ANAIS OSWALDO GIL BATISTA INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO CODIGO DE‐OE‐011‐V1 DISEÑO PARA LA AMPLIACION DE REDES ELECTRICAS DE MEDIA Y BAJA TENSIÓN EN LA VEREDA COREA DEL MUNICIPIO DE MANI DEPARTAMENTO DE CASANARE Presentado por: ANAIS OSWALDO GIL BATISTA INGENIERO ELECTRICISTA MP: CN 205-36600 APROBACION: ENERCA S.A. E.S.P. YOPAL, MARZO DE 2017 Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO CODIGO DE‐OE‐011‐V1 TABLA DE CONTENIDO RESUMEN GENERAL DEL PROYECTO 1. DESCRIPCION DEL PROYECTO 1.1. Objetivo. 1.2. Ubicación. 1.3. Beneficiarios. 2. DISEÑO ELECTRICO 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. Aspectos generales Circuito alimentador: Trazado de la línea Obras proyectadas. 3. PARAMETRO DE DISEÑO. 3.1.1. Constante de Regulación: 3.1.2. Factor de Diversidad. 3.1.3. Configuración. 3.1.4. Momento Eléctrico. 3.1.5. Regulación del Sistema. 3.1.6. Pérdidas del Sistema 3.1.7 Conductores 3.1.8 Límite Térmico del Conductor 3.1.9. Nivel de Aislamiento. 3.2 SELECCIÓN DEL CONDUCTOR. 3.2.1 Consideraciones Generales 3.2.2 Regulación en Redes de Media Tensión 3.2.3 Regulación en Redes de Baja Tensión 3.2.4. Porcentaje de Pérdidas en Redes de Media Tensión 3.2.5. Porcentaje de Pérdidas en Redes de Baja Tensión 3.3. CARACTERISTICAS MECANICAS DEL CONDUCTOR 3.3.1. Ecuación del cambio de condiciones. 3.3.2. Calculo del vano regulador. 3.3.3 Chequeo Mecánico Del Conductor. 3.3.4. Curva para la plantilla a temperatura máxima. 3.3.4.1 Calculo de las plantillas. Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO CODIGO DE‐OE‐011‐V1 3.5 SELECCIÓN DE TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCION 3.5.1 Capacidad Nominal 3.5.2 Tipo 3.5.3 Relación de Transformación 3.5.4 Selección del Transformador 3.5.5. Georefrenciación de transformadores. 3.5.6 Protecciones 3.5.7 Puesta a tierra. 3.6 ESTUDIO DE RIESGO ELECTRICO 3.6.1 Evaluación del Indicador de gravedad 3.6.2 Matriz de niveles de riesgos 3.6.3 Evaluación del riesgo 3.6.4. Medidas para mitigar el riesgo 3.7 ANALISIS COORDINACION DE AISLAMIENTO 3.8 COORDINACOION DE PROTECCIONES 1. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS. 4.1 Posteria metálica y en concreto. 4.2 Herrajeria. 4.3 Conductores aéreos. 4.4 Aisladores. 4.5 Subestación de distribución. 4.6 Puesta a tierra. ANEXOS 1. LISTADO DE BENEFICIARIOS 2. CUADRO CANTIDADES DE OBRA 3. INVENTARIO ESTRUCTURAS DE MEDIA Y BAJA TENSIÓN 4. CALCULO CAPACIDAD Y CARGABILIDAD DE TRANSFORMADORES 5. CALCULO REGULACION Y PERDIDAS EN MEDIA TENSION 6. CALCULO REGULACION Y PERDIDAS EN BAJA TENSION 7. CARTERA TOPOGRAFICA 8. PLANOS (09 PLANOS) Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO CODIGO DE‐OE‐011‐V1 MEMORIAS DE CÁLCULO RESUMEN GENERAL DEL PROYECTO OBJETO: DISEÑO PARA LA AMPLIACION DE REDES ELECTRICAS DE MEDIA Y BAJA TENSIÓN EN LA VEREDA COREA DEL MUNICIPIO DE MANI, CASANARE. LOCALIZACION: El proyecto es para la electrificación de la Vereda Corea del Municipio de Mani, Departamento de Casanare. BENEFICIARIOS: Cuarenta y siete (47) Viviendas. TIPO DE CARGA: Residencial - Rural CARGA DE DISEÑO: 1,5 kV/Usuario, con carga máxima de 3 KVA. NIVEL DE TENSIÓN DE CONEXIÓN: La conexión de las redes de media tensión se realizará en 13,2 KV, y los usuarios se conectarán al secundario de los transformadores a 220V. PUNTO DE CONEXIÓN: Las redes de media tensión diseñadas en el proyecto se conectarán en cuatro (4) puntos diferentes en donde existen redes energizadas a 13,2 KV en Municipio de Mani, Casanare: ARRANQUE No 1: 4°52´11.00956” N – 72°9´33.19563”W ARRANQUE No 2: 4°52´40.41318” N – 72°6´19.18748”W ARRANQUE No 3: 4°51´20.16439” N – 72°7´10.53113”W ARRANQUE No 4: 4°50´8.12357” N – 72°0´57.77284”W NIVEL DE TENSION PARA MEDIDA DEL CONSUMO DE ENERGIA: Se debe instalar un medidor monofásico trifilar en cada usuario a 220 V. CAPACIDAD INSTALADA: Se proyecta instalar veinte dos (22) transformadores de diferentes capacidades, 19 de 5 kVA, 2 de 10 kVA y 1de 15 KVA, para una carga total instala de 130 Kva y demanda total de 76 kVA. REDES: El proyecto está diseñado con alimentador principal trifásico, en cable ACSR No 2 AWG con ramales en dos y tres hilos, los circuitos de distribución en baja tensión son monofásicos trifilares utilizando como conductor cable ACSR No 2 AWG. Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO CODIGO DE‐OE‐011‐V1 1. DESCRIPCION DEL PROYECTO 1.1. OBJETIVO: El presente proyecto tiene como objetivo principal el diseño eléctrico de las redes de media y baja tensión, y las subestaciones de distribución, que permitan garantizar el suministro del servicio de energía eléctrica en forma confiable y segura en la Vereda Corea del Municipio de Mani, Departamento de Casanare. . 1.2. UBICACIÓN: La construcción de las obras del presente estudio tienen varios punto de arranque, ubicados en sitios cercanos donde se encuentran redes existentes a 13,2 KV en el Municipio de Mani Casanare. La Vereda Corea se encuentran entre los 150 y los 250 metros sobre el nivel del mar, con una temperatura promedio de 32 °C, con una humedad relativa promedio del 81% y un promedio de precipitación anual de 3000 mm. 1.3 BENEFICIARIOS: Los beneficiarios son los habitantes de la Vereda Corea del municipio de Mani Casanare. El proyecto abarca las viviendas encontradas las cuales se socializaron con el presidente de junta de acción comunal, son 47 viviendas, el Listado de usuarios se especifica en el Anexo No 1. Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO CODIGO DE‐OE‐011‐V1 2. DISEÑO ELECTRICO 2.1. ASPECTOS GENERALES El diseño de la electrificación se realizó bajo los lineamientos del Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas “RETIE”, y se tiene en cuenta las recomendaciones del Código eléctrico Nacional, Norma NTC 2050 y las recomendaciones de construcción de redes eléctricas de las Normas de CODENSA y estructuras ICEL, IPSE. 2.2. CIRCUITO ALIMENTADORES: Los circuitos alimentadores son los puntos más cercanos a redes existentes utilizados para energizar las nuevas redes proyectadas, después del levantamiento de los nuevos usuarios se realiza un recorrido por el sector para determinar cuáles son las redes existentes más cercanas y con ayuda de la comunidad se pudo determinar que los puntos más cercanos son: PUNTO ARRANQUE MONOFASICO No 1 ARRANQUE MONOFASICO No 2 ARRANQUE MONOFASICO No 3 ARRANQUE MONOFASICO No 4 2.3. NORTE ESTE 4°52´11.00956” 4°52´40.41318” 4°51´20.16439” 4°50´8.12357” 72°9´33.19563” 72°6´19.18748” 72°7´10.53113” 72°0´57.77284” TRAZADO DE LA LINEA Las consideraciones determinantes para la escogencia de la ruta de la red de media tensión, se basan en los siguientes parámetros: 2.3.1. Ubicación de los puntos de conexión de la red proyectada con respecto a las redes de media tensión existentes a 13.2 KV. 2.3.2. Ubicación de senderos o caminos de herradura. 2.3.3. Ubicación del usuario beneficiado. Ubicación de obstáculos naturales y puntos críticos tales como cruces, caños, esteros, ciénagas, terrenos inundables en invierno, etc. 2.3.4. Definición de alineamientos y ángulos obligados. 2.3.5. Localización de zonas arborizadas y cultivadas, tratando de evitarlas con el fin de minimizar el impacto ambiental que pueda ocasionar la construcción de la línea. Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 2.3.6. Identificación de las características geotécnicas del terreno por donde se trace la línea, con el fin de evaluar la necesidad de cimentaciones. 2.3.7. Por tratarse de un terreno plano no es necesario mostrar el perfil de la línea, y se considera que toda la postería y en general la red tiene el mismo nivel de referencia. 2.4. OBRAS PROYECTADAS. La construcción de las redes se hará teniendo en cuenta las normas del ICEL (IPSE) para distribución aérea rural, aplicando las recomendaciones y parámetros establecidos por CODENSA. En los anexos 3.1 y 3.2 se muestra el listado de estructuras de media y baja tensión utilizadas en el diseño. ÍTEM 1 1.1 1.2 1.3 1,4 1,5 1.6 1.7 1.8 1.9 1,10 1.11 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3 3.1 3.2 3.3 3.4 DESCRIPCIÓN RED DE MEDIA TENSIÓN Replanteo de M.T. Apertura de hueco para poste o templete de M.T. Suministro, arrimada, hincada y plomada de poste de ferroconcreto de 12 m x 510 kgf. Suministro y vestida de estructura de paso, LAR 292 (P-510) Suministro y vestida de estructura de retención, LAR 293 (R-515) Suministro y vestida de estructura de retención, LAR 291 (R-514) Suministro y vestida de estructura de arranque monofásico, (ICEL 731) Suministro e instalación de templete de M.T. Suministro, tendida y tensionada de red de media tensión 3Ø en cable ACSR ( 2 x Nº 2 ) Cimentación poste de 12 Metros. Despeje corredor de línea de M.T. RED DE BAJA TENSIÓN Replanteo Red de B.T. Apertura de hueco para poste o templete de B.T. Suministro, arrimada, hincada y plomada de poste de ferroconcreto de 8 mts. x 510 kgf. Suministro y vestida de percha de 3 puestos Suministro e instalación de templete de B.T. Suministro, tendida y tensionada de red de baja tensión 1Ø, 3 H en cable ACSR ( 3 x Nº 2 ) Suministro y colocación de estribo para ACSR Nº 2 - Nº 1/0 Despeje corredor de línea de B.T. UNIDAD CANTIDAD KM UN 33,465 317 UN 230 UN UN UN UN UN 185 32 25 3 87 ML 33465 UN KM 2 4,20175 KM UN 8,181 209 UN 112 UN UN 166 97 ML 8181 UN KM 141 2,05 Suministro e instalación de puesta a tierra para Terminal de ramal en baja tensión en acero inoxidable SUBESTACION DE DISTRIBUCION Suministro y colocación de transformador 1Ø de 5 KVA, 13.200 / 240 - 120 V, Norma 710 Suministro y colocación de transformador 1Ø de 10 KVA, 13.200 / 240 - 120 V, Norma 710 Suministro y colocación de transformador 1Ø de 15 KVA, 13.200 / 240 - 120 V, Norma 711 Suministro e instalación de puesta a tierra en acero inoxidable UN 38 UN 19 UN 2 UN 1 UN 22 Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 3. PARAMETRO DE DISEÑO. De acuerdo al comportamiento de la carga presentada en otras localidades similares a la de este proyecto, se fijan los siguientes parámetros que serán el punto de partida para un diseño óptimo: Constantes de regulación para los conductores ACSR de acuerdo al sistema de distribución, calculado y establecido por el ICEL, normas IPSE y la Empresa CODENSA. Factor de diversidad (Ver Anexos). Factor de potencia = 0,9 Inductivo. Regulación de la red de media tensión = 3 % Máximo (Ver Anexo 5). Regulación de la red de baja tensión = 5 % Máximo (Ver Anexo 6) Voltaje de distribución de la red de media tensión = 13.200 Voltios Voltaje de distribución red de baja tensión = 240 / 120 Voltios 3.1.1. Constante de Regulación: SISTEMA DE DISTRIBUCION Red de Media Tensión 3F-13,2 kV Red de Media Tensión 2F-13,2 kV Red de baja tensión 1F Trifilar 240 V Red de baja tensión 1F Bifilar - 120 V CONDUCTOR 2 1/0 6,46E-07 4,70E-07 1,29E-06 9,41E-07 3,72E-03 2,65E-03 1,49E-02 1,06E-02 Tabla No 1. 