Expediente Técnico – Proyecto Valle de Chira Memoria Descriptiva EXPEDIENTE TÉCNICO DEL PROYECTO “DISTRIBUCIÓN EN MEDIA TENSIÓN 22.9 KV SISTEMA ELÉCTRICO PIURA” MEMORIA DESCRIPTIVA ÍNDICE 1. ASPECTOS GENERALES 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 2. 3. AREA DEL PROYECTO CRITERIOS DE DISEÑO-SUBESTACIONES 3.1 3.2 3.3 4. Nombre del Proyecto Antecedentes Objetivo Información de la Demanda Análisis de la demanda en la SET Valle del Chira Descripcion de las celdas de media tension existentes. Normas Aplicables. Caracteristicas Electricas. Criterios basicos de diseño. CARACTERISTICAS DE LA CONEXIÓN EN 22.9KV. 4.1 4.2 4.3 Introduccion. Celda De Media Tensión Y Protección. Buzones Y Canaletas Para Red De MT. CVC Energía Página 1 de 19 Expediente Técnico – Proyecto Valle de Chira Memoria Descriptiva EXPEDIENTE TÉCNICO DEL PROYECTO “DISTRIBUCIÓN EN MEDIA TENSIÓN 22.9 KV SISTEMA ELÉCTRICO PIURA” MEMORIA DESCRIPTIVA 1. ASPECTOS GENERALES 1.1 Nombre del Proyecto El Expediente Técnico del Proyecto es “Distribución en Media Tensión 22.9 kV Sistema Eléctrico Piura”. 1.2 Antecedentes Mediante Resolución Directoral N° 201-2023/ Gobierno Regional Pira – 420030–DR del año 2023, se otorgó al Consorcio Eléctrico de Villacurí SAC (en adelante CVC Energía) la Concesión Definitiva para desarrollar la Actividad de Distribución Eléctrica en el departamento de Piura. 1.3 Objetivo El presente proyecto tiene como objetivo brindarle energía eléctrica a clientes industriales ubicados en los distritos de Paita, Colan, La Huaca, Miguel Checa,y Sullana; provincia de Piura; departamento de Piura. Asi mismo, el presente documento tiene como objetivo mostrar el expediente Técnico de la “Ingeniería de la Conexión en 22.9 kV a S.E. Valle del Chira para el Proyecto DISTRIBUCIÓN EN MEDIA TENSIÓN 22.9 KV “SISTEMA ELÉCTRICO PIURA”, la misma que permite transferir el Suministro Eléctrico desde la S.E. Valle del Chira (propiedad de Puerto Maldonado trasnmisora) al Sistema de Distribución en 22.9KV-Piura (propiedad de CVC Energía), con la finalidad de poder atender la demanda existente y proyectada en la zona de influencia de un total de 12.03 MW. 1.4 Información de la Demanda De acuerdo con la información de demanda eléctrica proporcionada por el área comercial de CVC Energía, se considera atender como etapa inicial 9600 kW y su proyección de demanda al año 10 utilizando la tasa de crecimiento promedio de 2.54% aprobada en el Plan de Inversiones de Transmisión 2025-2029: Cuadro Nº 1 Proyección de Demanda Tc 2.54% Vigente y Aprobado en la Mod PIT 21-25 Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año 5 Año 6 Año 7 Año 8 Año 9 Año 10 Cargas Totales Piura 2025 2026 2027 Demanda de Clientes - Piura 9,600 9,844 10,094 10,350 10,613 10,883 11,159 11,443 11,733 12,031 Total (kW) 9,600 9,844 10,094 10,350 10,613 10,883 11,159 11,443 11,733 12,031 Total (MW) 9.60 9.84 10.09 2028 10.35 2029 10.61 2030 10.88 2031 11.16 2032 11.44 2033 11.73 2034 12.03 Fuente: Elaboración Propia Como se observa la demanda inicial estaría en 9.6MW y su proyección al año 10 llegaría a 12.03MW. CVC Energía Página 2 de 19 Expediente Técnico – Proyecto Valle de Chira 1.5 Memoria Descriptiva Análisis de la demanda en la SET Valle del Chira Se evalua la cargabilidad del transformador en base a los datos históricos de consumo de la SEP Valle del Chira, y en base a la demanda proyectada de CVC Energia. Potencia en el devanado 220KV (MW)-ONAF CARGABILIDAD DEL TRANSFORMADOR Potencia demandada en el TOTAL devanado de 220KV (MW) Potencia demandada en el ENOSA devanado de 60KV (MW) SSAA-VALLE DEL CHIRA Potencia demandada en el devanado de 22.9KVKV (MW) CVC ENERGIA 55.25 MW 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 90% 91% 91% 92% 92% 93% 93% 94% 94% 95% 49.83 50.07 50.32 50.58 50.84 51.11 51.39 51.67 51.96 52.26 40.23 40.23 40.23 40.23 40.23 40.23 40.23 40.23 40.23 40.23 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 9.60 9.84 10.09 10.35 10.61 10.88 11.16 11.44 11.73 12.03 2034 Fuente: Elaboración Propia Como se observa con la demanda proyectada el trasnformador entraría a una cargabilidad del 95%. 1.6 Descripcion de las celdas de media tension existentes. La S.E. Valle del Chira 220/60/22.9 kV cuenta con las siguientes Celdas de Media Tensión existentes en 22.9KV: (01) Celda de Llegada desde el transformador de potencia del tipo a prueba de arco interno clasificación AFLR; 24 kV; 125 kV-BIL; 1250 A; 25 kA, con interruptor de potencia de 1250A, tres transformadores de corriente 50/1A, 1x15VA CL 5P20 y 1x15VA CL 0.2; tres transformadores de tensión 22.9/V3:0.11/V3:0.11/V3 kV; 3P, 1x15VA; Cl 0.2, 1x15VA; 03 seccionadores de puesta a tierra 630A 25KA; 01 Rele de protección con funciones 50N/51N, 50/51; y 01 medidor multifunción. (01) Celda de media tension aislada en aire tipo metal Clad, para protección del transformador de SSAA; 24kV; 125kV-BIL; 400A; 25kA; con seccionador cuchilla, fusible, y seccionador de puesta a tierra. 2. AREA DEL PROYECTO Los trabajos correspondientes se realizaran dentro de las instalaciones de la S.E. Valle del Chira, la cual se encuentra ubicada en el distrito de Miguel Checa, provincia de Sullana, departamento de Piura a una altura de 95 m.s.n.m. En la siguiente imagen se muestra la ubicación de la Subestacion Valle del Chira y en la tabla las coordenadas del proyecto. Figura 01. Ubicación de la subestacion Valle del Chira. CVC Energía Página 3 de 19 Expediente Técnico – Proyecto Valle de Chira Memoria Descriptiva Tabla 01. Coordenadas subestacion Valle del Chira. 3. CRITERIOS DE DISEÑO-SUBESTACIONES 3.1 Normas Aplicables. Para el desarrollo de la ejecución del proyecto se tomó en cuenta las siguientes normas: ❖ Código Nacional de Electricidad (CNE) - Suministro 2011. ❖ Internacional Electrotechnical Commission (IEC) / Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) / National Electrical Manufactures Association (NEMA). ❖ American National Standards Institute (ANSI) / American Society of Mechanical Engineers (ASME) / American Society for Testing and Materials (ASTM). ❖ National Electrical Safety Code (NESC). 