Universidad Nacional de Lanús Departamento de Desarrollo Productivo y Tecnológico Licenciatura en Tecnologías Ferroviarias Instalación, operación, mantenimiento y reparación en líneas electrificadas Diseño y presupuesto de subestación de 132KV/20KV Grupo 3: Lattari Santiago Lepera Franco Lopez Jazmín Yanni Ignacio Docente: Miguel Fernández Instalación, operación, mantenimiento y reparación en líneas electrificadas 2021 Diseño de Subestación 132KV/20KV Consignas Esquema eléctrico completo con: seccionadores, interruptores, transformadores de medida y protección, barras, transformadores principales y auxiliares. Esquema eléctrico separado de los servicios auxiliares Características eléctricas de cada equipamiento: tensiones y corrientes nominales, sobretensiones de frecuencia industrial y de impulso (BIL), accionamiento, tipo de aislación, características constructivas. En transformadores: potencia, relación de transformación, grupo de conexión, tipo de aislación, características principales. En rectificadores: tipo de rectificador, hexafasico (6 pulsos) o dodecafasico (12 pulsos), otras características constructivas. Plano de implantación: plano en planta de la subestación, dimensiones de cada sala, ubicación de los equipos en cada sector. Presupuesto: Ingeniería Equipos por sector: nombre del equipo, precio unitario, cantidad Instalación de los equipos Obra civil Beneficio %. Instalación, operación, mantenimiento y reparación en líneas electrificadas 2021 Diseño de Subestación 132KV/20KV Introducción En el presente trabajo práctico se diseñara una subestación principal de 132KV transformada a 20KV que posteriormente alimentara las distintas subestaciones de tracción de corriente continua. Dicha SET empleará tecnología GIS (Gas insulated switchgear) debido al poco espacio que se dispone para realizar la mencionada subestación (la misma se encuentra en zona urbana). Se detallará ubicación de los equipos con un plano en planta y el correspondiente esquema eléctrico con sus consideraciones. A partir de los datos de potencia de las líneas de alimentación de 132 KV y la potencia de cortocircuito se determina el equipamiento GIS y de media tensión, y la potencia de los transformadores que se emplearán en la subestación. El transformador es trifásico, con arrollamientos sumergidos en aceite mineral y está diseñado para servicio exterior, si bien se emplea en una instalación de interior. Concluyendo, se adjunta detalle del presupuesto requerido para poder costear dicho proyecto, para posteriormente compararlo con otro sistema de alimentación. Instalación, operación, mantenimiento y reparación en líneas electrificadas 2021 Diseño de Subestación 132KV/20KV Características eléctricas Subestación aislada en gas de hasta 145kV, 40kA y 3150A - Modelo 8DN8 Tensión Nominal 145kV Frecuencia nominal 50Hz Tensión nominal a frecuencia industrial soportable 275kV (1min) Tensión nominal soportada al impulso tipo rayo 650kV (1,2/50µs) Corriente de servicio Barra colectora 2500/3150 A Derivación 2500/3150 A Corriente nominal de corte 31,5/40 kA Corriente nominal de choque 85/108 kA Corriente nominal de breve duración 31,5/40 kA ≤ 0,5% ensayo individual Índice de fugas/año y compartimiento de gas ≤ 0,1% ensayo de tipo Ancho de