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MEMORIA FINAL- SISTEMA UTILIZACION 10kV-SUB LOTE 1-4 PARACAS
Jorge RM
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ÍNDICE I. MEMORIA DESCRIPTIVA 1 1.1 Generalidades 1 1.2 Ubicación y Características Geográficas 1 1.3 Alcance del Proyecto 1 1.4 Punto de Alimentación 1 1.5 Descripción del Proyecto 1 1.6 Bases de cálculo y diseño: 2 II. ESPECIFICACIONES TECNICAS DE SUMINISTRO DE MATERIALES Y EQUIPOS 3 2.1 OBRAS PROVISIONALES 3 2.2 OBRAS PRELIMINARES 3 2.3 Suministro e instalación de Postes y accesorios 3 2.4 TERMINALES UNIPOLARES 7 2.5 ZANJAS: 7 2.6 Suministro e Instalación de Aisladores y Accesorios 9 2.7 Suministro e instalación de Retenidas 10 2.8 Suministro e instalación de puesta a tierra 12 2.9 Suministro e instalación de Equipos de Protección y Seccionamiento 13 2.10 Tablero de Distribución 3 Ø-100kVA 13 2.11 Suministro e instalación de Transformador de Distribución 14 2.12 Señales de seguridad 15 III. ESPECIFICACIONES TECNICAS DE MONTAJE ELECTROMECÁNICO 16 3.1 Generalidades 16 3.2 Estructuras de concreto 17 3.3 Accesorio de concreto 17 3.4 Conductores 18 3.5 Aisladores y ferretería 18 3.6 Subestación y transformador 18 3.7 Cut Outs y fusible Poliméricos 18 3.8 Puesta a tierra 19 3.9 Retenidas 19 3.10 Tablero de distribución de baja tensión 20 3.11 Señalización del sistema de Puesta a Tierra y Riesgo Eléctrico 20 3.12 Pruebas 20 3.13 Conexión al sistema existente 21 IV. CALCULOS JUSTIFICATIVOS 22 4.1 Introducción 22 4.1.1. SELECCIÓN DEL CONDUCTOR POR CORRIENTE A TRANSPORTAR 22 4.2 Cálculos Eléctricos 24 4.3 Cálculos Mecánicos del conductor 31 4.4 Cálculo mecánico de las Estructuras 40 4.4.1- Cálculo mecánico de los soportes 40 4.5 Cálculo de retenidas 44 4.6 Cálculo del bloque de anclaje 46 4.7 Cálculo de anclajes 46 4.8 Cálculo de cimentación 47 V. METRADO 50 VI. ARMADOS Y PLANOS 51 I. MEMORIA DESCRIPTIVA 1.1 Generalidades El presente Estudio está referido al Sistema Eléctrico que garantiza el abastecimiento de energía eléctrica al SUB LOTE 1-4, de propiedad de la Sra. Luz María Razo Guerra. En tal sentido el objeto del Presente Proyecto es suministrar energía eléctrica en forma confiable y continua. 1.2 Ubicación y Características Geográficas El SUB LOTE 1-4, se encuentra ubicada en el Distrito de Paracas, Provincia de Pisco del Departamento de Ica. 1.3 Alcance del Proyecto El presente proyecto se realizó el cálculo y diseño de: · Sistema de Utilización en 10 KV · Sub-estacion Aérea Biposte en 10 KV · Electrificar el Sub Lote 1-4. 1.4 Punto de Alimentación La factibilidad del suministro de energía y fijación del punto de alimentación para la electrificación fue otorgada por ELECTRO DUNAS, mediante documento GO- 1198-2010/PO, el cual señala como punto de alimentación la estructura de Media Tensión existente Nº2339822, de propiedad de ELECTRO DUNAS SAA, que se alimenta por la Troncal PA-08, configurado en sistema Delta con Neutro Aislado; según se señala el plano adjunto al mismo documento. 1.5 Descripción del Proyecto Características del Sistema · Sistema adoptado : Trifásico aéreo y subterráneo, 1 terna · Nivel de Tensión : 10 kV · Frecuencia : 60 Hz · Conductor : Conductor tipo AAAC de 50 mm2 · Soporte : Poste de C.A.C. de 13 m/300 – 400 Kg · Disposición de Conductor : Vertical · Aisladores : Polimérico Tipo Pin : Polimérico de Suspensión · Cruceta : De concreto Armado de M/1.00/300 Características de las Sub-estaciones Aéreas Bioposte · Dos postes de C.A.C. de 13m/400/180/375 · Seis mensulas c.a. M/1.00/250 · Dos media palomillas de c.a. de 1.10 m, para soporte de Seccionadores tipo Cut-Out. · Dos ½ loza de c.a, para soporte del transformador de 100 kVA. ( SISTEMA DE UTILIZACIÓN EN 10kV PARA LA ELECTRIFICACIÓN DEL SUB LOTE 1-4 DE PROPIEDAD DE LA SRA. LUZ MARIA RAZO GUERRA EN LA ZONA PARACAS CERCADO, PARACAS - PISCO ) ( 1 ) Sistema de Protección: · Tres Seccionadores fusibles unipolares (Cut-Out) 27 kV/100 A 150 kV BILL Transformadores de Distribución: · Transformador de