3.2 Caracteristicas Electricas. Las características eléctricas del Sistema de Media Tensión en 10 kV es el siguiente: Tabla 02. Características del Sistema Descripción Tensión nominal del sistema, kV Frecuencia nominal, Hz Nivel básico de aislamiento al impulso tipo rayo (BIL), kV pico (Exterior) Nivel básico de aislamiento al impulso tipo rayo (BIL), kV pico (Interior) Distancia de fuga mínima, mm/kV Puesta a tierra del sistema Identificación de fases 3.3 22.9 kV 22.9 60 125 50 31 Sólido R, S, T Criterios basicos de diseño. 3.3.1. Nivel de aislamiento Para la coordinación del aislamiento en la subestación se consideró las recomendaciones de la Norma IEC 60071 “Insulation Coordination”, la altitud sobre el nivel del mar de las instalaciones, el nivel de protección de los pararrayos, el grado de puesta a tierra del sistema eléctrico, el nivel ceráunico de la zona y el grado de aislamiento de los equipos existentes. CVC Energía Página 4 de 19 Expediente Técnico – Proyecto Valle de Chira Memoria Descriptiva Los niveles de aislamiento se asocian a la tensión más elevada según lo establece la tabla Nº 02 de la norma IEC-60071-1: Por lo tanto, los niveles de aislamiento de los equipos según el nivel de tensión, considerando una altitud de 1000 msnm y teniendo en consideración el grado de contaminación de la zona, son los siguientes: Nivel 22.9 kV Tensión de la red. 22.9 kV Tensión máxima de servicio 24 kV Tensión soportada a la frecuencia industrial 50 kV Tensión soportada normalizada al impulso tipo rayo 125 kVp 3.3.2. Puesta a tierra del sistema electrico. En los tres niveles de tensión se ha considerado tener el neutro rígidamente puesto a tierra. 3.3.3. Línea de fuga de los equipos y columnas de aisladores Debido al grado de contaminación en la zona, se ha considerado que las columnas aislantes de los equipos tengan una distancia de fuga específica mínima de 31 mm/kV, de acuerdo a la Norma IEC N° 815. CVC Energía Página 5 de 19 Expediente Técnico – Proyecto Valle de Chira Memoria Descriptiva 3.3.4. Niveles de Cortocircuito Para uniformizar los equipos se han considerado los siguientes niveles de cortocircuito: Nivel de Tensión Corriente de cortocircuito Trifásico 22.9 kV 25 kA 3.3.5. Distancia de Seguridad. Como distancias de seguridad se han considerado las distancias mínimas que deben ser mantenidas en el aire entre las partes energizadas de los equipos (bornes y conductores), sobre los cuales sea necesario llevar a cabo un trabajo. Para determinar las distancias de seguridad se han tenido en cuenta la Norma IEC N° 71. La distancia de seguridad es la suma de los siguientes valores: Un valor básico relacionado con el nivel de aislamiento, el cual determina una “zona de guarda” alrededor de las partes energizadas. o Un valor que es función de movimientos del personal de mantenimiento, así como del tipo de trabajo y la maquinaria usada. Esto determina una “zona de seguridad” dentro de la cual queda eliminado cualquier peligro relacionado con acercamientos eléctricos. o Nivel de Aislamiento y Distancias de Seguridad Tensión Tensión Máxima Nominal (kV) (kV) 22.9 24 BIL (kV) 125 Distancia Mínima de Seguridad Fase - tierra (mm) Distancia Mínima de Seguridad para Diseño Fase - tierra (mm) 220 264 * Datos Tomados de la tabla A.1 de la norma IEC 60071-2 Fue necesario incrementar la distancia fase tierra en una cantidad que depende de la altura del personal de mantenimiento y de la naturaleza del trabajo sobre el equipo, incluyendo los requerimientos de movimiento y acceso. Las dimensiones medidas a considerar son una función de la altura de los operadores y de los movimientos que estos puedan efectuar, tal como se muestra en la figura siguiente: CVC Energía Página 6 de 19 Expediente Técnico – Proyecto Valle de Chira Memoria Descriptiva En ausencia de barreras, muros o mallas protectoras, la distancia de seguridad entre tierra y la parte energizada más baja de la subestación que se tuvo en cuenta para la libre circulación del personal es de 2,25m medido a partir de la base de cualquier aislador tipo poste y tierra. Se entiende que distancia de seguridad por circulación de personal es para condiciones normales en el patio de llaves, sin que el personal use escaleras u objetos que lo puedan acercar a las partes energizadas. Para el proyecto se ha considerado una zona de circulación de 2,30 m. Los cercos que son instalados como barreras para el personal no autorizado, deberán colocarse de tal manera que las parte expuestas con tensión se encuentren fuera de la zona de distancia de seguridad, tal como se muestra en la figura siguiente: Distancia de Seguridad a los cercos de la Subestación 3.3.6. Sistema de control, mando, protección y medición Filosofía El sistema de control, mando, protección y medición esta basado en equipos digitales inteligentes de última generación (IEDs) que integren las funciones de control, mando, alarmas, protecciones, indicación de medida, comunicación, automatismos y gestión remota. El sistema de control es del tipo jerarquizado por niveles. Los niveles implementados en esta SET son los siguientes: Nivel de control Descripción 0 A pie de celda de media tensión para los equipos de 22.9 kV. en la sala de control. 1 Desde los relés o equipos de protección digitales inteligentes (IED) con funciones de controlador de bahía. 2 Desde la sala de control de la subestación. 