bahía 650/800/1200 mm Altura, Profundidad 2500x3520 mm Accionamiento del interruptor de potencia Con acumulador de resorte O-0,3s - CO-3min - CO Secuencia de conmutación asignada CO-15s-CO Tensión de alimentación asignada 48-250 V DC Vida útil estimada >50 años Rango de temperatura ambiente de -30°C a +40°C Normas IEC/IEEE Instalación, operación, mantenimiento y reparación en líneas electrificadas 2021 Diseño de Subestación 132KV/20KV Celdas fijas con interruptores de potencia tipo NXPLUS C hasta 24 kV, aisladas en gas Tensión kV 24 Frecuencia Hz 50/60 Tensión soportada asignada de corta duración a frecuencia industrial kV 50 Tensión soportada asignada de impulso tipo rayo kV 125 kA 63 Valor de cresta de la corriente admisible asignada Corriente asignada de cierre en cortocircuito kA 63 Corriente admisible asignada de corta duración 3 s kA 25 Corriente asignada de corte en cortocircuito kA 25 Corriente asignada en servicio continuo del embarrado k A 2500 Corriente asignada en servicio continuo de las derivaciones k A 2000 Ancho mm 600 Profundidad - Sin canal de alivio de presión trasero mm 1100 - con canal de alivio de presión trasero mm 1225 Altura - Celdas de 600mm 2250 - Celdas de 900 mm 2550 Instalación, operación, mantenimiento y reparación en líneas electrificadas 2021 Diseño de Subestación 132KV/20KV Transformador de potencia Normas de proyecto, construcción, ensayos y tolerancias IEC-UNE Potencia asignada en servicio continuo Arrollamiento A.T. 25 MVA Arrollamiento B.T. 25 MVA Arrollamiento terciario ≥ 20 MVA Tipo de refrigeración ODAF Tensión asignada en vacio Arrollamiento A.T. 230±10×3.45 kV Arrollamiento B.T. 21 kV Arrollamiento terciario ≤ 15 kV Utilización prevista para el terciario Compensación Grupo de conexión YNd11 Perdidas Perdidas en vacio al 100% de la tensión nominal 17.52 kW Dimensiones (sin Aero-refrigeradores) Largo total 6100mm Ancho total 3250mm Alto total 5050mm Alto para desencubado 5520mm Instalación, operación, mantenimiento y reparación en líneas electrificadas 2021 Diseño de Subestación 132KV/20KV Presupuesto: Unidades Medición P.Uni(U$S) Precio(U$S) m3 100 36,27 3627,32 m3 3270 3,80 12441,70 745 13,69 10197,56 OBRA CIVIL Movimiento de tierra demolición de soleras de hormigón en masa Excavación en desmonte Excavación en cimentaciones, zanjas y pozos m3 Excavación de vaciado con máquina de terrenos compactos para subestación, vitales y aceras m3 2160 2,18 4710,53 Excavación zanja a máquina terreno compacto muros intermedios y muros de cerramiento m3 423 13,69 5790,02 m3 120 19,11 2292,62 m3 m3 2347 407 7,76 9,43 18213,66 3838,34 Relleno con material seleccionado procedente de la excavación m3 435 10,89 4738,19 Relleno compactado con material filtrante Encachado de piedra 40/80 m3 173 9,48 1639,56 m2 320 0,96 307,72 Membrana impermeable de propileno m2 305 3,89 1185,23 Transporte a vertedero <40Km carga del conjunto de obra Urbanización Ejecución de viales Ejecución de veredas Zanjas para cableado eléctrico TOTAL m3 25432 10,96 278785,58 m2 - 216 1 1 55,25 2695,84 11426,00 11934,17 2695,84 11426,00 373824,05 Relleno y apisonado mecánico a cielo abierto de zahorra bajo transformadores Relleno general Coronación Instalación, operación, mantenimiento y reparación en líneas