Distribución con 100 kVA-3Ø-10/(0.440-0.220) kV Tablero Baja Tensión: · Según Especificaciones Técnicas · Equipado con Interruptores Termo magnéticos de alta capacidad de ruptura · Para la interconexión del Transformador al Tablero de Baja Tensión, se efectuará con Conductor de Cobre tipo NYY/1 Kv de calibre requerido. Puesta a Tierra: · Según Especificaciones Técnicas y Planos. Cuadro de cargas: Las cargas a alimentar son las siguientes: DESCRIPCIÓN POT. INSTAL. (kW) F.D. (%) MAX. DEMAN. (kW) ALMACEN 01 6.00 1,0 6.00 ALMACEN 02 6.00 1,0 6.00 ALMACEN 03 6.00 1,0 6.00 ALMACEN 04 6.00 1,0 6.00 ALMACEN 05 6.00 1,0 6.00 ALMACEN 06 6.00 1,0 6.00 ALMACEN 07 6.00 1,0 6.00 ALMACEN 08 6.00 1,0 6.00 ALMACEN 09 6.00 1,0 6.00 ALMACEN 10 6.00 1,0 6.00 ALMACEN 11 6.00 1,0 6.00 TOTAL (kW) 66.00 MAXIMA DEMANDA A SOLICITAR: 66.00kW 1.6 Bases de cálculo y diseño: El presente proyecto se ha diseñado teniendo en cuenta las siguientes consideraciones: · Norma de Procedimientos para la Elaboración de Proyectos y Ejecución de Obras en Sistemas de Distribución y Sistemas de Utilización en Media Tensión en Zonas de Concesión de Distribución, R.D. Nº 018-2002-EM/DGE. · Código Nacional de Electricidad · Ley de Concesiones Eléctricas D.L. 25844. · Reglamento de la Ley de Concesiones D.S. 9-93-EM. II. ESPECIFICACIONES TECNICAS DE SUMINISTRO DE MATERIALES Y EQUIPOS 2.1 OBRAS PROVISIONALES Transporte Materiales y Equipos Esta partida comprende la selección y transporte de los materiales, equipos y herramientas por parte del contratista, y todos los elementos necesarios; para lo cual transportara y manipulara los materiales con el mayor cuidado. Los materiales serán trasportados hasta los lugares de trabajo, sin arrastrarlos ni rodarlos por el suelo. Las perdidas y roturas que puedan ocurrir durante el transporte serán por cuenta y riesgo del contratista. 2.2 OBRAS PRELIMINARES Trazos, Niveles y Replanteo Esta partida comprende la selección, adquisición e instalación por parte del contratista, de todos los elementos necesarios; para lo cual se deberá dar estricto cumplimiento a: Características Técnicas del Suministro · Madera para estacas · Tiza y/o yeso · Herramientas · Teodolito, nivel y Jalones Excavación de hoyos para postes Esta partida comprende la excavación de hoyos, por parte del contratista, de 0.80x0.80x1.60 m. para el izado de los postes de C.A.C. de 13 metros, según lo indicado en los planos. Excavación de hoyos para puestas a tierra Esta partida comprende la excavación de hoyos, por parte del contratista, de 0.60x0.60x2.50 m. para la construcción de los sistemas de puesta a tierra, según lo indicado en los planos. 2.3 Suministro e instalación de Postes y accesorios Postes de C.A.C. de 13/300 y 13/400 Esta partida comprende la selección, adquisición e instalación por parte del contratista, de todos los elementos necesarios; para lo cual se deberá dar estricto cumplimiento a: Características técnicas del suministro Normas Norma MEM/DEP-311: Especificaciones Técnicas para el suministro de materiales y equipos de línea y redes primarias. ITINTEC 339-027 : Poste de concreto armado para la línea aérea. Postes de concreto Serán de concreto armado centrifugado y de forma troncocónica; el acabado exterior deberá ser homogéneo, libre de fisuras, cangrejeras y excoriaciones. De las siguientes características: Descripción Alineamiento - Longitud : 13m - Esfuerzo en la Punta : 300 y 400 Kg - Diámetro en el vértice : 180 mm - Diámetro en la Base : 360 mm - Peso : 980 Kg - Coeficiente de Seguridad : 2 Los postes deberán llevar impresos con caracteres legibles e indelebles y en lugares visibles, cuando estén instalados, la información siguiente: · Marca o Nombre del Fabricante · Designación del poste L/c/d/D L : Longitud c : Esfuerzo en la punta Dv : Diámetro en el Vértice Db : Diámetro en la Base Estructura de Sub-estación Aérea de 13/400 Esta partida comprende la selección, adquisición e instalación por parte del contratista, de la Sub-estación Aérea Bioposte de C.A.C. y