3 En forma remota desde el SCADA del Centro de Control de Operaciones de CVC Energía, y supervisión de Puerto Maldonado Transmisora. Esta filosofía facilita que el sistema de control y mando de toda la subestación es automatizado. CVC Energía Página 7 de 19 Expediente Técnico – Proyecto Valle de Chira Memoria Descriptiva Objetivo El Sistema de Protección de los equipos y/o instalaciones del sistema tiene los siguientes objetivos: o Aislar las fallas tan pronto como sea posible con la finalidad de minimizar las pérdidas económicas que se pudiesen producir como consecuencia de las fallas. o Alertar sobre las condiciones anormales de operación del sistema con la finalidad de tomar las acciones preventivas que permitan evitar pérdidas económicas por posibles desconexiones. De acuerdo a la gravedad de la situación efectuar operaciones automáticas de conexiones y/o desconexiones pertinentes. o Alertar sobre el estado inapropiado de los equipos con la finalidad de tomar las acciones preventivas que permitan evitar pérdidas económicas por posibles fallas en dichos equipos. De acuerdo a la gravedad de la situación aislar al equipo del sistema. Zonas de Protección: Para definir la protección del sistema el estudio se divide en las siguientes zonas: celdas de media tensión, transformación, barras y líneas de transmisión. En los límites de estas zonas de protección se instalan interruptores para aislar las fallas y transformadores de tensión y corriente para detectar las respectivas tensiones y corrientes en dichos límites, cuyas señales sirven para alimentar a los correspondientes relés de protección. De esta manera, al producirse una falla, los relés darán la orden de apertura de los correspondientes Interruptores aislando la zona fallada. La delimitación de las zonas es determinada por la ubicación de los transformadores de corriente que son los elementos sensores de las corrientes que entran o salen a la zona de protección. Esta delimitación se efectua con un traslape de las mismas con la finalidad de no dejar ninguna parte del sistema eléctrico sin protección. Componentes del Sistema de Protección: El Sistema de Protección queda constituido por el conjunto de las protecciones de las distintas zonas de protección, en las cuales se puede distinguir los siguientes componentes: o Relés de Protección. o Interruptores de Potencia. o Transformadores de Tensión. o Transformadores de Corriente. o Enlaces de Comunicación entre los Relés de distintas estaciones. o Fuentes de Alimentación de los circuitos de protección. o Cableado de Control. Todos estos componentes trabajan como un conjunto para asegurar la buena operación de todo el Sistema de Protección. Concepción de la Protección El Sistema de Protección que se ha definido, está concebido para atender la posibilidad de una contingencia doble; es decir, se debe considerar que es posible que se produzca un evento de falla en el Subestación, al cual es posible le siga una falla del Sistema de Protección. Por tal motivo, se establece las siguientes instancias: o Protecciones Preventivas: Consiste en la utilización de dispositivos que CVC Energía Página 8 de 19 Expediente Técnico – Proyecto Valle de Chira o o o o Memoria Descriptiva son capaces de dar señales de alarma antes de que suceda una falla; es decir, no esperan que ésta se produzca, sino que actúan con cierta anticipación a la falla. Se utilizarán equipos digitales con capacidad de efectuar un monitoreo de los parámetros de las máquinas con la finalidad de dar las alarmas correspondientes; y más aún, de efectuar una supervisión de los parámetros, evaluando su variación (derivada con respecto del tiempo) y el cambio de su variación (segunda derivada con respecto del tiempo). Estos dispositivos se aplicarán en forma individual y además como parte del Sistema de Control (SCADA) de las instalaciones. Protecciones Incorporadas en los Equipos: Son dispositivos incorporados en los mismos equipos, según sus propios diseños de fabricación, de manera que se pueda supervisar sus condiciones de operación como son: temperaturas, presiones, niveles, etc. Estas protecciones están definidas por los fabricantes de los equipos, según su diseño y experiencia, con la finalidad de dar las garantías por los suministros. Protecciones Principales: Constituyen la primera línea de defensa del Sistema de Protección y tendrá una actuación lo más rápida posible (instantánea). Protecciones de Respaldo: Constituyen la segunda instancia de actuación de la protección y tendrán un retraso en el tiempo, de manera de permitir la actuación de la protección principal en primera instancia. Para ello se efectuará una Coordinación de las Protecciones a fin de obtener un mejor desempeño del Sistema de Protección. 3.3.7. Medicion y registro de medidas. Las celdas proyectadas de 22.9 kV. tienen un equipo registrador de medidas del tipo digital y que cumple las especificaciones exigidas en las normas técnicas vigentes. Todo el equipamiento, además de atender los requerimientos de control, protección y medición propios de la subestación, tienen las características necesarias para integrarse al Sistema de Control de Puerto Maldonado transmisora, a nivel de supervisión, para lo cual se desarrolló la ingeniería de detalle para el montaje, conexionado, pruebas y puesta en servicio; así como el desarrollo de las pruebas protocolares y su puesta en servicio. 4. CARACTERISTICAS DE LA CONEXIÓN EN 22.9KV. 4.1 INTRODUCCION. La Conexión Eléctrica en 22.9 kV a S.E. Valle del Chira para el Proyecto Sistema de distribución Piura se realizara en 02 etapas, la cual comprende los siguiente: La primera etapa, esta en evaluacion de dos opciones; la cual son las siguientes: - Opcion 01: Salir desde la Barra principal MT 22.9KV 1250A (Barra de acople de Celdas), con cable Subterraneo N2XSY 240mm2 (previa evaluación del ingreso del cable hacia la barra). Asi mismo, se cambiaran los TC de la celda de llegada existente de acuerdo a la carga. Por consiguiente, se realizara los ajustes correspondientes al rele de la celda de llegada existente, previo estudio de coordinación y protecciones. - Opcion 02: Salir desde la Barra principal MT 22.9KV 1250A, con una celda de remonte; por consiguiente de la celda de remonte salir con cable subterraneo N2XSY 240mm2. Asi mismo, se cambiaran los TC de la celda de llegada existente de acuerdo a la carga. Por consiguiente, se realizara los ajustes correspondientes al rele de la celda de llegada, previo estudio de coordinación y protecciones. CVC Energía Página 9 de 19 Expediente Técnico – Proyecto Valle de Chira Memoria Descriptiva La segunda etapa, consiste en la instalación de dos