electrificadas 2021 Diseño de Subestación 132KV/20KV Cimentaciones Exteriores Hormigón limpieza vertido con grúa de zapatas y muros de urbanización exterior Interiores m2 1080 74,58 80542,51 Hormigón armado Ha-30/B/20/IIA 2 caras 0,300,40 m con vertido grúa o bomba muros m3 1650 205,27 338701,44 m2 408 20,02 8168,81 m2 432 41,77 18045,33 Hormigón general para macizos de cimentación y m3 losa de solera TOTAL 125 95,78 11972,65 Encofrados de madera para zapatas y vigas Solera de hormigón armado, en zona bajo transformadores y depósitos de aceite 457430,75 Estructuras Hormigón armado para losas + madera + armadura m3 1205 319,00 384395,00 Hormigón armado para viga de coronación y zunchos + madera + armadura m3 205 359,60 73718,00 Hormigón armado para pilares + madera + armadura m3 45 - 1 17400,00 17400,00 m3 1 80 98 812,00 84,65 101,14 812,00 6771,62 9911,76 Muro de cerramiento con panel prefabricado liso m2 y aislante térmico 590 145,00 85550,00 - 1 1508,00 1508,00 - 1 580,00 580,00 580646,38 Cimbra metálica para montaje de encofrados y hormigonado y andamiaje Junta de dilatación losas Vías de transformadores Canalizaciones hormigonadas Corte hormigón en losa para celdas de 20KV Taladro en losa para celdas TOTAL Instalación, operación, mantenimiento y reparación en líneas electrificadas 2021 Diseño de Subestación 132KV/20KV Albañilería Bloques de hormigón para revestir accesos, puertas RF, transformadores, gas de transformador m2 864 61,94 53519,62 Guarnecido y enlucido en sala de servicios auxiliares de acabado visto m2 105 8,35 876,96 Enfoscados con mortero de cemento interior subestación Bancada del transformador Ayudas a instalaciones y oficios TOTAL m2 430 15,27 6564,21 812,00 12760,00 1624,00 12760,00 75344,78 m2 864 84,05 72622,31 m 60 15,89 953,52 m2 640 142,41 91144,45 m2 38 67,64 2570,30 Pavimento continuo epoxi auto nivelante para salas de MT, AT y transformadores m2 831 65,22 54193,83 Pavimento continuo cuarzo gris para depósito aceite TOTAL m2 24 20,36 488,59 - 2 1 CUBIERTAS Y PAVIMENTOS Cubiertas Cubierta para edificios prefabricados Bajante de acero galvanizado D=100mm Pavimentos Suelo técnico elevado sobre solera Falso suelo en sala de servicios auxiliares 221973,01 Instalación, operación, mantenimiento y reparación en líneas electrificadas 2021 Diseño de Subestación 132KV/20KV CARPINTERÍA EXTERIOR E INTERIOR Carpintería exterior - 1 4141,20 4141,20 Puerta ciega de chapa lisa para acceso peatonal desde el - 1 exterior Carpintería interior 779,52 779,52 - 3 141,60 424,80 Barra anti pánico puerta 1 hoja en puerta RF recorridos de evacuación Barra anti pánico puerta 2 hojas Puerta cortafuegos EI2-90-C5 - 2 211,07 422,15 - 2 - 1 754,00 754,00 Puerta cortafuegos EI2-120-C5 especiales salas RF 240 (GIS y MT) TOTAL - 1 1033,27 1033,27 Puerta doble 3,00x2,20 m para acceso desde urbanización exterior Espejo ojo de pez 360 mm puerta RF 7554,94 PINTURAS Exterior m2 590 6,87 4051,65 m2 590 11,32 6679,74 Pintura plástica lisa mate estándar de servicios auxiliares m2 105 7,41 778,30 Pintura plástica acrílica mate lavable b/color en paramentos en resto subestación TOTAL m2 470 8,31 3903,63 Pintura plástica lisa para exteriores Tratamiento superficial anti pintadas para exteriores Interior 15413,33 