3.1.2. Factor de Diversidad. La capacidad total conectada la constituye la suma de la potencia de todos los aparatos. No todos los equipos operan simultáneamente y algunos ni siquiera a su capacidad total, es decir no son coincidentes en el tiempo, por esto, la demanda total en determinado momento siempre será menor que la capacidad conectada. El nivel de consumo es determinado considerando la capacidad o nivel económico del usuario y el índice de mejoramiento del nivel de vida. Con datos tomados con instalaciones de cada clase socioeconómica se elaboran curvas y tablas a las cuales se aplicaron índices de mejoramiento en el nivel de vida que fluctuaron entre el 1% y el 3% anual, obteniéndose así la información tabulada Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO CODIGO DE‐OE‐011‐V1 para 8 y 15 años que se usa en él cálculo de transformadores y redes secundarias respectivamente. El Factor de diversidad viene dado por la siguiente relación: 3.1.3. Configuración. La configuración utilizada para diseñar las redes de media tensión a 13,2 KV es de tipo radial trifásico y bifásico; y para las redes de baja tensión a 240 V es de tipo radial monofasico trifilar. Para la selección de los conductores se debe calcular las pérdidas de energías ocasionadas en cada tramo de red, aplicando el concepto de momento eléctrico: 3.1.4. Momento Eléctrico. El momento eléctrico (ME) se calcula según la ecuación: ME = S x L( kVA*m) Dónde: S = Potencia aparente de envío en cada tramo de la red en KVA L = Longitud de cada tramo de la red en metros 3.1.5. Regulación del Sistema. La regulación de la tensión de un sistema proyectado (Ver Anexo 5 y 6) se calcula en función de las constantes de regulación propias de cada conductor y del momento eléctrico, expresándose: Reg (%) = K x ME Dónde: K = Constante de regulación del conductor (Ver Tabla Nº 1) ME = Momento Eléctrico 3.1.6. Pérdidas del Sistema. Las pérdidas del sistema son otro factor Importante a tener en cuenta en el diseño de las redes, ya que al mediano y largo plazo pueden implicar unos altos costos para la empresa de energía. El cálculo de pérdidas de potencia activa en los distintos sistemas eléctricos se obtiene mediante las siguientes ecuaciones: Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO CODIGO DE‐OE‐011‐V1 Para redes trifásicas: Para redes bifásicas, monofásicas bifilares y trifilares: Dónde: P = Pérdidas de potencia en cada tramo de la red en KW I = Corriente de línea en Amperios R = Resistencia del conductor en Ohm / Km. L = Longitud de cada tramo de la red en Km. El porcentaje de pérdidas para todos los sistemas, se obtiene de la siguiente ecuación: Dónde: P = Pérdidas de potencia en cada tramo de la red en KW S = Potencia aparente de envío en cada tramo de la red en KVA cos Ø = Factor de potencia de envío Los cálculos de las pérdidas se realizaron y se muestran en el anexo 5 para media tensión y en el anexo 6 para baja tensión. 3.1.7 Conductores. El tipo de conductor a utilizar en el diseño de las redes de este proyecto es el aluminio reforzado con alma de acero ACSR, en calibre normalizado AWG N° 2 AWG, suficiente para las cargas y longitudes que se manejan en este proyecto. Se seleccionó el cable ACSR Nº 2 AWG para las redes de media tensión 13.2 KV, con el fin de poder continuarla hacia otras veredas aledañas al proyecto, y así garantizar que cumpla los criterios de regulación y pérdidas en las futuras expansiones del servicio. La escogencia del cable ACSR No 2 también se realizó para garantizar una tensión de ruptura mayor en el vano más largo que en este caso son 150 mts. Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO CODIGO DE‐OE‐011‐V1 3.1.8 Límite Térmico del Conductor. No se debe exceder el límite térmico del conductor determinado por su capacidad amperimétrica. Para los diseños de electrificación rural, nunca el conductor llega a estar amenazado de copar su límite térmico, pues la carga se encuentra muy dispersa, manejándose corrientes de carga muy bajas en las redes. Este límite térmico es importante considerarlo en proyectos eléctricos urbanos donde la carga es muy concentrada, existiendo niveles de corriente altos en los tramos de las redes. 3.1.9. Nivel de Aislamiento. Basado en las normas para diseño de redes de distribución de CODENSA, y según la tabla 23, para el caso el nivel de aislamiento BIL es 110 KV. Este valor debe ser tomado como referencia para todos los equipos que hagan parte de la red de distribución. Según la tabla 24 donde se muestran las características de los diferentes tipos de aisladores, teniendo en cuenta el nivel de tensión, el nivel de aislamiento y el grado de contaminación Para las redes de media tensión, en las estructuras de alineamiento o paso se usarán aisladores tipo espigo o pin ANSI 55-5; en las estructuras de retención se usarán aisladores tipo disco ANSI 52-1. El aislamiento de los soportes debe ser tal que no ocurra flameo debido a sobretensiones a la frecuencia nominal del sistema. El criterio de selección para el uso de aisladores de disco en cadena tiene como base el voltaje de flameo en ambiente húmedo; en concordancia con las normas ICEL, se utilizarán tres (3) aisladores de 6 ½’’ en cadena, con el fin de garantizar un adecuado nivel de aislamiento para una tensión de línea de 13,2 KV. El nivel de aislamiento para las redes de baja tensión, de acuerdo con los voltajes de servicio establecidos en las normas ICEL, es de 600 Voltios. 3.2 SELECCIÓN DEL CONDUCTOR. 3.2.1 Consideraciones Generales. Aunque siendo la regulación la principal limitante en la selección del conductor, prima el comportamiento físico en éstos, por ello el nivel de temperatura del medio ambiente, y la cantidad de corriente que transmitirá éste conlleva a una deformación física del mismo y de pérdidas en su conductividad. La selección del conductor debe ser el resultado de una comparación entre una gama preseleccionada de conductores. Los criterios para esta comparación son: Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO CODIGO DE‐OE‐011‐V1 No se debe pasar el límite térmico. No exceder el límite de regulación. El porcentaje de pérdidas de potencia debe estar dentro de los parámetros permisibles. El costo del conductor debe ser el más económico. Para los cálculos de regulación se tendrá en cuenta lo establecido en la Norma NTC1340, que establece un rango de pérdidas de regulación en tensión máximo al 10% entre media y baja tensión. Tabla No 2. Clasificación. Denominación y valores de tensión nominal. 3.2.2 Regulación en Redes de Media Tensión. Según la tabla No 2, podemos observar que la regulación máxima permisible en redes eléctricas rurales de media y baja tensión en condiciones normales debe estar entre +5 y -10%, para efectos de este diseño se tendrá un máximo del 3 % para media tensión y un 5% para baja tensión, teniendo un total máximo del 8% rango permitido según regulación CREG 025 DE 1995. Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO CODIGO DE‐OE‐011‐V1 Para calcular el valor de regulación, se utiliza la ecuación planteada en el numeral 3.1.5, cuyos resultados obtenidos se muestran en el anexo No 5. De los resultados obtenidos se concluye que los calibres de los conductores seleccionados para las redes de media tensión cumplen ampliamente con el criterio de regulación, quedando inclusive una gran reserva de capacidad en la red para el futuro crecimiento de la carga y la futura expansión de la red hacia las veredas aledañas. 3.2.3 Regulación en Redes de Baja Tensión. Según lo explicado en el enunciado anterior la regulación máxima permisible en redes eléctricas rurales de baja tensión es de 5 % en condiciones normales de operación. Se calcula el valor de regulación, utilizando la ecuación planteada en el numeral 3.1.5, cuyos resultados obtenidos se muestran en el anexo No 6. De los resultados obtenidos se concluye que los calibres de los conductores seleccionados para las redes de baja tensión cumplen con el criterio de regulación, garantizando un voltaje aceptable a cada uno de los usuarios. 3.2.4. Porcentaje de Pérdidas en Redes de Media Tensión. Se calcula el % de pérdidas de las redes eléctricas rurales de media tensión, de acuerdo a las ecuaciones planteadas en el numeral 3.1.6. De los resultados obtenidos se concluye que los calibres de los conductores seleccionados para las redes de media tensión generan unas pérdidas de potencia muy bajas, (menores al 0,1%) cumpliendo ampliamente el criterio de diseño, los cálculos se realizaron para conductor 2 AWG, se muestran los resultados del cable escogido pensando en la expansión del sector. Las pérdidas se muestran en el cuadro del cálculo de regulación de media tensión. 3.2.5. Porcentaje de Pérdidas en Redes de Baja Tensión. Se calcula el % de pérdidas de las redes eléctricas rurales de baja tensión, de acuerdo a las ecuaciones planteadas en el numeral 3.1.6. De los resultados obtenidos se concluye que los calibres de los conductores seleccionados para las redes de baja tensión generan unas pérdidas de potencia permisibles, cumpliendo el criterio de diseño. Las pérdidas se muestran en el cuadro del cálculo de regulación de baja tensión. Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO CODIGO DE‐OE‐011‐V1 3.3. CARACTERISTICAS MECANICAS DEL CONDUCTOR En el presente diseño utilizaremos conductor ACSR No 2 AWG ya que es el conductor de mínima área que se permite utilizar en este tipo de proyectos, de igual forma todos los proyectos de redes de electrificación rural están utilizando este conductor como tipo Estándar. Para garantizar que no se permitirán tensiones mecánicas que sobrepasen la capacidad del conductor, realizaremos los cálculos de para verificación de las mismas, para lo cual tendremos en cuenta que el peso propio actúa verticalmente y se supone que la carga debido al viento se aplica horizontalmente en el sentido perpendicular al vano. Igualmente, la tensión restaurante en el plano perpendicular eje de la línea es la combinación del peso propio y de la carga del viento. La siguiente tabla muestra las características Físicas del conductor utilizado en el presente proyecto: CALIBRE DEL CONDUCTOR 2 Material ACSR Clave SPARROW Diámetro externo d (mm) 8.0264 39.22 Sección S (mm2) Modulo de elasticidad 8100 (kg/mm2) Coeficiente de dilatación 19.1 x 10(1/°C) Peso unitario w (kg/m) 0.136 Tensión de rotura Tr (kg) 1266 Capacidad de corriente I 180 Resistencia R (Ohm/km) 1.012 Las variaciones de temperatura producen esfuerzos longitudinales en la línea y en el diseño de las líneas de transmisión y distribución, la elevación de la temperatura de los conductores por encima de la temperatura ambiente debido a la corriente que estos llevan es de gran importancia, ya que las pérdidas de energía, la regulación de voltaje, la estabilidad y otros factores resultan afectados por los aumentos de temperatura a la vez que pueden determinar la selección del conductor a usar. La siguiente discusión presenta la fórmula para el cálculo aproximado de cambio de condiciones de los conductores bajo circunstancias conocidas de: temperatura ambiente, velocidad del viento y aumento de temperatura. Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO CODIGO DE‐OE‐011‐V1 3.3.1. ECUACIÓN DEL CAMBIO DE CONDICIONES. Para el conductor No. 2 ACSR utilizado en el presente proyecto, tenemos: Temperatura máxima max = 38 °C Temperatura promedio prom = 26°C Temperatura mínima min = 15°C Altura máxima sobre el nivel del mar = 250 m. Altura mínima sobre el nivel del mar =150 m. Velocidad máxima del viento Vv = 100 km/h Velocidad promedio del viento Vv = 60 km/h Por consiguiente: SFc22 A2 SFc21 A2 T22 T2 T1 S 2 1 24 24T12 Donde; T = Tensión del cable en Kg S = Sección del cable en mm2 = Modulo de elasticidad del cable en kg / mm2 = Coeficiente de dilatación en 1 / °C = Temperatura en °C A = Vano viento en mt. NOTA: El subíndice 1 indica condiciones iniciales y el subíndice 2 condiciones finales. Además, d Fv 0.0042 xV 1000 2 v Fc F 2 2 v f A2 8T Donde; Fc = Fuerza resultante en Kg – Fuerza del viento ejercida sobre el cable más su propio peso. Fv = Fuerza del viento en Kg Sobre el cable Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 Vv = Velocidad del viento en km/hr d = Diámetro del cable en mm. = Peso unitario del cable en kg/m f = Flecha en m. 3.3.2. CALCULO DEL VANO REGULADOR. Para efectos del cálculo del vano regulador se calcula con base a la ecuación: A Ar A 3 i i 3.3.3 CHEQUEO MECÁNICO DEL CONDUCTOR. Debe procurarse que un exagerado calentamiento de los conductores no altere sus propiedades eléctricas y mecánicas. Si las densidades de corriente exceden de ciertos límites, pueden producirse peligrosos calentamientos en los conductores que, sin llegar a fundirlos, pueden alterar su conductividad y resistencia mecánica, también pueden ser afectados los aisladores que soportan dichos conductores. Por consiguiente, se tiene en cuenta y se aplican los siguientes criterios: La tensión que se ejercerá sobre el conductor en condiciones iniciales de diseño no deberá ser superior al 30% de la carga de rotura del conductor. La tensión que se ejercerá sobre el conductor en condiciones finales del diseño no deberá ser superior al 60% de la carga de rotura del conductor. Para el presente diseño se han tomado temperatura mínima de 15°C, máxima de 38°C y promedio de 26°C y con una velocidad del viento máxima en nuestro ambiente de 100 km/hr. Condiciones mecánicas para el conductor No. 2 ACSR. CONDICIONES INICIALES CONDICIONES FINALES prom = 26°C min = 15°C T1 = 30% - T1 = 380 kg T2 = 60% - T2 = 760 kg Vv = 0 km/hr Vv = 100 km/hr Fc1 = = 0.136 kg/m Fc2 = ? Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO CODIGO DE‐OE‐011‐V1 Luego calculamos la fuerza del viento: Despejando la variable A en la ecuación anterior: A = 579 m, que es el vano máximo permitido, no obstante para el presente proyecto el máximo vano es de 155 metros en media tensión, valor muy inferior al permitido por el conductor. 3.3.4. CURVA PARA LA PLANTILLA A TEMPERATURA MÁXIMA. Se determina para máxima temperatura sin viento en condiciones finales y se usa para verificar las distancias mínimas a tierra. 3.3.4.1 CALCULO DE LAS PLANTILLAS. Para las curvas en caliente se toma como parámetro básico de tensión de rotura a 26°C, sin viento. Para las curvas en frio se toma como parámetro básico la tensión a 15°C sin viento La curva depende solamente del parámetro h definido por la relación entre la tensión del conductor y su peso unitario. De donde; h T A2 f ; por consiguiente: 8h f A2 8T Donde; Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO h = Parámetro del conductor. T = Tensión del conductor en kg. A = Vano en metros. DE‐OE‐011‐V1 f = Flecha del conductor en m. = Peso unitario del cable en kg/m CURVA PARA LA PLANTILLA A TEMPERATURA MÁXIMA. Se determina para máxima temperatura sin viento en condiciones finales y se usa para verificar las distancias mínimas a tierra. Calculo de tensión del conductor en vano regulador de 576m. Para cable ACSR No. 2. CONDICIONES INICIALES CONDICIONES FINALES prom = 26°C max = 38°C Vv = 0 km/hr Vv = 0 km/hr Fc1 = = 0.136 kg/m Fc2 = = 0.136 kg/m T1 = 30% - T1 = 380 kg T2 = ? Reemplazando valores en la ecuación de cambio de condiciones: T 2 T 949 119260512 2 2 Despejando T2 por métodos iterativos; T2=308.0189 kg Es decir, que la tensión en condiciones finales es del 24.38% de su tensión de rotura (1266 kg). Parámetro h para una tensión de 24.38% de la tensión de rotura del conductor ACSR No. 2 AWG: 308.02 = 2265 h 0.136 Flecha del conductor según el parámetro h: Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO CODIGO DE‐OE‐011‐V1 A2 A2 f 8 x 2265 18120 A continuación, se muestra las curvas con las que se elaboró la plantilla. La curva de distancia a tierra se tomó a una distancia mínima de los conductores a tierra de 6m y la localización de las estructuras con 10m en poste de 12 mts. ACSR No 2 AWG VANO (m) FLECHA (m) 20 0,022 40 0,088 60 0,199 80 0,353 100 0,552 120 0,795 140 1,082 160 1,413 180 1,788 200 2,208 220 2,671 240 3,179 260 3,731 280 4,327 300 4,967 Teniendo en cuenta que la topografía del terreno en el sector es plana en la Mayoria de su recorrido y que el vano promedio es 140 mts, la flecha máxima en esos vanos será de 1,082 mts. Con esta metodología podemos calcular para el vano más largo (160 mts) donde tenemos una flecha de: 1.41 metros, por lo tanto, teniendo en cuenta que la altura de tendido es 10 metros y la distancia de seguridad al piso de 6 mts, no es necesario realizar el plantillado debido a que la topográfia del terreno nos garantiza una distancia superior a los 8 mts entre línea energizada a 13,2 KV y tierra. Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 3.5 SELECCIÓN DE TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCION La distribución del transformador se hizo teniendo en cuenta la localización geográfica del usuario. Ningún usuario puede estar a más de seiscientos (600) metros, en línea recta de distancia del transformador que lo alimente y su regulación no puede ser mayor del 5 %. 3.5.1 Capacidad Nominal. Para fijar la capacidad del transformador de distribución, se deben tener en cuenta los siguientes parámetros: Demanda máxima diversificada por usuario (con rata del 3 % proyectada a 8 años). Número máximo de usuarios futuros (con rata anual del 2 % proyectada a 8 años). Se utiliza la siguiente ecuación: Dónde: CT = Capacidad del transformador en KVA Do = Demanda diversificada actual por usuario en KVA No = Número de usuarios actuales FD = Factor de diversidad para usuarios al año 8 3.5.2 Tipo. De acuerdo con el número de usuarios y la distribución de las redes rurales de baja tensión, los transformadores deben ser monofásicos para una distribución trifilar (2 líneas vivas + el neutro). 3.5.3 Relación de Transformación. El voltaje nominal del transformador en el lado de alta tensión será de 13200 Voltios. El voltaje nominal en vacío del transformador en el lado de baja tensión será de 240 - 120 Voltios, entre línea y línea, y línea y neutro, respectivamente. 3.5.4 Selección del Transformador. Se seleccionarán las capacidades normalizadas para transformadores de distribución que existen en el mercado, las cuales son: 5 KVA, 10 KVA, 15 KVA y 25 KVA. Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 En el anexo No 4 se presentan los cálculos de la capacidad nominal de los transformadores. Los cuales muestran que en el proyecto se utilizarán transformadores de 5, 10 y 15 KVA. 3.5.5. Georefrenciación de transformadores. Después de realizado el cálculo de la capacidad y teniendo en cuenta la cercanía de los usuarios se dispuso la ubicación de los transformadores en la siguiente forma: GEOREFERENCIACION TRANSFORMADORES DESCRIPCION KVA Latitud Longitud ARRANQUE 1 4°52'11.00956"N 72°9'33.19563"W TRANSFORMADOR 1 5 4°52'11.00956"N 72°9'33.19563"W TRANSFORMADOR 2 5 4°51'7.93962"N 72°9'51.07909"W TRANSFORMADOR 3 5 4°50'32.49126"N 72°10'28.78539"W TRANSFORMADOR 4 5 4°50'25.66481"N 72°8'41.46679"W ARRANQUE 2 4°52'40.41318"N 72°6'19.18748"W TRANSFORMADOR 5 5 4°52'14.95918"N 72°5'15.41726"W TRANSFORMADOR 6 10 4°52'6.94844"N 72°4'55.34906"W ARRANQUE 3 4°51'20.16439"N 72°7'10.53113"W TRANSFORMADOR 7 5 4°50'50.36062"N 72°5'58.93435"W TRANSFORMADOR 8 5 4°50'15.10545"N 72°4'56.15713"W TRANSFORMADOR 9 5 4°50'37.33744"N 72°4'2.68681"W TRANSFORMADOR 10 5 4°48'52.31852"N 72°5'41.39161"W TRANSFORMADOR 11 5 4°49'42.68841"N 72°3'36.45671"W TRANSFORMADOR 12 5 4°48'40.70707"N 72°3'45.33881"W TRANSFORMADOR 13 5 4°50'0.60615"N 72°3'0.49509"W TRANSFORMADOR 14 15 4°50'9.5672"N 72°2'45.31309"W TRANSFORMADOR 15 15 4°49'56.53689"N 72°2'11.19673"W TRANSFORMADOR 16 5 4°49'40.03102"N 72°1'27.9831"W TRANSFORMADOR 17 5 4°48'21.67643"N 72°2'12.58232"W TRANSFORMADOR 18 5 4°47'24.94443"N 72°2'23.8357"W ARRANQUE 4 4°50'8.12357"N 72°0'57.77284"W TRANSFORMADOR 19 5 4°50'0.40445"N 72°1'1.10453"W TRANSFORMADOR 20 5 4°51'18.88"N 72°03'18.88"N TRANSFORMADOR 21 5 4°53'17.70"N 72°06'08.30"N TRANSFORMADOR 22 5 4°53'17.76"N 72°03'18.88"N Total transformadores instalados: 22 Total carga Instalada: 130 KVA Demanda total: 76 KVA Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 3.5.6 Protecciones Los transformadores de distribución monofásicos se deben proteger en media y baja tensión, para la protección en el lado de media tensión se busca una protección contra sobretensiones por descargas y contra sobrecorrientes por fallas o cortocircuito, para lo cual se instalarán pararrayos de 12 KV, 10 KA, ZnO y cortacircuitos de 15 KV, 10 KA, con fusibles de 15 KV tipo K. Para la selección de la capacidad de los fusibles se debe tener en cuenta la capacidad nominal del transformador. La corriente del fusible se calcula mediante la expresión: If = ((kVA*1000) ÷ (173 * Vff) ) * 1.2 Cálculo del fusible para el transformador de 5 kVA If = ((5 x1 000) ÷ (1,73 * 13 200)) x 1,2 If = 0,1824 A Se escoge un fusible normalizado de 0.4 A Cálculo del fusible para el transformador de 10 kVA If = ((10 x1 000) ÷ (1,73 * 13 200)) x 1,2 If = 0,3648 A Se escoge un fusible normalizado de 0.4 A * Cálculo del fusible para el transformador de 15 kVA If = ((15 x1 000) ÷ (1,73 * 13 200)) x 1,2 If = 0,5473 A Se escoge un fusible normalizado de 0.7 A En conclusión, todos los transformadores utilizados en este proyecto utilizarán fusible expulsión tipo K de 1 A. Para la protección por baja tensión se tendrá en cuenta lo establecido en la Norma CODENSA 516-1, la cual establece la utilización de fusibles NH00 de la siguiente forma: Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 Los valores de la red de media tensión están establecidos para redes 11,4 Kv, lo cual no se tendrá en cuenta y de la tabla se utilizarán los valores para baja tensión. 