celdas 22.9 kV acoplada a las celdas 22.9 kV existentes en la SET Valle del Chira. La primera celda de salida proyectada protegera y medira la demanda del alimentador que se va hacia Colan, y la segunda celda de salida proyectada protegera y medira la demanda del alimentador que se va hacia Sullana. Se implementara 02 celda del tipo “metal-clad” a prueba de arco interno clasificación AFLR, y cada celda está conformada por los siguientes elementos: ▪ Un (01) Interruptor de potencia, tripolar en vacío, extraíble 24 kV, 125 kVp-BIL, 630 A, 25 kA, 1s. ▪ Tres (3) Transformadores de corriente monofásico, de 125 kVp-BIL, de 300-400/1A, un núcleo de protección y uno de medición, 15 VA, 5P20, CL. 0.2. ▪ Un (01) Transformador tipo toroidal de 400/1 A, 5P20, 1.25 VA. ▪ Un (01) Seccionador de puesta a tierra. ▪ Un (01) Relé de Protección multifunción con las siguientes características 50/51 Función de sobre corriente instantánea/temporizada de fase 50N/51N Función de sobre corriente a tierra instantánea/temporizada 67/67N Función de sobre corriente direccional de fases y tierra 27 protección de mínima tensión 59 protección de sobretensión 25 verificación de Sincronismo 81 Sub y Sobre frecuencia (Rechazo de carga) ▪ Puertos de comunicación posterior de fibra óptica para protocolo IEC 61850 y DNP 3.0 ▪ Un (1) medidor de Energía Activa-Reactiva con funciones de medición: kWh, KVARh, KW, KVAR, A, V, con puerto ETHERNET, protocolo IEC 61850, 1A, 110V, 60 Hz, Clase 0.2. (La señal de tensión sera tomada del transformador de tensión existente alojado en la celda de llegada de propiedad de Puerto Maldonado transmisora. ▪ Borneras de prueba para los relés. ▪ Borneras de prueba para el medidor de energía. ▪ Para las alimentaciones auxiliares de tensión alterna (220V) y continua (110V) se instalara 01 llave de AC en el tablero de servicios auxiliares 380/220 VAC, y 01 llave de DC en el tablero de servicios auxiliares 110VDC, existentes de propiedad de CVC ENERGIA. 4.2 CELDA DE MEDIA TENSIÓN Y PROTECCIÓN. 4.2.1. NORMAS Y REFERENCIAS El suministro a instalar cumple con lo estipulado en las siguientes normas: International Electrotechnical Commission ▪ Celdas de MT, diseño y ensayos IEC 62271-200 ▪ Interruptores Automáticos IEC 62271-100 ▪ Transformadores de corriente IEC 60044-1 ▪ Transformadores de tensión IEC 60044-2 ▪ Seccionador de puesta a tierra IEC 62271-102 ▪ Coordinación de aislamiento IEC 60071-2 ▪ Nivel de aislación (valores) IEC 62271-1 (ex IEC 60694) ▪ Vocabulario Electrotécnica Internacional IEC 50 ▪ Relés eléctricos IEC 255 ▪ Medidores eléctricos IEC 521 CVC Energía Página 10 de 19 Expediente Técnico – Proyecto Valle de Chira Memoria Descriptiva El diseño de la celda es tal que proporcionara el más alto estándar de seguridad tanto para el personal como para el equipamiento durante la operación y el mantenimiento, y estara apto para futuras ampliaciones en ambos sentidos, así como también permitir el intercambio de los equipos equivalentes. El suministro cumplira con la última revisión de las normas listadas arriba. La celda y los equipos incluidos en ellas estaran aptos para operar de forma continua bajo las siguientes condiciones de servicio: ▪ Temperatura ambiente: -5°C a +40°C ▪ Humedad relativa: hasta 95% ▪ Altitud: hasta 1000 m.s.n.m. ▪ Presencia de atmósfera normal, no corrosiva ni contaminante. Los equipos seran instalados de forma tal que no están expuestos directamente al sol, ni a grandes fluctuaciones de temperaturas que puedan incrementar la condensación. Los grados de protección de la celda son conformes a la Norma IEC 60529. La celda cumple con los siguientes grados de protección: ▪ IP4X sobre la envolvente externa. ▪ IP2X en el interior de las celdas. ▪ IP54 para la celda de uso exterior. La celdas a instalar se acoplaran a las celdas existentes (Marca Equipel) de la subestación Valle del Chira. Se ha incluira en el suministro la integración al sistema Scada de Celeo de todo el equipamiento en forma de supervisión. 4.2.2. CARACTERÍSTICAS DE LA CELDA DE MEDIA TENSIÓN DE USO INTERIOR La celda de media tensión seran del tipo “Metal-clad”, de acuerdo con IEC 62271200 su categoría de pérdida de continuidad de servicio es LSC2B. Es a prueba de arco interno, categoría “AFLR” de acuerdo a la norma IEC 62271200. A prueba de arco en todos los compartimientos durante 1 segundo. Contara con un ducto de salida de gases. El mismo estara ensayado de acuerdo a lo mencionado anteriormente. Existira segregación metálica entre los compartimentos de barras, aparato y cables, correspondiendo a la clase “PM” según norma IEC 62271-200. Estara constituido por unidades funcionales estándar (celdas) adyacentes, de manera que se vea facilitada la posibilidad de realizar ampliaciones y eventuales reemplazos. Todas las operaciones de puesta en marcha, de servicio y mantenimiento se realizaran desde el frente. Las celdas podrán ser instaladas contra pared no requiriendo de acceso por la parte posterior. La entrada de cables sera a través de la parte inferior de la celda. Los terminales de cables son accesibles desde el frente. La celda estaran construidas con chapas de acero pre-tratada (Aluzinc, galvanizado, etc) de 2mm de espesor. La celda estara dividida en los siguientes compartimientos: ▪ Compartimiento de barras. CVC Energía Página 11 de 19 Expediente Técnico – Proyecto Valle de Chira Memoria Descriptiva ▪ Compartimiento de interruptor. ▪ Compartimiento de cables. ▪ Compartimiento de baja tensión. Cada uno de los primeros 3 compartimientos mencionados disponen de su propia salida o canalización con trampilla aliviadora de presión sobre el techo de la celda. La presión generada por un eventual defecto interno produce la apertura de la trampilla, permitiendo la salida para los gases de escape producidos por un eventual arco interno fuera del compartimiento. La celda ccontara con los siguientes enclavamientos: ▪ Enclavamiento mecánico que impide la inserción y la extracción del interruptor cuando el mismo se encuentra cerrado. ▪ Enclavamiento mecánico que impide