Instalación, operación, mantenimiento y reparación en líneas electrificadas 2021 Diseño de Subestación 132KV/20KV FONTANERÍA Depósito acumulador de aceite + tuberías canalización desde batea - 1 8526,58 8526,58 Tanque de membrana horizontal superior para sistema PCI-espumógeno TOTAL - 1 11131,68 11131,68 19658,26 INSTALACIÓN DE PCI Y SISTEMAS ANTI-INTRUSISMO Protección contra incendios Central de detección de PCI + detectores algorítmicos - 1 15557,92 15557,92 Sistemas de detección por conducto aspiración completo zona transformadores, sala GIS y sala de servicios auxiliares, grupo electrógeno Pulsadores detección incendio Extintor portátil 5Kg CO2 - 1 506,63 506,63 - 16 - 5 11,31 38,05 180,96 190,24 - 5 26,45 132,24 - 5 203,29 1016,45 - 2 155,73 311,46 - 1 6,28 6,28 - 20 10440,00 208800,00 - 1 16530,00 16530,00 - 1 4147,79 4147,79 - 1 161889,60 161889,60 409269,56 Extintor portátil 5Kg polvo polivalente ABC Carro extintor 25Kg CO2 Carro extintor 25Kg polvo polivalente ABC Cartel indicador normalizado Sellados verticales y horizontales con RF Grupo Bombeo del sistema espumógeno, botella de expumógenos y difusores Sistema extinción por agua fraccionada y difusores Anti. Intrusismo Sistema anti-intrusismo TOTAL Instalación, operación, mantenimiento y reparación en líneas electrificadas 2021 Diseño de Subestación 132KV/20KV VENTILACIÓN Equipos de ventilación y conductos de chapa galvanizada para sala AT Conductos de chapa galvanizada para sala grupo electrógeno Aire acondicionado TOTAL INSTALACIONES ELÉCTRICAS Celdas GIS Celda de línea Celda de transformador Celda de acoplamiento y medida de tensión Celdas MT Celda de línea Celda de transformador Celda de servicios auxiliares Celda acoplamiento longitudinal Celda acoplamiento transversal Transformadores Transformador de potencia Transformador seco de servicios auxiliares Conductores m2 1 14344,13 14344,13 - 1 2743,40 2743,40 - 1 870,34 870,34 17957,87 - 4 2 1 538994,00 594662,40 491422,40 2155976,00 1189324,80 491422,40 - 28 2 2 1 2 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 - 2 2 0,00 0,00 0,00 0,00 Cable RHZ1 – 2OL (S) Al 2x240 mm2 m 1240 49,09 60873,09 Cable RHZ1 – RA + 2OL (S) Al H250 1x300 mm2 Servicios auxiliares m 157 103,51 16250,57 Cuadro general de servicios auxiliares de C.A. (400/230 V) - 1 12180,00 12180,00 Cuadro general de servicios auxiliares de C.C. (125 V.c.c) - 1 6728,00 6728,00 Cuadro general de servicios auxiliares de C.C (48 V.c.c) Cuadro de fuerza y climatización Cuadro de alumbrado - 1 6380,00 6380,00 - 1 1 4988,00 4176,00 4988,00 4176,00 Cuadro de unidad de control de servicios auxiliares - 1 3824,52 3824,52 Acumuladores Ni-Cd 125 V.c.c. + rectificador - 2 10846,00 21692,00 Acumuladores Ni-Cd 48 V.c.c + rectificador - 2 6114,36 12228,72 Cableado de servicios auxiliares de subestación - 1 7830,50 7830,50 Instalación, operación, mantenimiento y reparación en líneas electrificadas 2021 Diseño de Subestación 132KV/20KV Alumbrado de emergencia fluorescente de 12 W Luminaria fluorescente de 2x36 W/220 V - 53 78,94 4183,71 Luminaria intemperie para lámpara de 70 W - 12 212,13 2545,55 Luminaria con reflector de aluminio y lámpara incandescente de 100 W - 8 154,28 1234,24 Luminaria con equipo de lámpara de vapor de Hg, 250 W Luminaria