todos los elementosnecesarios. Características técnicas del suministro La Sub-estación será de concreto armado, tipo biposte, conformado por postes de forma troncocónica de sección anular, fabricado según la Norma ITINTEC N° 339,027; deberán cumplir con las Normas D.G.E N° 015-PD “Postes de Concreto Armado para Redes (le Distribución”. Toda la superficie deberá ser uniforme y lisa, libre de deformaciones y fisuras que no permitan el ingreso de la húmeda hasta el fierro. Deberá tener impreso el bajo relieve la marca del fabricante, año de fabricación, de trabajo y la longitud total. La ubicación de este impreso será 3.00 m. por encima de las base. Estará conformado por los siguientes materiales: Subestación Aérea Biposte - Un poste de C.A.C. de 13m/400/180/360 · Tres ménsulas c.a. M/1.00/250 · Seis Mensulas c.a. de 1.00 m, para soporte de seccionadores tipo Cut-Out. · Una ½ loza de c.a. para soporte del transformador Ménsula C.A. M/1.0/250 Esta partida comprende la selección, adquisición e instalación por parte del contratista, de todos los elementos necesarios; para lo cual se deberá dar estricto cumplimiento a: Características técnicas del suministro · Longitud : 1.0 m. · Esfuerzo longitudinal 150 kg · Esfuerzo vertical 150 kg · Esfuerzo transversal 250 kg Suministro e instalación de Conductores Eléctricos Conductor de aleación de aluminio AAAC de 50 mm2 Esta partida comprende la selección, adquisición e instalación por parte del Contratista, del conductor de aleación de aluminio, desnudo, tipo AAAC, temple duro, calibre 50 mm2 Normas: ASTM B398 ALUMINIO ALLOY 6201-T81 WIRE FOR ELECTRICAL PURPOSE. ASTM B399 CONCENTRIC LAY STRANDED ALUMINIUM ALLOY 6201-T8l CONDUCTORS. IEC 1089 ROUND WIRE CONCENTRIC LAY OVERIIEAD ELECTRICAL STRANDED CONDUCTORS IEC 208 ALUMINIUM ALLOY STRANDED CONDUCTORS Características técnicas del suministro · El conductor de aleación será fabricado con alambrón de aleación de aluminio magnesio-silicio. Estará compuesto de alambres cableados concéntricamente y de Único alambre central. · Los alambres de la capa exterior serán cableados a la mano derecha. Las capas inferiores se cablearán en sentido contrario entre sí. · Durante la fabricación y almacenaje deberá tornarse precauciones para evitar la contaminación del aluminio por el cobre y otros materiales. · Material Aleación de Aluminio · Tipo AAAC · Sección 50 mm2 · Número de alambres 7 · Diám. de los alambres 3.02 mm · peso del conductor 137 kg/km · Carga mínima de rotura 1428 kg · Módulo de elasticidad 6320 kg/mm2 · Coeficiente dilatación térmica 23x10-8 Conductor N2SXY 18/30 kV de 50mm2 · Sección : 3-1x50mm2 · Tipo : N2XSY · Tensión operación inicial : 10kV · Nº de Hilos : 19 · Tensión Máxima de diseño : E0/E = 18/30kV · Corriente Nominal : 186 A (Indeco) · Norma de fabricación : ITINTEC 370.050 e IEC-502 CABLE 18/30kV: Será de cobre electrolítico recocido de 99.9% de conductibilidad, 19 hilos y conformación circular compacta, con un área neta de 50mm2 en cada fase. Los conductores estarán recubiertos de una capa semiconductora que tiene la función de impedir la ionización del aire que podría existir entre supercifie de contacto del metálico y material aislante. Además, la de mejorar la distribución del campo eléctrico en la superficie del conductor. AISLAMIENTO: Tendrá aislamiento interior de polietileno reticulado. PANTALLA METALICA: Además de la capa semiconductora tendrá una pantalla metálica constituida de cintas de cobre aplicados en forma helicoidal en toda su longitud. Esta pantalla metálica, tendrá las siguientes funciones: -Confinar en lo posible el campo eléctrico al interior del cable. -Lograr una distribución simétrica y radial del esfuerzo eléctrico en el aislamiento. -Limitará la influencia mutua entre cables próximos. -Reducir peligros de electrocuciones. CUBIERTA EXTERNA: El cable llevará una cubierta externa de cloruro de polivinilo (PVC) de color rojo. TEMPERATURA DE OPERACIÓN: La temperatura máxima de operación del conductor seleccionado en