el cierre eléctrico o mecánico del interruptor cuando este se encuentra en alguna posición intermedia entre “Insertado” y “Extraído”. ▪ Enclavamiento que impide la inserción del interruptor con sus circuitos auxiliares de control desconectados. ▪ Enclavamiento mecánico que impide la desconexión de los circuitos auxiliares de control del interruptor cuando el mismo se encuentra insertado o en alguna posición intermedia. ▪ Enclavamiento mecánico que impide la inserción del interruptor cuando el seccionador de puesta a tierra correspondiente está cerrado. ▪ Enclavamiento mecánico que impide el cierre del seccionador de puesta a tierra cuando el interruptor está insertado o en alguna posición intermedia. ▪ Enclavamiento que impide la apertura de la puerta del compartimiento de interruptor cuando el mismo se encuentra insertado o en alguna posición intermedia. ▪ Enclavamiento mecánico que impide la inserción del interruptor cuando la puerta del compartimiento se encuentra abierta. ▪ Enclavamiento mecánico que impide la apertura de la puerta del compartimiento de cables cuando el seccionador de puesta a tierra se encuentra abierto. ▪ Enclavamiento mecánico que impide la apertura del seccionador de puesta a tierra cuando la puerta del compartimiento de cables se encuentra abierta. 4.2.3. COMPARTIMIENTO DE BARRAS El compartimiento de barras contiene el sistema de barras principales, conectado a los contactos fijos superiores del compartimiento de aparatos por medio de las conexiones de derivación. El compartimiento sera del tipo aislado en aire y las barras propiamente dichas son planas, de cobre electrolítico de alta conductividad, y estaran aisladas en material termocontraíble y con tascas en las uniones, conformando un único compartimiento o conducto a lo largo de todo el cuadro, pudiendo ser fraccionado por cada celda mediante segregaciones aislantes. El sistema de barras sera capaz de soportar las solicitaciones correspondientes al nivel de tensión de impulso sin necesidad de la utilización de otros elementos aislantes adicionales a los anteriormente indicados tales como cintas autovulcanizantes de aplicación manual, etc. Sera capaz de soportar los esfuerzos térmicos y dinámicos a lo largo de toda la extensión del tablero. CVC Energía Página 12 de 19 Expediente Técnico – Proyecto Valle de Chira Memoria Descriptiva La envolvente y todas las demás partes metálicas que no conducen corriente estaran vinculadas entre sí y puestas a tierra a través de una barra de cobre de sección mínima de 200mm2 que atraviese la longitud del tablero. 4.2.4. COMPARTIMIENTO DE INTERRUPTOR Para asegurar la integridad física ante un eventual arco interno, las operaciones de apertura y cierre, inserción y extracción del interruptor, así como también las operaciones del seccionador de puesta a tierra, deberán efectuarse con la puerta del compartimiento cerrada, mediante los enclavamientos anteriormente mencionados. Dicha puerta deberá ser apta para el cierre con candado. Interruptor El interruptor sera del tipo de corte en vacío y extraíbles. Los polos son del tipo “sellado de por vida”. La técnica de corte es tal que la interrupción es en el paso por cero de corriente (sin supresión de arco), de manera de que no se den re-encendidos y sobretensiones subsiguientes a la operación del interruptor. El tiempo de operación de este es inferior a 45/60ms. Los interruptores de iguales características eléctricas deberán ser intercambiables. El interruptor se secciona mediante extracción horizontal y esta apto para fijarse en las siguientes posiciones: ▪ Posición de servicio: circuito principal y auxiliar conectados. ▪ Posición de prueba: circuito principal desconectado y circuito auxiliar conectado. En esta posición el interruptor este contenido en el compartimiento de aparato, con las cortinas metálicas protectoras y la puerta frontal de este último cerradas. ▪ Posición extraída: circuito principal y auxiliar desconectados. El interruptor se retira de la celda. El interruptor será retirado sin necesidad de desmontar el compartimiento ni ingresar dentro de él. Estaran provistos con un switch indicador o una ventana de manera de lograr una indicación visual de la posición del interruptor. Los conectores de los circuitos auxiliares de control del interruptor seran del tipo “plug and socket”. No es posible la desconexión de los circuitos auxiliares de control del interruptor cuando el mismo se encuentra en la posición de servicio. El carro del interruptor asegura la puesta a tierra de este, tanto en la posición de servicio como en la de prueba. La misma queda establecida a través de las ruedas del carro. El interruptor posee un dispositivo electromecánico que habilita su cierre sólo en el caso en que se verifique una adecuada conexión de los circuitos auxiliares de control. La tensión nominal de dicho dispositivo es idéntica a la de los circuitos de cierre y apertura del interruptor. El consumo de las bobinas de disparo y apertura no superan los 250W cada una. El interruptor está equipado con mecanismo de operación por acumulación de energía mediante resorte. Así mismo, estara equipado con un motor para carga de resortes, bobinas de cierre y apertura, y botones de cierre y apertura. Es posible realizar la carga del resorte en forma manual en caso de falla en el suministro de la tensión auxiliar de control. La celda incluye en el suministro una palanca de operación para la carga manual del resorte. El interruptor dispone de indicación de las condiciones de resorte cargado/descargado, interruptor abierto/cerrado, y también de un contador de operaciones mecánico. CVC Energía Página 13 de 19 Expediente Técnico – Proyecto Valle de Chira Memoria Descriptiva Las operaciones de apertura y cierre del interruptor sera con la puerta del compartimiento del mismo cerrada. Es posible abrir el interruptor localmente en forma mecánica. El interruptor este enclavado de forma de evitar: ▪ La inserción del interruptor en la posición de servicio a menos que se encuentre abierto. ▪ La extracción