3.5.7 Puesta a tierra. A continuación, se realiza el cálculo de la malla de puesta a tierra para las subestaciones de distribución que se instalaran. Para dar cumplimiento a lo estipulado en el artículo 15, del Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas RETIE, se realiza el cálculo del sistema de puesta a tierra que garantice un valor máximo de resistencia del sistema de puesta a tierra de 10 Ohm para subestaciones de media tensión. El método de cálculo de la malla a tierra es el indicado en el estándar IEEE Std 80-2000. Se determina la geometría de la malla, se verifican los valores para las tensiones de paso y contacto, que sean admisibles y por último se calcula el valor de la resistencia para la malla. MALLA A TIERRA PARA EL TRANSFROMADOR CÁLCULO DEL ÁREA DEL CONDUCTOR A (Calculado.) Variable I 1R (TCAP.10 4 / ts * r * r ) * Ln(( Ko Tm) /( Ko Ta )) Valor Unidad Email: oswaldogilba@hotmail.com Definición Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO Rcuerpo 1000 Cs 0,82 hs 0,20 0,9493 m ρ 130 Ω-m ρs 5000 Ω-m Ep 5691 V K Ω DE‐OE‐011‐V1 Resistencia entre una mano y los dos pies. Normalmente se asumen 1000 Ohm. Factor de reducción que depende del espesor de la capa de triturado o concreto hs, y del factor de reflexión k. Espesor capa de triturado o concreto. (ρ-ρs)/(ρ+ρs) Resistividad calculada del terreno, según información obtenida en campo. Resistividad de la capa de triturado (grava) sobre la superficie de la subestación. Normalmente se asume 3000 Ω-m. Tensión de paso: Tensión máxima a que es sometida una persona con los pies separados un metro, que se encuentra caminado sobre el área de la malla de la estación en el momento de ocurrir una falla. A (Calc) = 7,85mm2 es el equivalente de la sección para el drenaje de la corriente de falla .A (Inst) = 67,93mm2 que corresponde mínimo a 1 conductor 2/0AWG. El calibre de conductor mínimo para ser instalado en la malla deberá ser 2/0 AWG CÁLCULO DE TENSIONES DE CONTACTO Y DE PASO MÁXIMAS PERMITIDAS Tensión de Paso Máxima Permitida Para una persona de 70 Kg aproximados de peso se emplea la siguiente expresión: Ep ( Rcuerpo 6 * Cs * s )0.157 / t s Para una persona de 50 Kg aproximados de peso se emplea la siguiente expresión: Ep ( Rcuerpo 6 * Cs * s )0.116 / t s Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 Variable Valor Unidad Rcuerpo 1000 Cs 0,82 hs 0,20 0,9493 m ρ 130 Ω-m ρs 5000 Ω-m Ep 5691 V Ep = 5691,35 V Para una persona de 70 Kg aproximados de peso Ep = 4205,07 V Para una persona de 50 Kg aproximados de peso K Ω Definición Resistencia entre una mano y los dos pies. Normalmente se asumen 1000 Ohm. Factor de reducción que depende del espesor de la capa de triturado o concreto hs, y del factor de reflexión k. Se toma de la Figura No. 1 Espesor capa de triturado o concreto. (ρ-ρs)/(ρ+ρs) Resistividad calculada del terreno, según información obtenida en campo. Resistividad de la capa de triturado (grava) sobre la superficie de la subestación. Normalmente se asume 3000 Ω-m. Tensión de paso: Tensión máxima a que es sometida una persona con los pies separados un metro, que se encuentra caminado sobre el área de la malla de la estación en el momento de ocurrir una falla. Tensión de Contacto Máxima Permitida Et ( Rcuerpo 1.5 * Cs * s )0.157 / t s Para una persona de 50 Kg aproximados de peso se emplea la siguiente expresión: Et ( Rcuerpo 1.5 * Cs * s )0.116 / t s Variable Valor Unidad Et 1589,36 V Email: oswaldogilba@hotmail.com Definición Tensión de toque o contacto: Tensión a que queda sometida una persona que se encuentra de pie dentro del área de la estación sobre la malla de tierra, y que en el momento de una falla esté tocando con una o ambas manos una estructura o cualquier elemento conductor unido a la malla de tierra (V). El voltaje máximo de toque es el mayor valor de la diferencia de potencial entre el conductor de la malla y la superficie del terreno, en el centro de una cuadrícula de la malla. Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 Et =1589,36 V Para una persona de 70 Kg aproximados de peso Et =1010,26 V Para una persona de 50 Kg aproximados de peso CÁLCULO DE LA LONGITUD DEL CONDUCTOR Lr L LM LC 1.55 1.22 Lx 2 Ly 2 R 1 2 Km Ln D 2 / 16hd D 2h / 8Dd h / 4d K ii / k h Ln8 / 2n 1 2 n2 Lc Lp Variable Valor Unidad Km 0,83 D h 5,0 0,70 n 2,00 d 0,0098 Kii 1,0 kh 1,21 ho 1,50 ki 0,99 L 20 Email: oswaldogilba@hotmail.com m m m m m Definición Es una constante que tiene en cuenta la cantidad, el espaciamiento, el diámetro y la profundidad de enterramiento de los conductores de la malla. Ver ecuación de cálculo adjunta. Dimensión de la cuadricula de la malla de tierra. Profundidad de enterramiento de la malla. Número de conductores paralelos a localizar en una dirección. Diámetro del conductor de la malla. Para mallas con electrodos de tierra en el perímetro, en las esquinas o dentro del perímetro de la malla: Kii = 1 Factor de corrección que tiene en cuenta la profundidad de enterramiento de la malla. Kh =[1+h/ho]1/2 Profundidad de referencia. Factor que tiene en cuenta la irregularidad del fluido de corriente desde las diferentes partes de la malla. Ki=0,65+0,17n Longitud resultante del conductor de la malla a tierra considerando la interconexión a equipos y otras mallas a tierra del campo, y longitud equivalente de los electrodos. Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 CÁLCULO DE LAS TENSIONES DE PASO Y DE RETÍCULA Debido a que el sistema esta alimentado a 220V, está la máxima tensión que estará presente en el área ante una falla a tierra, por lo cual se asume que Es= 220V y Em= 220V Es= 220V <Ep= 4205,07 V para una persona de 50 Kg. Em= 220V <Et= 1010,26 V para una persona de 50 Kg. CÁLCULO DE LA RESISTENCIA DE LA MALLA A TIERRA Para el cálculo de la resistencia de la puesta a tierra, se ha dispuesto una malla en forma triangular con varillas repartidas en el área de la malla tal como se muestra en la siguiente figura. Dónde: Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 Variable R1 R2 R12 Valor 13,24 32,56 14,0 Unidad Definición Ω Resistencia de la malla. Ω Resistencia de todos los electrodos. Ω Resistencia mutua entre R1 y R2 ρ1 130 Ω/m Resistividad del suelo encontrada por una malla de conductores enterrados a una profundidad h. ρ2 5.000 Ω/m Resistividad del suelo dada una profundidad H1 hacia abajo por una varilla. (Ω/m) I1 20,0 m I2 2,40 m Longitud total del conductor de la malla a instalar (m), incluyendo la longitud de los electrodos y de las colas (mínimo igual a L del numeral 2.3 de la presente memoria). Longitud promedio de las varillas. lm 5,0 m Largo de la malla a tierra. am 5,0 m Ancho promedio de la malla a tierra. A 25,0 m2 Área ocupada por la malla de tierra = lm * am. d1 0,01063 m Diámetro del conductor de la malla. d2 0,02 m n 3 k1 1,25 k2 4,78 x 1,00 Diámetro de los electrodos (5/8"). Cantidad de electrodos localizados en el área de la malla. Constante relacionada con la geometría del sistema K1 = 0,05x+ 1,2 Constante relacionada con la geometría del sistema. K2 = 0,1x+4,68 Relación del largo sobre el ancho de la malla. h' 0,08 m h' = [d1.h]1/2 ρa 219 Ω/m H 2,00 m h2 0,60 m Rg 13,21 Ω Email: oswaldogilba@hotmail.com Resistividad aparente del terreno vista por una varilla vertical. (Ω/m) Profundidad primera capa. Profundidad de enterramiento de la parte superior de la varilla. Resistencia de la malla de tierra. Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 Nota: El constructor deberá realizar mejoras con suelo artificial en las zanjas y electrodos para garantizar que la resistencia de malla de puesta a tierra sea al menos de 10 Ω/m 3.6 ESTUDIO DE RIESGO ELECTRICO El propósito de la evaluación del nivel de riesgo es establecer la necesidad de utilizar un sistema de protección contra rayos en una estructura dada, y determinar si este sistema debe ser integral, en este caso se evalúa para la red de media tensión a 13,2 kV. La evaluación del nivel de riesgo es el elemento más importante en el procedimiento para diseñar un sistema de protección contra rayos, y especialmente en el procedimiento de selección del nivel de protección. Por ello el método de evaluación debe ser efectivo y relativamente simple. Para evaluar el nivel de riesgo se tienen en cuenta cuatro índices clasificados y ponderados dentro de dos características: los parámetros de los rayos y los índices que están relacionados con la estructura. Los parámetros de las descargas eléctricas atmosféricas utilizados para encontrar el nivel de riesgo son la densidad de descargas a tierra DDT, y la corriente pico absoluta promedio (labs) expresada en kiloamperios, asignando una mayor relevancia a la primera de éstas, debido a que existe una mayor probabilidad de que una estructura se vea afectada dependiendo de la cantidad de descargas a la que está expuesta, que de la intensidad de las mismas. Por esta razón se toman proporciones de 0.7 para la DDT y 0.3 para la labs obteniendo la expresión (1). Siendo RDDT el aporte al riesgo debido a la densidad de descargas a tierra y Rlabs el aporte al riesgo ocasionado por la magnitud de la corriente pico absoluta promedio. Los valores de labs y de DDT deben tener una probabilidad del 50% de ocurrencia, o menos, a partir de los datos multíanuales. Además, se debe tomar un área de 3Km x 3Km o menos teniendo en cuenta la exactitud en la localización y la estimación de la corriente pico de retorno del sistema de localización de rayos. Al encontrar la densidad de descargas a tierra con sistemas de localización confiables, implícitamente se considera la orografía del área, es decir, montaña, ladera, plano, etc, y la latitud. La densidad de descargas a tierra la podemos calcular mediante la expresión: Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 NC = Nivel Ceráunico para la zona del proyecto es = 120 ( NTC 4552) DDT = 3 Corriente de descarga promedio (Colombia) (KA) 40 Radio de descarga para 40 KA(m) 110 Evaluación Del Indicador De Gravedad Está dado por la ecuación: En donde: IG = Indicador de gravedad Iuso = Subindicador relacionado con el uso de la estructura. IT = Subindicador relacionado con el tipo de estructura. IAA = Subindicador relacionado con el área y la altura de la estructura. 3.4.1. Calculo nivel de riesgo estructuras en el recorrido de la línea Subindicador relacionado con el uso de la estructura luso Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 Subindicador relacionado con el tipo de estructura lT Subindicador relacionado con el área y altura de la estructura IAA En total el indicador de gravedad es igual: IG = 25 Para la evaluación del nivel de riesgo Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 Indicador De Gravedad: LEVE MATRIZ DE NIVELES DE RIESGOS El nivel de riesgo es BAJO, razón por la cual no se requiere ningún sistema de apantallamiento en las estructuras. 3.6.3 EVALUACIÓN DEL NIVEL DE RIESGO: El presente diseño se realiza teniendo en consideración el numeral 9.2 del RETIE que define la condición de riesgo de una instalación eléctrica y se plantea la matriz que permite determinar su magnitud y la forma de mitigarlo para las diferentes situaciones de riesgo. Se efectúa el estudio con las condiciones de riesgo planteadas en el RETIE (TABLA 9.5). Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 Cuadro 1. TABLA N°9.3 (RETIE)-MATRIZ “ANALISIS DE RIESGOS” RIESGO A EVALUAR POTENCIAL En personas C O N E C U E N C I A S Una o más muertes Incapacida d parcial permanent e Incapacida d temporal (>1 día) Lesión menor (sin incapacida d) Molestia funcional (afecta rendimient o laboral) REAL Económicas Daño grave a infraestructura, interrupción regional Daños mayores, salida de subestación _________________ POR __________________AL O EN _______________ EVENTO O EFECTO FACTOR DE RIESGO FUENTE FRECUENCIA E D C B A Sucede Sucede En la varias varias No ha Ha Ha imagen de Ambiental veces veces ocurrid ocurrid ocurrid la empresa es o en el o en el o en la al año al mes en la en la sector sector empres empres empres a a a Contamin ación Internacion 5 MUY irreparabl al MEDIO ALTO ALTO ALTO ALTO e Contamin ación Nacional 4 mayor MEDIO MEDIO MEDIO ALTO ALTO Daños severos, interrupción temporal Daños importantes, interrupción breve Contamin ación localizada Daños leves, no interrupción Regional 3 BAJO MEDIO MEDIO MEDIO ALTO Efecto menor Local 2 BAJO BAJO MEDIO MEDIO MEDIO Sin efecto Interna 1 MUY BAJO BAJO BAJO BAJO MEDIO Al evaluar cada uno de los riesgos, el resultado se presenta en el siguiente cuadro: En caso que en la ejecución de las obras se realice una modificación al diseño y se encuentre un nivel de riesgo medio y/o alto se deben realizar medidas para mitigarlo: 3.6.4. ANÁLISIS PARA MITIGAR EL RIESGO ELÉCTRICO RIESGO EVALUADO RESULTADO MATRIZ Email: oswaldogilba@hotmail.com Acción a tomar según matriz 9.4 RETIE Tel: 098‐6354063 Medidas de diseño propuestas para mitigar el riesgo El diseño ha contemplado los diferentes factores que Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. Ausencia de electricidad Arco eléctrico Contacto directo e indirecto con partes energizadas Rayos DISEÑO ELECTRICO Consecuencia 2 Frecuencia D RIESGO BAJO Asumirlo: Hacer control administrativo rutinario. Consecuencia 2 Frecuencia D RIESGO BAJO Asumirlo: Hacer control administrativo rutinario. Consecuencia 2 Frecuencia E RIESGO BAJO Asumirlo: Hacer control administrativo rutinario. Consecuencia 2 Frecuencia D RIESGO BAJO Asumirlo: Hacer control administrativo rutinario. Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 DE‐OE‐011‐V1 inciden sobre este caso, como la distancia de los usuarios, la carga demandada por cada usuario, por este motivo se ha planteado el uso de cable ACSR No.2 ya que representa un factor de seguridad para la regulación de tensión, además se han dispuesto 24 estructuras E731 y 7 cortacircuitos para evitar que una falla focalizada en un ramal, saque toda la red de servicio. Únicamente personal capacitado y autorizado podrá instalar e intervenir las redes de media y baja tensión diseñadas para este proyecto. Las redes deben quedar fuera del alcance de cualquier persona, y deberá efectuarse mantenimiento a las redes para evitar que los arboles hagan contacto con la red, adicionalmente el tratamiento de suelo con favigel, y el diseño de la puesta a tierra brinda la protección necesaria según se contempla en el numeral 4.6 Se instalarán dos (2) pararrayos de 12 KV, 10 KA, ZnO y dos cortacircuitos de 15 KV, 10KA. Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO Consecuencia 3 Sobretensiones Frecuencia E RIESGO BAJO Asumirlo: Hacer control administrativo rutinario. Sobrecargas Consecuencia 2 Frecuencia D RIESGO BAJO Asumirlo: Hacer control administrativo rutinario. Cortocircuitos Consecuencia 2 Frecuencia D RIESGO BAJO Asumirlo: Hacer control administrativo rutinario. Tensiones de paso Consecuencia 2 Frecuencia E RIESGO BAJO Asumirlo: Hacer control administrativo rutinario. Tensión de contacto Consecuencia 3 Frecuencia E RIESGO BAJO Asumirlo: Hacer control administrativo rutinario. Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 DE‐OE‐011‐V1 Se instalaran descargadores sobretensión para transformador dos de cada Para evitar la sobrecarga de los transformadores, se tuvieron en cuenta los siguientes parámetros: Demanda máxima diversificada por usuario. Número máximo de usuarios futuros. (Numeral 3.4.1.) Se instalarán dos (2) cortacircuitos de 15 KV, 10KA, 100ª, con fusibles de 15 KV tipo H. como protección para cada transformador. Se tomaron lecturas de resistividad en las diferentes veredas del proyecto para determinar el diseño de la puesta a tierra planteado en el numeral 4.6., el cual descargará la energía de paso que resulte en el sistema por energía residual proveniente de diferentes fallas a tierra, rayos o fallas de aislamiento. Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 3.7 ANALISIS DE COORDINACIÓN DE AISLAMIENTO ELECTRICO La coordinación de aislamiento eléctrico conocida también como coordinación de la protección por sobretensión, tiene como objetivo hacer mínimo el número de fallas de aislamiento y por lo tanto el número de interrupciones. Las instalaciones eléctricas presentan como es el caso de este proyecto, varios niveles de tensión, para realizar un correcto análisis de nivel de aislamiento, se parte de la clasificación ANSI/IEEE C62.41; ANSI/IEEE C62.45 en la cual se considera la coordinación total de dispositivos desde clase C hasta clase A. La siguiente grafica muestra la clasificación de áreas que permite realizar una adecuada selección de equipos de protección por sobretensión. Para el caso del proyecto, se presenta a continuación las características técnicas de los descargadores de sobretensión en media tensión AREA D, a usar en el mismo (Fabricante GAMMA), en manera de ejemplo, en la construcción se deben escoger elementos certificados RETIE. Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 DISTANCIAS MINIMAS DE SEGURIDAD Para el caso particular de este proyecto las redes de media y baja tensión al momento de su instalación deberán cumplir con lo establecido por los reglamentos técnicos sobre distancias mínimas de seguridad, se presenta a continuación estas exigencias. Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 Calculo de la Distancia del Conductor al Suelo. Los reglamentos técnicos definen la distancia mínima que deben conservar los cables conductores de redes eléctricas aéreas, el siguiente esquema y tabla de resumen presentan dichas exigencias. Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 Las redes de media tensión de la Vereda Corea Veredas se apoyaran sobre estructuras vestidas en postes de concreto de 14 m para 34,5 kV, 12m para 13,2 kV y las redes de baja tensión se apoyaran en postes de 8m. Se presenta a continuación el cálculo de estas distancias de seguridad de los cables conductores desde su estructura hasta el suelo. El presente diseño se basa en la tabla 13,2(Distancias mínimas de seguridad para diferentes situaciones) del numeral 13,2 del RETIE, para determinar las distancias mínimas de seguridad del presente proyecto. Distancias Mínimas para la Prevención de Riesgo por Arco Eléctrico. Para el caso particular del proyecto, no se especifican equipos eléctricos, como es el caso de tableros, plantas generadoras, sistemas ininterrumpidos de potencia, o transformadores a nivel del suelo en los cuales personas calificada tengan que realizar trabajos. Par ser tenido en cuenta en los procesos constructivos y de mantenimiento de la infraestructura eléctrica, se presenta a continuación lo exigido por los reglamentos. Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 Distancias mínimas de seguridad presentes en el proyecto Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 Se establece que para las condiciones de la región en que se desarrollará el proyecto las distancias mínimas de seguridad de los conductores respecto de la vía no podrán ser menores de 5 metros en Baja Tensión y 5,6 metros en Media Tensión. Cálculo de Tensión de Contacto: Considerando el circuito equivalente de la figura anterior se puede calcular: Dónde: Rch= Resistencia del cuerpo humano ≥ 1000Ω. Rc = Resistencia de contacto=3 = Resistividad superficial del suelo. Tensión de contacto Luego considerando como corriente de choque máxima que no causa fibrilación ventricular, la definida por la ecuación de Dalziel: Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. Donde DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 se expresa en Amperios y t es el tiempo de permanencia del defecto en segundos, el cual se considera para un caso de 366 voltios para público en general en un tiempo de 100 milisegundos, según la tabla 15.1 del RETIE (máxima tensión de contacto admisible para un ser humano). La tensión de toque o contacto máxima generada por el defecto no debe producir una corriente de choque mayor a la limitada por dicha ecuación, y por tanto la tensión de toque máxima permitida será: → Se calcula la tensión de contacto máxima para una resistencia de contacto de 10 Ω ya que esta debe ser la magnitud de resistividad alcanzada luego de efectuar el tratamiento al terreno en que será instalada la puesta a tierra. Así que la tensión de toque para un tiempo de despeje de falla de 100 milisegundos y una resistencia de 10 Ω el valor corresponde a 372.3 voltios, la cual es cercana a 366V de tensión máxima de contacto admisible según tabla 15.1 del RETIE. Cálculo de Tensión de Paso: Se calcula mediante la siguiente fórmula: Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 Tenemos como resultado una tensión de paso de 388,8 voltios en 100 milisegundos. 3.8. CALCULO Y COORDINACION DE PROTECCIONES Para la realización del cálculo y coordinación de los transformadores instalados en la Vereda Corea del Municipio de Mani, Casanare, se realizará una breve descripción de los elementos a utilizar y se describirá la metodología con la que se deben realizar los cálculos para la selección de equipos de protección. DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN PARA EL TRANSFORMADOR. DISPOSITIVOS PARA SOBRETENSIÓN DPS`S: Los DPS`s protegen al equipo contra sobretensiones debidas a maniobras o a descargas atmosféricas, para subestaciones en poste, se instalan DPS`s tipo línea. Estos DPS`s deben cumplir con ciertas características, las cuales se calculan y selecciona a continuación. Tensión continua de operación VOC: La tensión continua de operación para DPS`s conectados entre fase y tierra en sistemas trifásicos se determina de la siguiente manera. Dónde: Vm = la tensión máxima del sistema (15 KV para sistemas de 13.2 KV según normas EBSA) Tensión preliminar basada en la Tensión continua de operación. Esta se determina de acuerdo a la siguiente relación: Dónde: V0 = tensión preliminar. K0 = factor de diseño del descargador propio del fabricante. Tensiones temporales de falla a tierra. Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 VTG = ke * VOC Dónde: VTG = sobretensión temporal en falla a tierra. Ke = factor de falla a tierra que depende de la relación X0/X1 y R0/X1 (impedancias de secuencia cero y positiva). Tiene un valor máximo de 1.4 para sistemas directamente aterrizados y normalmente un valor de 1.73 para sistemas aislados. Selección de otra tensión nominal preliminar basada en la sobretensión temporal en falla a tierra: Esta se determina de acuerdo a la siguiente relación: Dónde: V1 = tensión preliminar. K1 = capacidad de la sobretensión temporal del descargador expresada como múltiplo de la tensión nominal. Este se puede tomar de curvas o tablas dadas por los fabricantes de descargadores, las cuales muestran la duración de la sobretensión y su constante respectiva de tensión nominal. La tensión nominal para el DPS que se debe seleccionar, es el valor más alto escogido entre las tensiones preliminares V0 y V1, si este valor no corresponde a un valor de tensión normalizado se debe seleccionar el inmediatamente superior. Margen de protección: El margen de protección del descargador para ondas de impulso atmosférico se establece de acuerdo con la siguiente fórmula: Dónde: MP = margen de protección. NBA = nivel básico de aislamiento. Vr = tensión residual o tensión de descarga con la corriente de descarga nominal, con una onda 1.2 μs / 50 μs. El margen de protección del descargador para ondas de impulso de maniobra se establece de acuerdo con la siguiente fórmula. Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 Dónde: MP = margen de protección. VIM = tensión que debe soportar el equipo con un impulso de maniobra (conmutación). Vr = tensión residual con onda impulso de maniobra. Distancia de protección: Los márgenes de protección del descargador solamente son válidos si el descargador se monta directamente sobre el objeto que se va a proteger, debido a que, si existe una distancia entre el descargador y el objeto protegido, se reducen drásticamente los márgenes de protección. La tensión aplicada sobre el objeto que se va a proteger con un descargador, se determina a partir de las siguientes consideraciones: Considerando un descargador que protege un transformador instalado a una cierta distancia de éste, de tal forma que una onda tarda un tiempo t en recorrer el trayecto. Ve = Vr + VOSC Reemplazando una en la otra tenemos: Dónde: Ve = tensión aplicada al equipo que se va a proteger (kV) Vp = tensión aplicada al descargador (kV) U = pendiente de la onda incidente (kV/μs) L = separación entre el descargador y el equipo protegido V = velocidad de la onda incidente (m/μs) Con el valor Ve se debe recalcular el margen de protección MP, con el fin de determinar que este último no sea inferior al 20 % establecido. Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 El cálculo de las protecciones se elaboró teniendo en cuenta un DPS ABB tipo EXLIM-Q, obteniendo los siguientes valores: CORTACIRCUITOS FUSIBLE TIPO CAÑUELA. Los cortacircuitos se instalan para proteger los dispositivos contra sobrecorrientes o corrientes de cortocircuito. Es un dispositivo netamente térmico, este viene equipado con un fusible el cual se derrite permitiendo que el tubo donde se encuentra se caiga y así evidenciar visualmente que el fusible se rompió. Los cortacircuitos se seleccionan en general con la siguiente información: - El tipo de sistema para el cual se van a utilizar, es decir, aéreo o subterráneo, sistema en delta o en estrella. - El voltaje del sistema. - La corriente de falla máxima disponible en el punto de falla. Para seleccionar el fusible que lleva cortacircuitos, se tienen en cuenta las siguientes características: - Tensión nominal. Corriente RMS de operación. Corrientes transitorias: por ejemplo, corriente Inrush de transformadores. Capacidad de corriente de los conductores. Corriente de falla: capacidad de interrupción, poder de limitación. Coordinación con otros fusibles y elementos de protección. Tipo de fusible y su respuesta en tiempo. Características de montaje: modo de instalación, servicio interior o exterior. Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 Las diferentes clases de fusibles según sus características constructivas y valores de falla son las siguientes: - Fusibles tipo H son llamados fusibles de elemento extra-rápido. Fusibles tipo K son llamados fusibles con elemento rápido. Fusibles tipo T son fusibles con elemento lento. Fusibles tipo DUAL son fusibles extra-lentos. A continuación se describen los aspectos que se deben tener en cuenta para la selección de los fusibles de expulsión que protegen el transformador en el primario, todo esto siguiendo la metodología dada en la norma técnica colombiana NTC 2797, guía para la selección de fusibles para transformadores se distribución y teniendo en cuenta también las indicaciones encontradas En el literal uno se describe básicamente las características del fusible de expulsión que protege el primario del transformador, en el literal dos mediante un ejemplo se hallan los fusibles requeridos. Condiciones generales: Los principales parámetros que determinan los valores nominales de un fusible para un punto específico del sistema son: - Corriente de carga. Tensión del sistema. Relación X/R y máxima corriente de falla posible en el punto de aplicación. Selección de la corriente nominal: La corriente nominal del fusible debe ser mayor o igual a la máxima corriente de carga continua que éste requiere para conducir. En la determinación de la corriente de carga del circuito se debe tener en cuenta la posible corriente de sobrecarga y corrientes transitorias como son la corriente de conexión del transformador (corriente de inrush). Selección de la tensión nominal: La tensión apropiada del fusible se determina a partir de las siguientes características del sistema: - Tensión máxima del sistema fase-fase o fase-tierra. Sistema de puesta a tierra. Si el circuito es monofásico o trifásico. Estas características determinan la tensión de recuperación a 60 Hz vista por el cortocircuito cuando interrumpe corrientes de falla. Generalmente, esta tensión debe ser menor o igual a la tensión nominal máxima del cortocircuito. Con base en lo anterior se presentan las siguientes reglas de selección: Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 En sistemas trifásicos sólidamente puestos a tierra: - Para cargas monofásicas en líneas en derivación, la tensión nominal máxima del fusible debe ser mayor o igual al máximo valor fase-tierra del sistema. Para aplicaciones trifásicas, la tensión nominal se debe basar en la tensión fase-fase del sistema. Selección de la capacidad de interrupción: El valor nominal de la capacidad de interrupción simétrica de un fusible debe ser mayor o igual a la máxima corriente de falla calculada sobre el lado de carga del fusible. Características de soporte térmico, mecánico y de sobrecarga: Los transformadores deben estar diseñados y construidos para soportar esfuerzos de tipo mecánico y térmico resultantes de fallas externas. En general, el aumento de temperatura de este tipo de fallas es aceptable; sin embargo, los efectos mecánicos son intolerables cuando las fallas externas tienen un carácter repetitivo, debido al efecto acumulativo de los fenómenos de compresión, fatiga y desplazamientos internos en el material de aislamiento. El daño resultante ocasionado por estos fenómenos es una función de la magnitud, duración y frecuencia de las fallas. La norma ANSI C57.12.00 (81980) define las siguientes categorías: Categoría I II III IV Monofásicos (KVA) 5 a 500 501 a 1667 1668 a 10000 más de 10000 Trifásicos (KVA) 15 a 500 501 a 5000 5001 a 30000 más de 30000 METODOLOGIA Y COORDINACION DE PROTECCIONES Los transformadores de distribución trifásicos se deben proteger contra sobretensiones por descargas y contra sobrecorrientes por fallas, para lo cual se instalarán pararrayos de 12 KV, 10 KA, de tipo polimérico instalados lo más cerca posible de los bujes del transformador (Art. 7 y numeral 30.3 del RETIE) y tres cortacircuitos de 15 KV, 10KA, 100ª, con fusibles de 15 KV tipo K, Se determina el uso de esta clase de fusibles mediante la tabla 12 de la normatividad EBSA en el Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 numeral 2.5.1. y se efectúa el estudio del tipo de fusible idóneo para la protección requerida mediante la NTC 2797 en el numeral 3.4.3. el cual expone: “la selección del fusible se efectúa superponiendo a la curva característica de corriente - tiempo de fusión mínima del fusible, la curva de capacidad térmica, mecánica y de sobrecarga del transformador, seleccionando aquel fusible cuya curva de máximo tiempo de fusión quede totalmente a la izquierda de la curva de capacidad térmica” Sin embargo, para transformadores de categoría I (de 5 a 500 KVA) solo se tiene en cuenta la característica de soporte térmico. Para seleccionar el fusible que lleva cortacircuitos, se tienen en cuenta las siguientes características. - Tensión nominal. Corriente RMS de operación. Corrientes transitorias: por ejemplo, corriente Inrush de transformadores. Capacidad de corriente de los conductores. Corriente de falla: capacidad de interrupción, poder de limitación. Coordinación con otros fusibles y elementos de protección. Tipo de fusible y su respuesta en tiempo. Características de montaje: modo de instalación, servicio interior o exterior. Condiciones generales. Los principales parámetros que determinan los valores nominales de un fusible para un punto específico del sistema son: - Corriente de carga. Tensión del sistema. Relación X/R y máxima corriente de falla posible en el punto de aplicación. Selección de la corriente nominal. La corriente nominal del fusible debe ser mayor o igual a la máxima corriente de carga continua que éste requiere para conducir. En la determinación de la corriente de carga del circuito se debe tener en cuenta la posible corriente de Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 sobrecarga y corrientes transitorias como son la corriente de conexión del transformador (corriente de inrush). Selección de la tensión nominal. La tensión apropiada del fusible se determina a partir de las siguientes características del sistema: - Tensión máxima del sistema fase-fase o fase-tierra. Sistema de puesta a tierra. Si el circuito es monofásico o trifásico. En sistemas trifásicos sólidamente puestos a tierra: - Para cargas monofásicas en líneas en derivación, la tensión nominal máxima del fusible debe ser mayor o igual al máximo valor fase-tierra del sistema. - Para aplicaciones trifásicas, la tensión nominal se debe basar en la tensión fase-fase del sistema. Selección de la capacidad de interrupción. El valor nominal de la capacidad de interrupción simétrica de un fusible debe ser mayor o igual a la máxima corriente de falla calculada sobre el lado de carga del fusible. Características de soporte térmico, mecánico y de sobrecarga. En general, el aumento de temperatura de este tipo de fallas es aceptable; sin embargo, los efectos mecánicos son intolerables cuando las fallas externas tienen un carácter repetitivo, debido al efecto acumulativo de los fenómenos de compresión, fatiga y desplazamientos internos en el material de aislamiento. El daño resultante ocasionado por estos fenómenos es una función de la magnitud, duración y frecuencia de las fallas. La norma ANSI C57.12.00 (81980) define las siguientes categorías: Categoría Monofásicos (KVA) Trifásicos (KVA) I 5 a 500 15 a 500 II 501 a 1667 501 a 5000 III 1668 a 10000 5001 a 30000 IV más de 10000 más de 30000 Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 Cada categoría de transformadores posee una característica de soporte térmico y mecánico definida por los siguientes tres segmentos: - Capacidad de soporte mecánico en caso de cortocircuito (segmento 1-2 de la figura 1). Línea de transición (segmento 2 – 3 de la figura 1). Capacidad de soporte térmico en caso de cortocircuito (segmento 3 – 4 de la figura 1). La característica de capacidad térmica limita la temperatura de los devanados del transformador, bajo el supuesto que todo el calor almacenado está limitado a 200ºC para el aluminio y 250ºC para conductor de cobre en condiciones de cortocircuito. Esta condición satisface la ecuación, asumiendo que la temperatura máxima ambiente es de 30ºC promedio y la temperatura máxima de servicio llega a 110ºC antes del cortocircuito. I2t = 1250 Dónde: I = corriente simétrica de cortocircuito en valor por unidad. t = duración en segundos Figura A. Características de soporte mecánico, térmico y de sobrecarga, Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 Fuente: NTC 2797. Guía para la selección de fusibles. p.12. La característica de capacidad térmica típica para transformador categoría I está dada por los puntos mostrados en la siguiente tabla. Capacidad térmica para un transformador categoría I. Corriente (A) Tiempo (s) 111.8 ln 0.1 25 ln 2.0 11.3 ln 10.0 6.3 ln 30 4.75 ln 60 3.0 ln 300 2.0 ln 1800 Fuente: NTC 2797. Guía para la selección de fusibles. p.4. Para los transformadores de las categorías II, III y IV, la característica de capacidad térmica sufre algunos desplazamientos dependiendo de la magnitud de la corriente, la impedancia del transformador y tipo de conexión. Con el fin de cubrir todo el intervalo posible de sobrecorriente, a continuación de la característica de soporte mecánico y térmico de cortocircuito, se debe incluir la característica de soporte de sobrecarga (segmento 4-5 de la figura A). La característica de sobrecarga es la misma para las diferentes categorías de transformadores. La selección del fusible se efectúa superponiendo a la curva característica de corriente-tiempo de fusión mínima del fusible, la curva de capacidad térmica, mecánica y de sobrecarga del transformador, seleccionando aquel fusible cuya curva de máximo tiempo de fusión que totalmente al lado izquierdo de la curva de capacidad térmica. (ver figuras b y c). Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 Figura b. Curva térmica de un transformador y curva de corriente de conexión (inrush), Fuente: NTC 2797. Guía para la selección de fusibles. p.13. Figura c. Curva de cargabilidad de un transformador. Fuente: NTC 2797. Guía para la selección de fusibles. p.14. Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 Protección contra corriente de cortocircuito. El tiempo de operación del fusible para la interrupción de la corriente simétrica de cortocircuito del transformador, calculada según su impedancia, debe ser inferior al tiempo establecido para que el transformador soporte el cortocircuito. Capacidad para soportar corriente de conexión del transformador Cuando un transformador se energiza, existe una corriente de excitación cuya magnitud viene definida por el flujo residual en el núcleo del transformador y el punto de conexión en la curva de la tensión. Se ha establecido una curva definida por los puntos mostrados en la siguiente tabla: Capacidad para soportar corriente de conexión de un transformador. Corriente (A) Tiempo (s) 25 ln 0.01 12 ln 0.1 6 ln 1.0 3 ln 10.0 Fuente: NTC 2797. Guía para la selección de fusibles. p.5. La curva característica de corriente-tiempo de fusión mínima del fusible debe estar localizada en todo su intervalo, al lado derecho de la curva de corriente de conexión del transformador. A continuación se presenta un ejemplo de la selección de la protección para un transformador trifásico de 10kVA, y por último se presenta un resumen de la selección de fusibles para los transformadores que se requiera: Ejemplo 1: Se realiza el cálculo del fusible del primario del transformador de 10 KVA. Inicialmente hallamos la corriente nominal que circula por el primario del transformador con la siguiente ecuación: In S VLL * 3 Dónde: S= potencia nominal (kVA) = 10 kVA VLL = voltaje línea a línea del sistema = 13.2 kV Reemplazado los valores correspondientes se obtiene la corriente nominal. Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 In= 0.437 A. En la figura (d) se muestran las curvas de carga térmica, corriente transitoria y sobretensión inducida por descarga para un transformador categoría I. Figura (d). Curva de carga térmica, corriente transitoria y sobretensión inducida para un transformador categoría I Fuente: ANSI/IEEE C57.91 Estas curvas se superponen a las características de fusión de los fusibles utilizados y se debe realizar lo siguiente: - - Colocar la línea de referencia vertical “amperios nominales” sobre la coordenada de la corriente, correspondiente a la corriente nominal del transformador (corriente primaria). Hacer coincidir las líneas horizontales de 100 y 10 segundos con las líneas de 100 y 10 segundos del papel logarítmico (en el cual están las curvas de fusión de los fusibles). La curva del fusible situado debajo o a la izquierda de la curva de carga del transformador y a la derecha de la curva de conexión del transformador y de la intersección del voltaje del primario del transformador califica para proteger el transformador. La figura (e) muestra este ejercicio realizado con las curvas de fusibles tipo H, aquí se encontró que el fusible requerido es el 1 A. Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 Figura (e). Fusible requerido en el primario de un transformador de 10 KVA, 13.2 KV/ 208-120 V El tipo de fusible se seleccionó de acuerdo a las recomendaciones constructivas de CODENSA en su especificación técnica “ET505 Fusibles para transformadores de distribución tipo dual”. Se presenta a continuación la tabla que resume la selección de estos elementos de protección: Se presenta a continuación de las normas constructivas CODENSA la tabla por la cual se realiza la selección de los fusibles de los transformadores especificado en el presente proyecto. Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 RESULTADOS DE COORDINACION DE PROTECCIONES Los transformadores de distribución monofásicos se deben proteger contra sobretensiones por descargas y contra sobrecorrientes por fallas, para lo cual se instalarán dos (2) pararrayos de 12 KV, 10 KA, de tipo polimérico instalados lo más cerca posible de los bujes del transformador (Art. 7 y numeral 30.3 del RETIE) y dos cortacircuitos de 15 KV, 10KA, 100ª, con fusibles de 15 KV tipo K, Se determina el uso de esta clase de fusibles mediante la tabla 12 de la normatividad EBSA en el numeral 2.5.1. y se efectúa el estudio del tipo de fusible idóneo para la protección requerida mediante la NTC 2797 en el numeral 3.4.3. el cual expone: “la selección del fusible se efectúa superponiendo a la curva característica de corriente - tiempo de fusión mínima del fusible, la curva de capacidad térmica, mecánica y de sobrecarga del transformador, seleccionando aquel fusible cuya curva de máximo tiempo de fusión quede totalmente a la izquierda de la curva de capacidad térmica” Sin embargo para transformadores de categoría I (de 5 a 500 KVA) solo se tiene en cuenta la característica de soporte térmico. Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 El cálculo para la selección de fusibles se sigue teniendo en cuenta la norma NTC 2797. Resultado Fusibles para transformadores monofásicos KVA Corriente Nominal 5 10 15 25 0.38 0.76 1.14 1.89 Fusible tipo SR K recomendado 0.4 0.7 1 2.1 Los criterios a tener en cuenta para la selección de los DPS son: La máxima tensión de operación del sistema, sobretensiones presentes en el sistema y el nivel ceráunico de la zona; se seleccionan DPS con capacidad de 12 KV y 10,2 KV como máxima tensión de operación continua, los cuales serán instalados aguas abajo del transformador. Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 3. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS. Todos los procedimientos que se utilicen para la instalación de equipos y materiales se deberán ajustar a lo establecido las normas de CODENSA y la norma NTC 2050, dichas normas fueron puestas en práctica en el presente diseño. Todos los materiales utilizados deben contar con certificado de conformidad de producto emitido por un ente registrado ante la superintendencia de industria y comercio para tal fin. 4.1 POSTERIA EN CONCRETO. Los postes a utilizar diseñados en el presente proyecto, serán fabricados de conformidad con la norma INCONTEC 1329, postes de hormigón armado para líneas aéreas de energía y alumbrado público sin perjuicio de lo establecido en estas especificaciones. Los postes diseñados en el presente proyecto, poseen las siguientes características: Se utilizará cemento Portland tipo I. De una sola marca, sin mezclar cementos de diferente procedencia u origen. Los agregados de concreto cumplirán con las normas ACI-318-77 o equivalente. El agua empleada será potable y libre de sulfatos ácidos, sustancias alcalinas, materias orgánicas y demás elementos perjudiciales disueltos y/o en suspensión. El concreto ofrecerá una resistencia promedio a la compresión de 250 KG/cm2, medida a los 28 días. El tiempo de curado será de 28 días preferiblemente por inmersión en piscina y adoptando las precauciones necesarias para evitar evaporación o resquebrajamientos por cambios térmicos. El hierro tendrá un límite a la fluencia mínimo de 4200 kg/cm2. Los postes podrán ser vibrados o centrifugados, pero sin alterar las medidas y/o composiciones normalizados. Las refacciones manuales (con palustre o similar) no son admitidas por falta de homogeneidad en la mezcla. El espesor del recubrimiento en concreto sobre el hierro, será uniforme o mayor a 4.0 cm. Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 Los postes deberán llevar una franja pintada de rojo, de 3 cm de ancho y 15 cm de longitud en el punto correspondiente a su centro de gravedad. Todos los postes a utilizar en el presente diseño deberán llevar una franja pintada de color verde de 3 cm de ancho y 15 cm de longitud indicando la altura de empotramiento la cual debe ser de un décimo de la longitud total del poste en metros más 0.60 m. Absolutamente toda la postería diseñada debe ser ubicada sobre el terreno por medios topográficos, al igual que todas las estructuras de retención y de suspensión ilustradas en los planos. El presente diseño permite localizar la postería en las vías con las siguientes características: Facilidad para el tráfico de peatones. Distancias mínimas a las edificaciones. Tráfico y estacionamiento de vehículos. Zonas verdes. Obstáculos o condiciones especiales de algunas vías. Aspecto estético. La operación de hincada de la postería ha de realizarse con especial cuidado. Debe proveerse la orientación correcta de las perforaciones para el montaje de los herrajes. Se colocarán vientos al levantar el poste para evitar que este golpee a los operarios o al mismo vehículo con el que se ejecuta el trabajo. Al hincar, el poste se debe verificar su verticalidad, alineamiento y orientación, así mismo debe verificarse que el apisonado haya quedado compacto y las cimentaciones en concreto no presenten grietas. 4.2 HERRAJERIA. Toda la herrajería deberá ser de tipo pesado y su galvanizado debe haberse efectuado en caliente, de acuerdo con la Norma ASTM 1.53. Absolutamente todas las estructuras diseñadas en el cruce del río deberán ser ubicadas sobre el terreno por medios topográficos, al igual que todas las estructuras de retención y de suspensión ilustradas en los planos. Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 La operación de hincada de los postes ha de realizarse con especial cuidado. Debe proveerse la orientación correcta de la misma para el montaje de los herrajes. Al hincar, los postes se debe verificar su verticalidad, alineamiento y orientación, así mismo debe verificarse que el apisonado haya quedado compacto y/o las cimentaciones en concreto no presenten grietas, esto con el fin de alinear toda la herrajería instalada en el extremo superior del poste. 4.3 CONDUCTORES AÉREOS. Los conductores diseñados en el presente proyecto cumplen con las normas ASTM B 230, B-232 y B-498 u otra Norma Aprobada. Los alambres que forman el núcleo son preformados de tal manera que permanezcan estables cuando el conductor sea cortado. El aluminio utilizado, es de la más alta calidad y deberán juntar certificaciones de los análisis, dando los porcentajes y naturaleza de cualquier impureza encontrada. Se debe tener especial cuidado en el transporte, almacenaje y tendido de la red, por contaminación por cobre, compuestos alcalinos, derivados sulfurados y demás materiales que puedan afectar adversamente el aluminio. Los conductores a utilizar en el presente diseño se deberán enrollar en carretas de madera, que cumplan con la Norma Canadiense C.S.A C-49 u otra norma aprobada. En los carretes se debe indicar con una flecha la dirección del rollo, el calibre, el peso, el tipo y la longitud del conductor que contenga. El conductor a utilizar debe ser manejado con el mayor cuidado para evitar que sean pisados por el personal, transeúntes, vehículos o equipos. Cada carrete será inspeccionado para verificar la presencia de cortes, dobleces u otros desperfectos. El conductor debe tenderse a través de poleas especialmente suspendidas en las torrecillas o en las crucetas y los métodos usados en el tendido de los conductores deberán ser apropiados para evitar daños a los mismos. El tensado de los conductores primarios aéreos no ha de llevarse a cabo durante tiempo de viento fuerte, de bajas temperaturas u otras condiciones climáticas adversas que puedan causar dificultad en la tensión de trabajo. En general, para el tensado de los conductores se debe dar curso a las recomendaciones del fabricante y a lo estipulado en las normas las flechas de los conductores han de ser uniformes. Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 Todos los empalmes deberán soportar una resistencia mecánica no inferior al 95% de la resistencia de rotura del conductor no empalmado. Todas las derivaciones de los conductores de líneas y redes de distribución deben hacerse obligatoriamente a partir de un apoyo. Para conectar y empalmar los conductores, se han de utilizar conectores que no causen acción galvánica. 4.4 AISLADORES. Todos los aisladores utilizados en el presente proyecto deben ser fabricados en porcelana por proceso húmedo. La porcelana debe ser densa, homogénea y libre de porosidades e imperfecciones tales como grietas calcinaciones, burbujas etc. Que pueden afectar sus características eléctricas o mecánicas. Las partes metálicas de los aisladores deben ser de hierro maleable o acero forjado, galvanizado en caliente, de acuerdo a la Norma ASTM 153. Los aisladores de suspensión a utilizar en la subestación aérea deben permitir formación de cadenas, en consecuencia, deberán diseñarse de tal forma que pueda adoptar cualquier posición la cadena, y una vez ensamblado no haga contacto entre las partes de porcelanas adyacentes. El aislador debe tener impreso como mínimo el nombre del fabricante, la fecha de manufactura y la referencia ANSI y no se aceptan con fecha de fabricación superior a 5 años. Absolutamente todos los aisladores deben cumplir con las definiciones, códigos y características de las Normas ANSI (NEMA). 4.5 SUBESTACIÓN DE DISTRIBUCIÓN. El transformador a utilizar es de tipo en aceite, con un voltaje de entrada de 13.200 voltios y voltaje de salida de 240/120 voltios, y frecuencia de operación de 60Hz, ubicado en una estructura de tipo 710 norma ICEL. Este transformador será protegido mediante pararrayos de Oxido de Zinc 12KV 10KA tipo línea, ubicados lo más cerca posible a los bornes de entrada del transformador. El seccionamiento debe ser de tipo cortacircuito 15KV – 10 KA con fusibles de rápida extinción de 1 Amperios, ubicados en crucetería metálica galvanizada de fácil manipulación y mantenimiento. Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 4.6 PUESTA A TIERRA. Estará compuesto por un conjunto de conductores de acero inoxidable autentico sin interrupciones ni fusibles, ellos son: Conductor conector entre descargadores de sobretensión. (Fleje de 7/8" x 1.2 mm) Conductor bajante descargadores de sobretensión. (Fleje de 7/8" x 1.2 mm) Conductor bajante del transformador. (Fleje de 7/8" x 1.2 mm) Abrazaderas Conector ajustable en u o paralelo Electrodos de puesta a tierra. (Varilla de 2.4 mts de longitud y 5/8”de diámetro de acero inoxidable). El sistema de puesta a tierra está caracterizado por no presentar el fenómeno conocido como corrosión galvaniza debido a la homogeneidad de todos sus componentes, tendrá una vida útil de 15 años. El uso de conductores de sección rectangular, como flejes en los cuales, ambas superficies contribuyen a la conducción. Los rayos constituyen transientes que tienen una parte importante de su energía en frecuencias elevadas, por lo que la corriente eléctrica de la descarga viajara por la superficie del conductor, no por su núcleo. La utilización del conector de tipo mecánico permite el acoplamiento entre un fleje y una varilla redonda, con esto garantiza la transmisión de la descarga al electrodo de puesta a tierra. ____________________________ ANAIS OSWALDO GIL BATISTA INGENIERO ELECTRICISTA CC: 12.645.828 MP: CN 205-36600 Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 Yopal, Marzo 03 de 2017 SEÑORES: ENERCA S.A. E.S.P. CIUDAD Por medio la presente certifico bajo gravedad de juramento que el proyecto: DISEÑO PARA LA AMPLIACION DE REDES ELECTRICAS DE MEDIA Y BAJA TENSION EN LA VEREDA COREA DEL MUNICIPIO DE MANI, DEPARTAMENTO DE CASANARE, Cumple con la normatividad y requerimientos establecidos por el Reglamento técnico de Instalaciones Eléctricas RETIE, Esta certificación se firma en la ciudad de Yopal, a los tres (03) días del mes de marzo del año 2017. ____________________________ ANAIS OSWALDO GIL BATISTA INGENIERO ELECTRICISTA CC: 12.645.828 MP: CN 205-36600 Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 Yopal, Marzo 03 de 2017 SEÑORES: ENERCA S.A. E.S.P. CIUDAD Por medio la presente solicito la revisión y aprobación del proyecto: DISEÑO PARA LA AMPLIACION DE REDES ELECTRICAS DE MEDIA Y BAJA TENSION EN LA VEREDA COREA DEL MUNICIPIO DE MANI, DEPARTAMENTO DE CASANARE, de igual manera con el fin de tramitar la ejecución del mismo, solicito el AVAL TECNICO emitido por ustedes. Agradezco atención a la presente, ____________________________ ANAIS OSWALDO GIL BATISTA INGENIERO ELECTRICISTA CC: 12.645.828 MP: CN 205-36600 Tel: 314-5808493 Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 Yopal, Marzo 03 de 2017 SEÑORES: ENERCA S.A. E.S.P. CIUDAD Por medio la presente acepto la ejecución del proyecto eléctrico del diseño que tiene como objeto: DISEÑO PARA LA AMPLIACION DE REDES ELECTRICAS DE MEDIA Y BAJA TENSION EN LA VEREDA COREA DEL MUNICIPIO DE MANI, DEPARTAMENTO DE CASANARE. Agradezco atención a la presente, ____________________________ ANAIS OSWALDO GIL BATISTA INGENIERO ELECTRICISTA CC: 12.645.828 MP: CN 205-36600 Tel: 314-5808493 Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 MATRICULA PROFESIONAL DEL INGENIERO DISEÑADOR Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 ANEXO No 1. LISTADO DE BENEFICIARIOS LISTA DE USUARIOS PROYECTO TRF Nº PUNTO 1 B1 2 3 4 B2 PB5 PB7 PM64 5 PB9 PB12 PB16 6 PB18 7 8 PB20 9 PB19 10 PB21 11 12 PB23 PB26 PB31 PB32 PB33 PB35 13 PB37 PB40 PB41 PB44 PB46 PB50 14 PB52 PB55 PB59 15 PB60 PB64 16 PB67 17 PM222 PB72 18 PB74 PB78 AMPLIACION DE REDES ELECTRICAS DE MEDIA Y BAJA TENSION EN LA VEREDA COREA DEL MUNICIPIO DE MANI, CASANARE USUARIOS NOMBRE No 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Claudia barrera Pedro Julio Barrera Ovidio Romero Gonzalo Flores Melquis Flores Alejandro Murillo Enrique Tovar Nestor Guayabo Maria Rosa Moreno Manuel Preciado Javier Rengifo Wilson Rengifo Manuel Preciado Yaquelin Bacares Timo León Bacares Teresa Melbis Garcia Lucila Padilla Celida Hunda Caseta Comunal Fabio Doly Salazar Felipe Rodriguez Elina Gutierrez Yolima Gutierrez Edelinda Gutierrez Edilma Gutierrez Adelia Fonseca Edilberto Gutierrez Jose Joaquin Gutierrez Jose Sebastian Carreño Dario Villalobos Marino Escobar Yurleny Gutierrez Jose Vergara Ferney Martinez Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 47 PB81 TE1 PB83 PB88 PB89 19 PB91 PB95 TE2 PB98 20 PB101 TE3 PB106 22 PB109 21 PB110 TOTAL PROYECTO DE‐OE‐011‐V1 Tarcilia Fonseca Juancho Fonseca - La Faena Manuel Fonseca - Santa maria Silvia Florez - Copacabana Josefina Florez - Las Acacias Carlos Garzon - La Fortaleza German Fonseca Luz Marina Florez - El Guamo Joaquin Ramirez - Tranquilandía Nestor Barrera - La Jungla Henry Macias - Los Pencos AMPLIACION DE REDES ELECTRICAS EN LA VEREDA COREA DEL MUNICIPIO DE MANI, CASANARE USUARIOS TRF Nº PUNTO No NOMBRE CEDULA 1 Claudia Soraya Barrera Sierra 51.698.297 1 Pedro Julio Barrera B2 1 Odilio Romero Barrera 19.133.180 PB5 1 Gonzalo Florez 4.156.466 PB7 1 Melkis Alfonso Florez Ratia 9.434.680 PM64 1 Alejandro Murillo Torres 74.857.152 PB9 1 Jorge Enrique Tovar Reyes 4.156.725 PB12 1 Nestor Guayabo Moreno 74.811.286 PB16 1 Maria Rosa Moreno 23.724.689 PB18 1 Manuel Jose Preciado Piragauta 9.513.383 1 Jose Javier Rengifo Muñoz 10.542.894 1 B1 2 3 4 5 6 7 8 PB20 1 Wilson Rengifo 9 PB19 1 Manuel Jose Preciado Piragauta 9.513.383 10 PB21 1 Jacquelin Vacares Naranjo 23.725.049 11 PB23 1 Walter Vacares Naranjo 74.795.227,00 PB26 1 Teresa de Jesus Hernadez de Castro PB31 1 Melbis Garcia 12 Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 41.691.141 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 PB32 1 Lucila Padilla Carreño 23.726.158 PB33 1 Celida Hunda Martinez 23.725.773 PB35 1 Caseta Comunal PB37 1 Fausto Rincón 74.380.957,00 PB40 1 Doly Maria Toro Sanchez 43.075.901,00 PB41 1 Luis Felipe Rodriguez Gil 9.430.593 PB44 1 Carmen Elina Gutierrez Fonseca 23.724.697 PB46 1 Yolima Gutierrez Fonseca 52.622.031 PB50 1 Edelinda Gutierrez Fonseca 23.725.582 PB52 1 Edilma Gutierrez Fonseca 51.957.332 PB55 1 Adelia Fonseca PB59 1 Edilberto Gutierrez Barrera 74.755.453 PB60 1 Jose Joaquin Gutierrez Fonseca 4.156.859 PB64 1 Juan Sebastian Carreño Vacares 1.116.615.807 PB67 1 Jairo Dario Villalobos 7.060.301 PB72 1 Marino Alberto Escobar Rivero 19.167.400 PM222 1 Yusleny Gutierrez Fonseca 23.725.583 PB74 1 Jose Manuel Vergara Rodriguez 74.811.325 PB78 1 Ferney Martinez PB81 1 Pablo Emilio Arias 7,231,646 PB83 1 Juancho Fonseca Achagua- La Faena 74.795.814 PB88 1 Jose Manuel Fonseca - Santa maria 4.156.153 PB89 1 Ana Silvia Florez - Copacabana 23.724.972 PB91 1 Josefina Florez - Las Acacias 23.740.748 PB95 1 Carlos Garzon Castro- La Fortaleza 4.156.878 TE2 PB98 1 German Fonseca Lombana 74.795.618 20 PB101 1 Luz MarinaAndueza Florez - El Guamo 23.725.782 TE3 PB106 1 Pedro Joaquin Ramirez Mendoza- Tranquilandía 3.297.220 21 PB110 1 Henry Macias Macias - Los Pencos 4.179.273 22 PB109 1 Jose Nestor Barrera Medina- La Jungla 74.811.611 13 14 15 16 17 18 TE1 19 Email: oswaldogilba@hotmail.com 23.724.005,00 Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 ANEXO No 2. CUADRO CANTIDADES DE OBRA Y PRESUPUESTO Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 ANEXO No 3. INVENTARIO ESTRUCTURAS DE MEDIA Y BAJA TENSION Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 ANEXO No 4. CALCULO CAPACIDAD Y CARGABILIDAD DE TRANSFORMADORES Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 ANEXO No 5. CALCULO REGULACION Y PERDIDAS EN MEDIA TENSIÓN Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 ANEXO No 6. CALCULO REGULACION Y PERDIDAS EN BAJA TENSIÓN Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 ANEXO 7. CARTERA TOPOGRAFICA Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO UBICACION DE‐OE‐011‐V1 REGISTRO FOTOGRAFICO CASETA COMUNAL VEREDA COREA FINCA FERNEY MARTINEZ LUCILA PADILLA Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 WILSON RENGIFO VIA DE ACCESO JUAN SEBASTIAN CARREÑO Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 ESTACION TOPOGRAFICA JOSE JOAQUIN GUTIERREZ JOSE VERGARA Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 OVIDIO ROMERO ELINA GUTIERREZ EDILBERTO GUTTIERREZ Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 EDELINDA GUTIERREZ ADELIA FONSECA ALEJANDRO MURILLO Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 PEDRO JULIO BARRERA MARIA ROSA MORENO NESTOR GUAYABO Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 ENRIQUE TOVAR MELQUIS FLOREZ GONZALO FLORES Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 MANUEL PRECIADO YAQUELIN BACARES TIMO LEON BACARES Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 MARINO ESCOBAR DARIO VILLALOBOS TERESA Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página ANAIS OSWALDO GIL BATISTA CODIGO INGENIERO ELECTRICISTA‐ UNIVERSIDAD NACIONAL A.O.G.B. DISEÑO ELECTRICO DE‐OE‐011‐V1 ANEXO 9. PLANOS (9 PLANOS) Email: oswaldogilba@hotmail.com Tel: 098‐6354063 Cel: 314‐5808493 Página
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