condiciones normales será de 90 ºC. ESPECIFICACIONES CONDUCTORES TIPO N2XSY 18/30kV PARÁMETROS FÍSICOS SECCION NOMINAL NUMERO HILOS DIAMETRO CONDUCTOR ESPESOR DIAMETRO EXTERIOR PESO AISLAMIENTO CUBIERTA mm² mm mm mm mm Kg/Km 50 19 8,15 8 2,0 33.5 1367 PARÁMETROS ELÉCTRICOS SECCION NOMINAL RESISTENCIA REACTANCIA INDUCTIVA CAPACIDAD AC (A) (B) (amperios) (A) (B) Enterrado mm² Ohm/Km Ohm/Km Ohm/Km Ohm/Km (A) (B) 50 0,494 0,494 0,2761 0,1711 250 230 (A) = 3 cables unipolares en formación tripolar, tendidos paralelos con una separación mayor o igual a 7 cm (B) = 3 cables unipolares en formación tripolar, tendidos, agrupados en triangulo, en contacto. BAJO LAS SIGUIENTES CONDICIONES: -Temperatura del suelo = 20°C -Temperatura del aire = 30°C -Resistividad del suelo = 1k.m/W · Profundidad de instalac. = 1000 mm. 2.4 TERMINALES UNIPOLARES Será para montaje interior del tipo termocontraible para cables unipolares apantallados con aislación polimérica tipo N2XSY, 18/30 kV, para cable 1x50mm2 con su soporte. El kit para el cable unipolar incluye todos los elementos necesarios para ejecutar su montaje. Deberán tener suficiente resistencia térmica, mecánica y electromagnética, para soportar los efectos de la corriente de cortocircuito y de expansión térmica. Los terminales deberán contar con su respectiva salida de tierra para ser conectada a la chaqueta del cable seco para darle la respectiva continuidad de tierra, y con accesorios para su fijación. Características: -Tensión de operación inicial : 10kV -Tensión máx. Frec. md. (kV) : 45 -Nivel de Impulso (kV) : 150 -Línea de fuga mínima : 800mm (Corrosión severa) -Temperatura de operación continua : 70°C -Tensión de operación final : 22,9kV -Clase de aislamiento : 25kV Terminales de Cobre: Para la unión del cable de energía al Terminal para uso interior se usará conectores de cobre del tipo compresión, adecuados para una sección de 50 mm2. 2.5 ZANJAS: El cable será instalado en zanja de 0.60 x 1.00m. de profundidad de la superficie libre. El cable se instalará en posición horizontal directamente enterrados y forrado de una cinta señalizadora de color celeste, dentro de ductos de concreto de 4 vías sólo en las cruzadas de las pistas. Luego de instalados los cables separados de acuerdo con las normas, 0.07 m. Entre ellos, se les colocará una capa de 0.25 m. de tierra cernida o arena compactada sobre la cual se colocará una hilera de ladrillos de arcilla en forma transversal. Luego se colocará un relleno de tierra natural libre de piedras de 0.20 m. de espesor compactada. La compactación de la tierra será en capas de 0.20 m. y se colocará una cinta señalizadora de plástico de color rojo. Conforme a lo indicado en el plano de proyecto (Norma CI-3-021). La cinta señalizadora, será para cable particular y no deberá tener inscripción de ELECTRODUNAS SAA en ninguna parte. Zanja para cable instalado en ductos: La zanja será de 0.60m. De ancho y de 1.15 m. de profundidad, donde se colocarán los ductos de 4 vías sobre un solado de concreto de 5 cm. de espesor, rellenándose con capas de tierra fina compactada, a 25 cm, Por debajo de la base de la calzada o concreto se instalará la cinta señalizadora de color rojo. Ductos de Concreto para Cruzadas. Serán de concreto del tipo vibrado, de cuatro vías, 100 mm de diámetro cada agujero, y un metro de longitud cada ducto. Cintas Señalizadora. Las características de la Cinta Señalizadora serán: Material : Polietileno de alta calidad resistente a los Ácidos y Álcalis. Ancho : 125 mm. Elongación : 250% Color : Rojo Inscripción : “PELIGRO DE MUERTE 10, 000 VOLTIOS” Inscritas con letras negras que no pierdan su color con el tiempo y recubiertas con plástico. Finalmente se rellenará totalmente la zanja con tierra natural, compactándola hasta lograr el mismo nivel de compactación que tenia el terreno antes de la excavación. Las inscripciones y modo de instalaciones se ejecutarán de acuerdo a las Normas establecidaspor ELECTRODUNAS SAA. La tierra cernida se obtendrá con zaranda de