del interruptor de la posición de servicio a menos que se encuentre abierto. ▪ El cierre del interruptor a menos que se encuentre en las posiciones de servicio o en prueba. ▪ La operación remota cuando se encuentra en posición de prueba o extraído. El mecanismo de operación es “de disparo libre” e incluir un dispositivo anti-bombeo. Pasabarras aislantes y persianas Los pasabarras aislantes del compartimiento de interruptor soportaran los contactos fijos para la conexión de los interruptores extraíbles con los compartimientos de barras y de línea. Los contactos fijos estaran cubiertos mediante persianas de obturación metálicas que protejan las tres fases para el caso en que el interruptor no se encuentre en la posición de servicio. Las persianas de obturación seran metálicas, con conexión a tierra, siendo accionadas automáticamente por los carros de los aparatos durante su carrera de inserción y de seccionamiento. La vinculación entre el compartimiento de interruptor con el sistema de barras y el compartimiento de cables seran a través de bushings fabricados en resina epoxy. Los bushings seran de simple polo y fabricados en resina epoxíca de una sola pieza y alta línea de fuga. 4.2.5. COMPARTIMIENTO DE CABLES El acceso al compartimiento de cables sera a través de la puerta frontal. La entrada de cables sera a través de la parte inferior. Dispondra de una placa cobertora que evita el acceso de pequeños animales al interior del compartimiento. El compartimiento de cables contiene el sistema de derivaciones para la conexión de los cables de potencia de media tensión a los contactos fijos inferiores del compartimiento de aparatos. Las conexiones de derivación sera de cobre electrolítico. Se realizarán con barra plana para todo el rango de intensidades y podrán ser recubiertas con material aislante. 4.2.6. SECCIONADORES DE PUESTA A TIERRA Las características eléctricas de los seccionadores de puesta a tierra, incluyendo su capacidad de cierre, seran de acorde a las de la celda. La posición del seccionador de puesta a tierra se visualizara desde el frente de la celda por medio de un indicador mecánico La operación del seccionador de puesta a tierra se realizara en el frente de la celda por medio de una manija extraíble. 4.2.7. TRANSFORMADORES DE CORRIENTE Y DE TENSIÓN Transformadores de corriente Los transformadores de intensidad seran encapsulados en resina aislante y se emplea para alimentar a los instrumentos de medida y/o protección. Estos transformadores seran de bobinado primario con uno o más núcleos, de prestaciones y clase de precisión adecuados a los requisitos de esta especificación. CVC Energía Página 14 de 19 Expediente Técnico – Proyecto Valle de Chira Memoria Descriptiva Seran conformes a Normas IEC 60044-1. Sus dimensiones corresponden a la Norma DIN 42600, tipo “Narrow”, en tamaños “Medium” y “Long” hasta 2500 A. Sus características deberán ser acordes a los requisitos para cada celda. Transformadores de intensidad toroidales. Los transformadores de intensidad toroidales seran encapsulados en resina aislante y se emplearan para alimentar a los dispositivos de protección. son de núcleo cerrado. Se utilizara para medir las corrientes de fase o para detectar faltas a tierra (homopolares). Son conformes a Normas IEC 60044-1. Sus características son acordes a los requisitos para cada celda. 4.2.8. BARRA DE TIERRA La barra de tierra sera de cobre electrolítico. Esta barra discurre a lo largo de todo el cuadro, en íntimo contacto con la estructura metálica del mismo. 4.2.9. CABLES DE MEDIA TENSIÓN Se instalaran cables monofásicos hasta un máximo de dos por fase. Las celdas seran accesibles por el frente y no requieren de una puerta posterior precisamente porque los cables son fácilmente accesibles desde el frente. 4.2.10. COMPARTIMIENTO DE BAJA TENSIÓN En este compartimiento se disponen todos los equipos de baja tensión, en particular: ▪ Borneras ▪ Instrumentos de medición ▪ Relés de protección ▪ Equipo de comunicaciones El color de los cables seran negro y respetan las siguientes secciones mínimas: ▪ Cables de comando: 1mm2 ▪ Cables de medición de tensión: 1,5mm2 ▪ Cables de medición de corriente: 2,5mm2 4.2.11. RELÉS DE PROTECCIÓN Los relés de protección seran del tipo numérico, digitales y multifuncionales, de última tecnología y de alta confiabilidad, que permiten reducir la complejidad de los sistemas de protección, reduciendo el cableado, conexión directa a los transformadores de protección, etc. Asimismo, tendran los componentes necesarios para la adquisición y transmisión de datos a través de comunicación remota. Las características de los relés para la protección de las líneas y/o cables de transmisión seran las siguientes: Valores Nominales ▪ Frecuencia nominal: 60 Hz ▪ Tensión nominal (Vn): 110 V ▪ Corriente nominal de fase (In): 1 A ▪ Corriente nominal de neutro (In0): 0,2 A ▪ Rango de tensión auxiliar: 80 a 300 Vdc Los equipos deberan permitir realizar protección, control local y remoto de hasta cinco (05) elementos, medición, señalización y registro. Las funciones mínimas de cada equipo deberán estar de acuerdo con la presente especificación y preferentemente deberán permitir el control de equipos de tres estados. CVC Energía Página 15 de 19 Expediente Técnico – Proyecto Valle de Chira Memoria Descriptiva 4.2.12. EQUIPO Los requerimientos de diseño y construcción del equipo seran los siguientes: a) En el diseño y construcción del relé de protección, así como para las pruebas se tendran en cuenta las recomendaciones de la International Electrotechnical Commission (IEC), u otras normas que aseguren una calidad igual o superior a la recomendada por la IEC: b) Estos equipos son para montaje tipo interior, teniendo en cuenta las condiciones ambientales, la cubierta de los equipos de protección son a prueba de polvo y humedad. La caja contara con terminal de puesta a tierra. c) Los relés son insensibles a todo tipo de interferencia (señales de radio, armónicas, etc.) para lo cual contaran con los filtros necesarios. d) Los relés