fusibles de expulsión tipo K-ANSI de 20 Amp, 10 kV (condición inicial) Fusibles de expulsión tipo K-ANSI de 10 Amp, 20 kV Se adjunta curva de coordinaciones de fusibles tipo K. 1.38 CÁLCULO DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA a) Cálculo del conductor de conexión a la Puesta a tierra De acuerdo a la regla 033.C del CNE Suministro, el conductor de puesta a tierra con un electrodo o conjunto de electrodos con un solo punto de puesta a tierra, la capacidad continua de corriente de los conductores de puesta a tierra no será inferior a la corriente de plena carga del transformador de suministro. Según 4.4.1, la corriente nominal a plena carga del transformador de suministro es: Id = 43.33 Amp. Los conductores de puesta a tierra tendrán corrientes iguales o superiores que la corriente del transformador. De acuerdo al catálogo el conductor que cumple estas características es el conductor de cobre, temple blando, tipo TW, de 50 mm2, cuya capacidad de corriente, instalado en tubo, es de 138 Amperios. b) Puesta a tierra utilizando varillas para media tensión Considerando electrodos verticales a nivel del suelo se tiene del manual IEEE “Recommended practice for grounding of industrial and comercial power sistems”, por ser el terreno de fácil penetración y del tipo TURBA HUMEDA, con una resistividad de 100 -m, la resistencia del pozo de tierra utilizando varilla de cobre de 5/8” (16 mm. diámetro) x 2.4 m. de longitud, la resistencia teórica correspondiente se considera: R = -------- (Ln 4L - 1) 2 L d Donde: = L= d= Ln = Resistividad específica del terreno (Ω– metro) Longitud de la varilla de cobre (2.4m) diámetro de la varilla de cobre (0,016 m) Logaritmo neperiano Para el cálculo de la resistencia de puesta a tierra se considerarán la resistencia del electrodo (0), resistencia del relleno y resistencia del suelo. Luego el valor de la resistencia de puesta a tierra equivalente será: r Rt = -------- (Ln R/a) - (Ln 2L/R)/12πL 2 L Rt, resistencia teórica del sistema de puesta a tierra (Ω) Reemplazando valores se obtiene: Rt = 0.334 �r + 0.018 � Con un correcto tratamiento, se obtiene una resistividad aproximada del relleno igual a 20 Ωm. De acuerdo a estos valores, se obtienen resistencias teóricas que dependen de la resistividad del terreno. Resistividad del terreno Menor a 100 Ohm-m Menor a 400 Ohm-m Resistencia equivalente del pozo Hasta 10 Ohm Hasta 15 Ohm Para el terreno arena arcillosa con una resistividad de 200 Ohm-m, se obtienen los siguientes resultados: Cálculo inicial: Rt = -------- (Ln 4L - 1) = (200/(2*3.14*2.4))*(Ln(4*2.4/0.008)-1) 2 L d Reemplazando datos: Rt = 83.69 Ohm Cálculo final: Teniendo en cuenta que es necesario obtener los 15 y 10 Ohmios respectivamente de resistencia de los pozos de tierra, tratamos el terreno con bentonita, logrando una resistividad del terreno de 19 Ohmios-m. Rt = 0.334 �r + 0.018 � Rt = 0.334 (19) + 0.018 (200) Rt = 9.95 Ohm. Lima, Diciembre del 2,010 CAPITULO V ANEXOS 1.39 METRADO REFERENCIAL. 1.40 CRONOGRAMA DE OBRAS Id Procedimiento 1 SUBESTACION ELECTRICA 10-22.9/0.23Kv 2 INICIO 3 Suministro de materiales Duración 33 días 0 días 20 días Comienzo mié 01/12/10 mié 01/12/10 mié 01/12/10 Fin 21 nov '10 mié 01/12/10 Suministro de cable N2XSY 15 días mié 01/12/10 mar 21/12/10 5 Suministro de transformador 160 kVA 20 días mié 01/12/10 mar 28/12/10 6 Suministro de postes, crucetas y ferreteria 10 días mié 01/12/10 mar 14/12/10 7 Otros 7 días mié 01/12/10 8 días lun 03/01/11 Montaje Electromecanico jue 09/12/10 mié 12/01/11 9 Montaje de transformador aereo 1 día lun 03/01/11 10 Instalacion de cables en canales subterraneos 5 días mar 04/01/11 lun 10/01/11 11 Instalacion de plataforma y portafusibles 2 días mar 11/01/11 mié 12/01/11 1 día vie 31/12/10 vie 31/12/10 1 día vie 31/12/10 vie 31/12/10 2 días mié 29/12/10 jue 30/12/10 12 Obras civiles 13 14 Construccion de pozos a tierra Transporte 15 Transporte de postes y transformador 01/12 mar 28/12/10 4 8 28 nov '10 05 dic '10 12 dic '10 19 dic '10 26 dic '10 02 ene '11 09 ene '11 16 ene '11 S D L M X J V S D L M X J V S D L M X J V S D L M X J V S D L M X J V S D L M X J V S D L M X J V S D L M vie 14/01/11 lun 03/01/11 2 días mié 29/12/10 jue 30/12/10 16 Pruebas y puesta en servicio 2 días jue 13/01/11 vie 14/01/11 17 FIN 0 días vie 14/01/11 vie 14/01/11 14/01 1.41 CURVA DE COORDINACION DE FUSIBLES CUT OUT GRAFICA No. 1A: CURVA DE FUSION MINIMA HILOS FUSIBLES TIPO K DE 1 – 200 AMPERIOS NOMINALES 1.42 NORMA EDELNOR CD-7-012 Lima, Diciembre del 2,010