cocada de ½” Los extremos de los tubos se taponearán con yute alquitranado, para evitar el ingreso de roedores y otros elementos dentro de los tubos. El cierre de las zanjas se efectuará con capas debidamente compactadas, con material natural húmedo, libre de piedras grandes; hasta que se logre un grado de compactación de factor modificado de 0.95. Conductor de CU tipo NYY 0.6/1kV Esta partida comprende la selección, adquisición e instalación por parte del Contratista, y todos los elementos necesarios; para lo cual los conductores serán de cobre electrolítico recocidos, cableado concéntrico reducidos o comprimidos, cinta semiconductora sobre el conductor. Aislamiento de polietileno, cinta semiconductora y cinta de cobre electrolítico sobre la fase. Chaqueta exterior de PVC, color negro, es resistente a los ácidos, grasas, aceites y a la abrasión, no propaga la llama, ligero y fácil de instalar, con uniones y terminales sencillos. Características técnicas del suministro · Sección 3-1x35 mm2 + 1-1x25 mm2 · Material del conductor/tipo Cobre, NYY, 1 kV · N° de hilos del conductor 7 · Temple Semi-duro · Peso 425 / km · Corriente (A) 161 Características técnicas del montaje La instalación del conductor es partir del transformador 3Ø de distribución (Bornes de baja tensión + el borne neutro) cuyo conexionado será a través de terminales de cobre a presión de 35 mm2 y 25 mm2; los mismos que bajan, exteriormente adosados al poste de 13/400 kg de la Subestación al Tablero de Distribución. Conductor para el conexionado en media tensión Para el conexionado de la red primaria con el sistema de transformación, se deberá emplear conductor de cobre de 25 mm2 desnudo, rígido y sólido. 2.6 Suministro e Instalación de Aisladores y Accesorios Aisladores Polimérico tipo Pin Esta partida comprende la selección, adquisición e instalación por parte del contratista, de todos los elementos necesarios; para lo cual se deberá dar estricto cumplimiento a: Características técnicas del suministro Normas · MEM/DEP-311 Especificaciones técnicas para el suministro de materiales y equipos y redes Primarias. · ANSI C29. 1 American national standard test methods for electrical power insulators. · ANSI C29.2 American national standard for insulators wet process porcelain and toughened glass-suspension type. · ANSI C29.6 American national standard for wet-process porcelain insulators (high-voltage pm type) · ANSI C68.1 Measurement of voltage in dielectric test. · ANSI-A 153 Zinc coating (hot dip) on iron and steel hardware. Los aisladores a utilizarse serán del tipo polimérico. Su agujero roscado permitirá alojar una espiga cuya cabeza es de 25.4 mm de diámetro y tendrán las siguientes características: Características Tensión Nominal : 25 kV Clase : ANSI Longitud de Líneas de Fuga : 350 mm Altura : 138 mm Diámetro de rosca de acoplamiento : 25.4 mm Largo minimo del perno : 152.4 mm Resistencia Electromecánica : 1362 Kg. Tensión de descarga en seco : 191kV Tensión de descarga bajo lluvia : 52 kV Tensión de perforación : 220 kV Tensión Crítica de Impulso Positiva : 150 KV Negativa : 182 KV Peso aproximado : 0.908 Kg. Aislador Polimérico de suspensión Son de la serie Verilite, Catalogo Número 4010025 – 0215, Tipo PDI – 25, fabricado por Ohio Brass ó similar. El aislador ésta fabricado en base a material silicona capaz de recuperar su hidrofobicidad en corto tiempo, libre de mantenimiento y con perdidas mínimas de corriente de fuga a través del tiempo. Esta provisto en su extremo su soporte de línea de un ojal en aluminio extruido con agujero de 19 mm de diámetro interior. En el extremo de fijación al poste posee una horquilla en aluminio extruido con pasador de 16 mm de diámetro. Características: Longitud Nominal : 390 mm Diámetro : 93 mm Distancia de fuga total : 650 mm Distancia de flameo : 356 mm Carga mecánica de diseño : 70 KN Tensión disruptiva en seco a 60 Hz : 265 KV Tensión disruptiva en húmedo a 60 Hz : 95 KV Voltaje típico de aplicación : 25 KV Voltaje critico al impulso