seran de arquitectura robusta, de alta confiabilidad, el tiempo medio entre fallas (MTBF) es mayor a 30 años. e) Los bornes de conexión de cada unidad estaran ubicados en la parte posterior del relé y son de construcción robusta con tornillo. Los mismos son aptos para la conexión de conductores de cobre de 4 mm2 para los circuitos de corriente y 2.5 mm2 para los circuitos de tensión y control. f) El relé contara con contactos con capacidad de disparo directo (sin necesidad de utilizar repetidores), estos contactos seran plenamente identificados. g) El relé contara con entradas y salidas binarias configurables por el usuario, ópticamente aisladas, asimismo contara con contactos normalmente abierto para el recierre. h) El diseño de los relés es tal que la unidad instalada contara con todas las funciones de protección solicitadas. i) Las señalizaciones de operación seran por LED, estás señalizaciones son programables por el usuario. j) Los relés dispondran de un sistema de autosupervisión permanente, en la que cualquier anomalía en su funcionamiento sea detectada visualmente a través de un LED en la parte frontal del relé, por contactos libres de tensión y a través del puerto de comunicación para el sistema de control local y remoto. k) Los relés se supervisan y ajustan remotamente, para lo cual estan equipados con las unidades de comunicación y accesorios de conexión necesarios para lograr el enlace mediante un sistema de monitoreo de protecciones. El intercambio de información con los relés de protección (programación del relé y acceso a la información almacenada en su memoria) se realizan en forma independiente para los siguientes tres niveles: ▪ Localmente a través de un interfaz humano maquina HMI, mediante un despliegue digital en la parte frontal del relé. ▪ Localmente a través del puerto de comunicación frontal del relé, utilizando una computadora portátil que tenga el software suministrado por el proveedor. ▪ Remotamente, por medio de una red de datos y a través de los puertos posteriores de comunicación. l) El relé tendra como mínimo cuatro Grupos independientes de ajustes, son proporcionados y guardados en una memoria no volátil. Que son usados para cambiar los ajustes del relé para cubrir las diferentes condiciones de operación. Los grupos de ajustes pueden ser seleccionados localmente o remotamente. m) Las normalizaciones de las alarmas del relé es localmente mediante un pulsador frontal y remotamente a través del protocolo de comunicación. n) La pérdida de la tensión auxiliar en el relé no provocara la pérdida de los ajustes, ni de los registros, ni de las señalizaciones. o) El suministro de los relés incluye el software completo de programación, supervisión, configuración y análisis de oscilografía de los mismos, así como también los equipos necesarios para su comunicación con el sistema SCADA de Celeo. CVC Energía Página 16 de 19 Expediente Técnico – Proyecto Valle de Chira Memoria Descriptiva p) La configuración del relé de protección referente a los contactos de entradas y salidas, la función de protección y control, las aplicaciones de interbloqueo, las mediciones, etc. seran a través de funciones de programación lógica, la misma que deberá ser sencilla mediante ecuaciones lógicas y/o en entorno gráfico. 4.2.12.1. FUNCIONES DE PROTECCIÓN Las funciones de protección que tendra el relé de protección y controlador de bahía son las siguientes: ▪ Función de protección direccional de falla a tierra sensitiva, debe permitir censar valores mínimos de corriente y tensión que se presentan en una falla a tierra en un sistema en delta con neutro aislado además es direccional para discriminar el sentido en el que fluye la corriente capacitiva, su sensibilidad es de 5 mA secundarios. ▪ Función de protección de sobrecorriente temporizado, opera para valores de corrientes que excedan el valor pre-ajustado y sobrepase el tiempo de ajuste, además ha permitido ajustar tiempos de acuerdo a las curvas estandarizadas de la IEC y ANSI. Esta función servirá como respaldo de las funciones principales. ▪ Función de protección de sobrecorriente instantánea, permite una rápida y selectiva protección para corrientes de fallas elevadas que pudieran afectar a los equipos ó la estabilidad del sistema. Esta función asegura tiempos de operación bien cortos, donde el tiempo para despejar la falla es sumamente importante. ▪ Para prevenir una operación no deseada en la energización de un circuito, la función proporciona la restricción de armónicas como característica de bloqueo. ▪ Función de protección de sobrecorriente direccional, principalmente para fallas a tierra de una fase, donde la resistencia de falla sea de alta impedancia por la ubicación de la falla ó por el lugar donde hace contacto el conductor, sus ajustes permiten ajustar tiempos de acuerdo a las curvas estandarizadas de la IEC y ANSI. Esta función servirá como respaldo de las funciones principales, la sensibilidad es de 5 mA secundarios. ▪ Función de protección de sobrecorriente de secuencia negativa, que permite ajustar tiempos de acuerdo a las curvas estandarizadas de la IEC y ANSI. ▪ Función de protección de tensión, para aplicaciones en situaciones donde se requiera detección del aumento ó caída de la tensión de fase. La función permite ser usada como supervisión ó detección de falla para otras funciones de protección. La función opera midiendo la tensión de las tres fases, y calculando la tensión de secuencia positiva, negativa y cero, que expide una señal de salida si cualquiera de las tensiones aumente o disminuya del valor pre-ajustado. ▪ Función de protección de frecuencia, permite detectar variaciones de frecuencia, su modo de actuación es por umbral y por gradiente para ser usado en los esquemas de rechazo de carga. La función permite un bloqueo por tensión. 