de 60 W para empotrar - 2 1240,04 2480,08 - 2 121,80 243,60 Alumbrado de emergencia fluorescente de 12 W Control y protección - 12 183,28 2199,36 Sistema de control digital de la subestación - 1 103908,16 103908,16 Armario de equipos de comunicación TOTAL - 1 4988,00 4988,00 4115657,30 RED DE TIERRAS Conductores Conductor de cobre de 240 mm2 para red de tierras Elementos auxiliares m 1695 41,41 70193,34 Trencilla de cobre de 240 mm2 para la red de tierras TOTAL m 26,7 63,80 1703,46 71896,80 MONTAJE Y PUESTA EN MARCHA Celdas GIS 132KV Montaje celdas 132Kv y puesta en marcha Celdas MT 20KV - 1 99180,00 99180,00 Montajes celdas 20KV y puesta en servicio Transformador de potencia - 1 29464,00 29464,00 Montaje y puesta en servicio transformador potencia TOTAL - 2 7540,00 15080,00 143724,00 Instalación, operación, mantenimiento y reparación en líneas electrificadas 2021 Diseño de Subestación 132KV/20KV SEGURIDAD Y SALUD Instalaciones de bienestar Caseta de 2 oficinas + aseos Caseta de almacén - 1 1 5999,52 2818,80 5999,52 2818,80 - 1 487,20 487,20 - 1 441,09 441,09 - 1 577,91 577,91 - 5 4,98 24,88 - 4 7,71 30,86 - 2 2 2 1 15 2 3 2 3 9 24,08 5,51 34,36 220,75 23,70 209,38 36,27 12,76 75,40 49,88 48,16 11,02 68,72 220,75 355,48 418,76 108,82 25,52 226,20 448,92 m 536 0,85 453,88 - 25 8,70 217,50 Cartel PVC 220x300mm para obligación, prohibición o advertencia - 25 0,68 17,11 Cartel PVC para señalización extintor, boca de incendio - 5 0,78 3,89 Panel completo PVC 700x1000 mm - 10 3,04 30,39 Señal triangular l=70cm incluso soporte - 2 31,81 63,61 Señal circular d=60cm, incluso soporte - 4 38,05 152,19 Señal stop d=60cm, incluso soporte Paleta manual 2 caras Panel direccional con soporte - 2 83,55 167,11 - 4 2 10,81 26,59 43,24 53,17 Acometida eléctrica a la caseta de obra Acometida provisional fontanería Acometida provisional de saneamiento Percha para ducha o aseo portarrollos industrial con cerradura Espejo de vestuarios y aseos Jabonera de 1L Seca manos Eléctrico Horno microondas Taquilla metálica individual Mesa melanina para 10 personas Banco de madera para 5 personas Depósito-cubo de basuras Botiquín de urgencia Reposición botiquín Señalización Cinta balizamiento bicolor 8cm Cono de balizamiento reflectante d=70cm Instalación, operación, mantenimiento y reparación en líneas electrificadas 2021 Diseño de Subestación 132KV/20KV Protecciones colectivas Malla galvanizada simple torsión - 240 10,45 2508,38 Pasarela metálica hormigonado muros Barandilla guarda cuerpos - 300 8,84 2651,76 - 142 7,84 1113,51 Protecciones horizontales con cuajado de tablones Pasarela madera sobre zanjas Extintor polvo ABC 6 kg Equipos de protección individual - 80 11,84 947,49 - 10 10 12,93 26,91 129,34 269,12 Casco de seguridad ajustable con atalajes Casco de seguridad dieléctrico Pantalla de mano soldador - 25 7,33 183,28 - 15 5 20,15 9,21 302,24 46,05 Pantalla + casco seguridad soldador - 5 14,42 72,09 Anteojos para soladura oxiacetilénica Anteojos contra impactos Anteojos anti polvo Semi-máscara anti polvo 1 filtro Semi-máscara anti polvo 2 filtros Filtro recambio mascarillas Protectores auditivos Juego tapones anti-ruido silicona Faja de protección lumbar Cinturón portaherramientas - 4 6,87 27,47 - 5 5 4 4 10 10 20 15 10 4,13 