positivo : 200 KV Negativo : 200 kV Peso neto por unidad : 2.8 kg Norma de Fabricación : CEA LWIWG – 01 IEEE–1024, IEC – 1109. ANSI-29.11, ASTM-153 Espiga de fierro forjado y galvanizado Espiga recta de fierro forjado y galvanizado por inmersión en caliente de 19.0mm x 305mm de longitud, con tuerca, contratuerca y arandela plana. Estará provisto en la punta de una funda de plomo al antimonio, roscada de 25mm de x 55mm de longitud. El esfuerzo mecánico admisible mínimo será de 500kg. Perno ojo · Para su fabricación se empleará barras lisas de 16 mm de acero al carbono A34 R mínimo, las cuales se forjarán y luego galvanizarán en caliente. · Su longitud útil será de 305 mm de longitud, con 152 mm de maquinado. Vendrá provisto de tuerca y contratuerca cuadrada. · Se empleará en el ensamblaje con el adaptador horquilla bola de una cadena de aisladores en algunos armados. La mínima resistencia a la tracción será de 50 kN. Tuerca ojo · Para su fabricación se empleará barras lisas de 16 mm de acero al carbono A34 R mínimo, las cuales se forjarán y luego galvanizarán. · La dimensión interna del ojo, de forma ovalada, será de 40 mm x 50 mm aproximadamente. Grapas de anclaje tipo pistola Será de aluminio para sujetar conductores de Aluminio de 50 mm2 cuyo cuerpo y sujetador irán provisto de 2 pernos “U”, 4 arandelas de presión, 4 tuercas hexagonales, un pin para la horquilla las mismas que serán de acero galvanizados en caliente, además el pin de la horquilla tendrá un pasador de acero inoxidable. Tendrá una carga de rotura mínima de 60 kN. Varilla de amarre preformada Se utilizará en el amarre del conductor a los aisladores PIN, una varilla preformada de aluminio puro de 10mm2. 2.7 Suministro e instalación de Retenidas Retenidas de anclaje simple para poste de 13 m. Esta partida comprende la selección, adquisición e instalación por parte del contratista, de todos los elementos necesarios; para lo cual se deberá dar estricto cumplimiento a: Características técnicas del suministro Normas · MEM/DEP-311 Especificaciones técnicas para el suministro de materiales y equipos y redes primarias. · ASTM A 475 Standard Specification for Zinc Coated Steel Wire Strand · ASTM A 90 Standard Test, Meted for Weight of Coating on Zinc-Coating Iron of Steel articles · ASTMA7 Forged Steel · ANSI A 153 Zinc coating (Hot Dip) on iron and Steel Hardware · ANSI A 135.2 American National Standard for Threaded Zinc Coated ferrous Strand-eye Anchor and Nuts for Overhead Line Construction · ANSI A 135.3 American National Standard for Zinc Coated Ferrous Lag Serews for Pole and Transmission Line Construction · ANSI A 135.4 American National Standard for galvanized Ferrous Eyebolts And Nuts for Overhead line Construction · ANSI A 135.5 American National Standard for Zinc Coated Ferrous Eye nuts And Eyebolts for Overhead line Construction Cable de acero: Será de acero galvanizado de 3/8” Ø (10 mm Ø), 7 hilos, soporta una carga máxima de 3,153 kg. Varilla de Anclaje: Será de acero galvanizado de 5/8” Ø x 2.40 m de longitud, provista de arandela, tuerca y contratuerca del mismo material. En su parte anterior estará provista de un ojo, de tal modo que permita el empleo del guardacabo. Resistencia a la tracción de 50 kN y carga de rotura mínima de 71 kN. Perno angular con ojal guardacabo · Será de acero forjado y galvanizado en caliente, de 16 mm Ø y 254 mm de longitud. El opal-guardacabo será adecuado para cable de acero de acero de lO mmØ. · Carga mínima de rotura: 60.4 Kn · La configuración geométrica y dimensiones se muestran en las láminas del proyecto. Grapa de vías paralelas: Será de fierro galvanizado y apropiada para dar el ajuste necesario al cable de acero galvanizado (lO mm ). Provista de tres pernos de 16 mm. Canaleta protectora: De plancha de fierro galvanizado de 1/20” de espesor y de 2.40 m de longitud. Bloque de concreto: Será de concreto armado de 0.50 x 0.50 x 0.20 m e irá directamente enterradoen el suelo, debiéndose prever un agujero para la varilla de anclaje. Soporte y terminal de contrapunta Será de tubo de F°G° en caliente de 51 mm (2”) diámetro x 1200 mm de longitud, en un extremo tendrá una grapa crosby soldado y en el otro una plancha de fierro galvanizado de 60 x 150 x 10 mm., . La abrazadera se fabricará con platina de 100 x 6,35 mm y tendrá 4 pernos de 13 mm de diámetro y 50 mm de longitud. según Norma ASTM – 153, se usará en las retenidas verticales. 