4.2.12.2. FUNCIONES DE CONTROL Con respecto a las funciones de control se ha incluido lo siguiente: ▪ Función de recierre, tiene la posibilidad de seleccionarse para realizar el recierre de tres fases desde un simple disparo ó múltiples disparos de acuerdo con el programa que se realice al recierre. El recierre abrirá las tres fases en el tiempo seleccionado para dar altas velocidades de recierre o con tiempo de retraso. El recierre en las tres fases podrá realizarse con o sin el uso de la revisión de sincronismo o función de energización. CVC Energía Página 17 de 19 Expediente Técnico – Proyecto Valle de Chira Memoria Descriptiva ▪ Función de sincrocheck, chequea que la diferencia de tensión, frecuencia y ángulo en ambos lados del interruptor estén dentro del valor ajustado. También tienen la capacidad de identificar se la línea esta des-energizada para realizar el cierre. 4.2.12.3. MONITOREO Y REGISTROS ▪ Mediciones, El equipo mide los valores actuales que permitan visualizar, en línea, información del relé a través del HMI y del software del relé, los valores son: - Medición de tensiones, corrientes, frecuencia, potencia y factor de potencia - Corrientes y tensiones primarios y secundarios fasorialmente. - Corrientes y tensiones de secuencia positiva, negativa y cero. - Estado de las entradas y salidas binarias ▪ Registro de oscilografías, El equipo registra los canales analógicos de corriente y tensión, señales digitales que registren los estados de las entradas/salidas del relé (señal interna del relé y/o señal externa conectado a las entradas digitales del relé) y señales de la activación de las funciones de protección. Los registros han sido programados por el usuario para arrancar un registro. Los registros de pre-falla, postfalla y tiempo de operación seran seleccionados por el usuario. Para la evaluación de los registros proporciona el software donde se vea las oscilografías. ▪ Registro de eventos secuenciales, Es almacenado secuencialmente, con indicación de fecha, hora, segundos y milisegundos, para facilitar el diagnóstico de la operación del relé, señales de arranque y disparo de las funciones de protección. ▪ Registro de falla, Cada reporte de falla incluye valores de pre-falla y falla, tiempo, detalles de la fase fallada, función de protección que disparo. Esta información se visualiza a través del HMI. 4.2.12.4. INTERFACES DE COMUNICACIÓN La interface de comunicación se ha considerara los siguientes puntos: ▪ Por seguridad, el acceso a los puertos seriales de comunicación, es restringido mediante claves (password) con varios niveles de acceso. ▪ La interfase serial de comunicación contara con los siguientes puertos: - 01 puerto frontal RS232, para el acceso con una computadora. - 02 puertos posteriores RS232. - 02 puertos posteriores RJ45. ▪ Todos los puertos contara con aislamiento suficiente para asegurar una comunicación segura y que los niveles de sobretensiones propias de las instalaciones eléctricas en subestaciones no ocasionen daños a los equipos. Este aislamiento no es menor de 2 kVca. ▪ Contara con un display digital (interfase humano - máquina), el cual estará compuesto por un teclado pequeño con una pantalla de cristal líquido (LCD), que permitirá realizar las siguientes funciones: ver y modificar ajustes, ver valores presentes, ver estados de los contactos, ver registros de fallas y eventos, indicación local de alarmas. CVC Energía Página 18 de 19 Expediente Técnico – Proyecto Valle de Chira Memoria Descriptiva ▪ También tendran indicadores luminosos (LED’s de señalización) que indiquen claramente el estado del relé y la actuación correspondiente a una función de protección del relé y alarmas programables. ▪ El protocolo de comunicaciones es IEC 61850 en forma nativa (No usar convertidores de protocolo externos o internos), y que implementen el sistema de mensajería GOOSE entre relés, deberá garantizarse el tiempo de envió transmisión de señales analógicas y digitales sea menor de 2.5 milisegundos. ▪ Además los reles de Protección cuenten con el protocolo de comunicación DNP 3.0 TCP/IP, para garantizar la integración con el esquema de comunicación existente. 4.3 BUZONES Y CANALETAS PARA RED DE MT. Se construirán buzones y canaletas de CAC para el recorrido del cable subterraneo desde las instalaciones de Celeo hasta la primera estructura de CVC Energia. Teniendo en cuenta el radio de curvatura del conductor subterráneo a emplear, los buzones a construir será de 1m de lado interior. Las características de resistencia de los materiales usado para el análisis y diseño han sido seleccionadas en base a las condiciones de uso de la edificación, así como también en cumplimiento de: Norma Técnica E.060 “Concreto Armado” Tapa de Buzon y Buzon propieamente dicho Solado de Buzon Acero Tipo de Cemento : f’c=210 Kg/cm2 : f’c=100 Kg/cm2 : Grado 60 fy = 4200 Kg/cm2. : Tipo I (Todos los elementos) Teniendo en cuenta el siguiente recorrido se utilizara los siguientes buzones y las siguientes canaletas: ITEM 1 2 ORIGEN TRAMO Canaleta de 1.20 de CANALETA DE CELDAS profundidad, de 0.80m de MT ancho. Canaleta en pendiente BUZON PROY N°-23 entre 1.20m a 1.60m de (1.3m0X1.30mX1.15m) profundiad, de 0.8m de ancho 3 BUZON PROY N°-24 (1.3m0X1.30mX1.65m) 4 BUZON PROY N°-25 (1.3m0X1.30mX1.65m) 5 BUZON PROY N°-26 (1.3m0X1.30mX1.65m) Canaleta de 1.60 de profundidad, de 0.80m de ancho. Canaleta de 1.60 de profundidad, de 0.80m de ancho. Canaleta de 1.60 de profundidad, de 0.80m de ancho. DESTINO CRUCE DE INSTALACIONES EXISTENTES DISTANCIA DE RECORRIDO(m) BUZON PROY N°-23 (1.3m0X1.30mX1.15m) 3.44 BUZON PROY N°-24 (1.3m0X1.30mX1.65m) 6.15 BUZON PROY N°-25 (1.3m0X1.30mX1.65m) 01 Tubo de 6'' de diametro enterrado y encofrado a 1.15m (conexión entre buzon N°22 a Grupo electrogeno) 06 Tubo de 6'' de diametro enterrado a 1.15m (conexión entre buzon N°21 y taberos de control) BUZON PROY N°-26 (1.3m0X1.30mX1.65m) BUZON PROY N°-27 (1.3m0X1.30mX1.65m) 15.61 2.6 Perimetro de SEP Valle del Chira y canaleta de desfogue de agua 32 Todos los buzones proyectados tendrán un desfogue de agua en la parte inferior(por el tema de lluvias), la cual se unira al sistema de desfogue de SEP Valle del Chira. CVC Energía Página 19 de 19
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