2,69 24,88 52,85 12,76 16,76 0,44 34,21 5,83 20,65 13,46 99,53 211,40 127,60 167,62 8,82 513,13 58,35 Mono de trabajo poliésteralgodón Traje impermeable Traje agua verde ingeniero Mandil cuero soldador Peto reflectante de seguridad Parka para frío Par guantes látex-anti corte Par guantes uso general seraje Par guantes soldador Par guantes aislantes 5000V Par guantes aislantes 10000V Par de botas de agua de seguridad Par de botas de agua forradas Par de botas de seguridad Par de botas aislantes Par de polainas soldadura - 40 33,52 1340,96 - 8 3 10 25 10 50 75 10 5 5 15 5 20 5 10 10,71 17,76 12,18 15,54 7,96 0,68 1,97 9,86 40,57 13,34 31,67 14,50 6,87 59,54 9,13 85,65 53,28 121,80 388,60 79,58 34,22 147,90 98,60 202,83 66,70 475,02 72,50 137,34 297,71 91,29 Instalación, operación, mantenimiento y reparación en líneas electrificadas 2021 Diseño de Subestación 132KV/20KV Par plantillas resistentes a la perforación Mano de obra de seguridad Costo mensual por formación TOTAL INGENIERÍA Y DIRECCIÓN FACULTATIVA Ingeniería básica Ingeniería de detalle Dirección facultativa Estudio geotécnico Control de calidad TOTAL Descripción OBRA CIVIL CIMENTACIONES ESTRUCTURAS ALBAÑILERIA CUBIERTAS Y PAVIMENTOS CARPINTERÍA EXTERIOR E INTERIOR PINTURAS FONTANERÍA INSTALACIÓN DE PCI Y SISTEMAS ANTIINTRUSISMO VENTILACIÓN INSTALACIONES ELÉCTRICAS RED DE TIERRAS MONTAJE Y PUESTAS EN MARCHA SEGURIDAD Y SALUD INGENIERÍA Y DIRECCIÓN FACULTATIVA TOTAL PRESUPUESTO I.V.A TOTAL + IVA - 30 4,91 147,20 - 15 49,89 748,37 27575,55 - Precio (U$S) 373824,05 457430,75 580646,38 75344,78 221973,01 7554,94 15413,33 19658,26 409269,56 17957,87 4115657,30 71896,80 143724,00 27575,55 644659,56 7182586,14 1508343,09 8690929,22 1 220909,24 1 110986,48 1 228269,44 1 8607,20 1 75887,20 220909,24 110986,48 228269,44 8607,20 75887,20 644659,56 Instalación, operación, mantenimiento y reparación en líneas electrificadas 2021 Diseño de Subestación 132KV/20KV Referencias Documento: Diseño de una subestación transformadora 220/20kV, Escuela técnica superior de Ingeniería (ICAI), Universidad Pontificia Comillas – Madrid. Documento: Ejecución de las obras civiles y electromecánicas del sistema eléctrico de transporte masivo de Lima y Callao. Subestaciones aisladas en gas hasta 145 kV, 40kA y 3150 A tipo 8DN8 https://www.yumpu.com/es/document/read/14850741/subestaciones-aisladas-en-gas-dehasta-145-kv-siemens-energy Se utilizaron datos obtenidos de la presentación expuesta en visita a SEQUI. TrD 20/0,4 KV 89TDPT 89TDP 89R1T 89R1 TT/TC 52R1 TrA1 132/20 KV 89TP1T 89B1T 89B1 89TP1 52TP1 89A1T 89TS1T 89TS1 52TP1 89A1 89EB1 89R2T 89R2 TT/TC 52R2 89B2 89TP2 132 KV 89TDS 52TDS 89L1T 52A1 89L1 89EB3 89EB2 TrA2 132/20 KV 89TP2T 89B2T 52TDP 89TDST 52TP2 89A2T 89TS2T 52TS2 89TS2 89A2 20KV Grupo 1 Prof.: Fernandez M. 89L2T 52A2 89L2 20KV Dpto. Desarrollo productivo Lic. en Tecnologías Ferroviarias I.O.MyR.L.E. TP Nº 1 Fecha: 09/10/21 42m 10m 32m TrD CELDAS GIS DE ALTA TENSIÓN 132KV Y CELDAS DE MEDIA TENSION DE 20KV TALLER ALMACÉN DEPÓSITO SALA SERVICIOS AUXILIARES 27m VESTUARIO DESCANSO COCINA SALA DE BATERIAS 8m TrA2 8m 8m 8m SALA DE COMANDO TrA1 8m Grupo 1 Prof.: Fernandez M. Dpto. Desarrollo productivo Lic. en Tecnologías Ferroviarias I.O.MyR.L.E. TP Nº 1 Fecha: 09/10/21