2.8 Suministro e instalación de puesta a tierra Esta partida comprende la selección, adquisición e instalación por parte del contratista, de todos los elementos necesarios, para lo cual se deberá dar estricto cumplimiento a: Características técnicas del suministro Normas MEM/DEP-311 Especificaciones técnicas para el suministro de materiales y equipos de líneas y redes primarias ITINTEC 370.042 Conductores de cobre recocido para el uso eléctrico ANSI C135.14 Staples with tolled of dash points for Overhead line Construction MEM/DGE DGE-019 CA-2/1983, 019-T-3/I 989 ASTM B, 56, A153.110 Media Tensión Cada pozo a tierra de media tensión estará compuesto por los siguientes elementos: · Un electrodo de Cobre de 19mm x 2.40m instalado en posición vertical · Conectores, UDC tipo cuña y tipo perno partido de bronce. · Una bolsa de Bentonita para mejorar la resistividad del terreno · 80 Kg. de Sal Industrial, 80 Kg. de carbón vegetal · Tierra de cultivo para el relleno · 20m de cable de cobre desnudo en temple blando de 16mm · Una Caja de registro con tapa, para pozo a tierra, de 450 x 450 x 300 mm de dimensión. Baja Tensión Cada pozo a tierra para baja tensión estará compuesto por los siguientes elementos: · Un electrodo de Cobre de 19mm x 2.40m instalado en posición vertical. · Conectores UDC tipo cuña y tipo perno partido de bronce. · Una bolsa de bentonita para mejorar la resistividad del terreno. · 80 Kg. de Sal Industrial, 80 Kg. de carbón vegetal · Tierra de cultivo para el relleno · 20m de cable de cobre desnudo en temple blando de 35mm · Una caja de registro de concreto con tapa, para pozo a tierra, de 450x450x300mm de dimensiones. 2.9 Suministro e instalación de Equipos de Protección y Seccionamiento Seccionadores Polimérico tipo Cut-Out de 27 kV/100A/150 kV BlL Esta partida comprende la selección, adquisición e instalación por parte del contratista, de todos los elementos necesarios; para lo cual se deberá dar estricto cumplimiento a: Características técnicas del suministro Normas MEM/DEP-31.1 Especificaciones técnicas para el suministro de materiales y equipos de líneas y redes primarias. ANS C 37.42 American National Standard for switchgear Distribution Cut Out and fuse Jinks specifications ANSI C37.41; C62.2; CEI 99-91 IEC 99-1 Surge arresters part 1 non-linear resister type gapped arresters for A.C. Systems IEC 99.4 Metal oxide surge arresters without gaps For A.C. Systems Seccionador fusible: Serán unipolares, para proteger al transformador, proveerán máxima protección de corrientes de falla dentro de su régimen, de instalación exterior, de las siguientes características: · Tensión de Servicio : 10 kV · Tensión máxima : 27 kV · Frecuencia : 60 Hz · Tensión a frecuencia de impulso : 150 kV BIL · Capacidad nominal : 100 A 2.10 Tablero de Distribución 3 Ø-100kVA Esta partida comprende la selección, adquisición e instalación por parte del contratista, de todos los elementos necesarios; para lo cual se deberá dar estricto cumplimiento a: Características técnicas del suministro · Será para servicio exterior y deberá suministrarse completo con todos sus componentes debidamente ensamblados, coordinados y listos para ponerse en servicio. - Todos los elementos sujetos a la fuerza electromagnética de cortocircuito se diseñarán para soportar, sin sufrir daño alguno, una corriente de cortocircuito de 15 kA simétricos RMS. Irá adosado a uno de los soportes de la Sub- estación Aérea, mediante accesorios Fijados y apropiados para tal caso. Construcción EI gabinete será fabricado con plancha de acero 2 mm de espesor, con tapa superior inclinada estará provisto Con una puerta frontal de una hoja con chapa y llave. Todos los componentes de fierro serán sometidos a un proceso de pintura epoxica, que garantice un excelente acabado y protección contra la corrosión aún en las condiciones más exigentes, acabado con pintura epóxica anticorrosivo de color gris mate con 80 micrones. Adecuado para sujeción al poste de concreto armado mediante abrazaderas de platina de 2” x A” y pernos de /2”Ø x 1” con adecuado diseño de ventilación. EI gabinete estará provisto en su costado inferior de entradas y precortadas, provistas de Prensaestopas para la entrada y salida de cables. Tendrá las siguientes dimensiones: · Altura : 0.90 m · Ancho : 0.80 m · Profundidad : 0.40 m Estará conformado por: · 3U Barra de Cu. 5 x 25 mm (fases) · 1U Barra de Cu. 5 x 5 mm (neutro) · 8U Aisladores portabarras 1 kV y accesorios de fijación · 1U Interruptor termomagnético general trifásico de amperaje requerido · 3U Base portafusible DZ 25 A con fusible de .5 A · 8U Conectores de Cu. tipo “presión” de 75 Amp · 1 Jgo. Cableado general 2.11 Suministro e instalación de Transformador de Distribución Esta partida comprende la selección, adquisición e instalación por parte del contratista, de todos los elementos necesarios; para lo cual se deberá dar estricto cumplimiento a: Características técnicas del suministro Normas - ANSI : C 57.12.20-1974; C 57.12.00 - ITINTEC : 370.002 - CEI : N° 70,76,156,296,354 · IEC 76.l : Power transformers · Norma del Comité de Normalización : CN-NO-0 13 Transformador trifásico Será del tipo de inmersión en aceite, con arrollamiento de cobre y núcleo de hierro laminado en frío, para montaje exterior, Tendrá las siguientes características: · Potencia : · Tensión nominal primaria : 100 kVA 10 kV - Tensión nominal secundaria : (0.440-0.220) kV - Grupo de conexión : Dd6 - Frecuencia : 60 Hz - Regulación de Tensión : En vació (Exterior) - Tensión de cortocircuito : 4.5% - Bornes en el lado primario : 3 - Bornes en el lado secundario : 4 - Tipo de refrigeración : ONAN - Altura de trabajo : 1000 msnm - Temperatura de trabajo : 40° C Accesorios · Tanque conservador con indicador visual del nivel de aceite · Ganchos de suspensión para levantar el transformador completo · Conmutador de tomas en vacío · Termómetro con indicador de máxima temperatura · Grifos de vaciado y tomas de muestra de aceite. · Bornes de conexión a tierra. · Accesorios para fijar el transformador al biposte · Placa de características y diagrama de conexión Pérdidas Los valores de pérdida tanto en el cobre como en el hierro deben ser garantizados por el fabricante en su propuesta, y estarán referidas a 75° C. Las tolerancias para los valores garantizados por los fabricantes serán las siguientes: · Para las pérdidas totales : 1/10 · Para las pérdidas en el cobre y en el hierro : 1/7 Pruebas El transformador será completamente armado en fábrica donde se realizaran las siguientes pruebas, de acuerdo con las normas consignadas. · Aislamiento con tensión aplicada · Aislamiento con tensión inducida · Relación de transformación · Polaridad · Medición de pérdidas en vacío · Medición de pérdidas en cortocircuito · Medición de la tensión de cortocircuito · Rigidez dieléctrica del aceite Embalaje El transformador será embalado convenientemente y en cajas de madera de dimensiones adecuadas a fin de evitar daños durante el manipuleo y transporte. La caja deberá tener impresa la siguiente información: · Nombre del propietario Nombre del fabricante · Masa neta y total Potencia del transformador 2.12 Señales de seguridad Características del Rotulado: Puesta a tierra: La señalización de la Puesta a Tierra en la estructura correspondiente, es de Fondo Circular amarillo y el símbolo y letras de color negro con una dimensión aproximadamente de 230 mm. de diámetro. Peligro de Riesgo Eléctrico: La Señalización de Riesgo Eléctricoen la estructura correspondiente, será de Fondo amarillo, símbolo del rayo, marco y letras de color negro y dimensiones aproximadas de 300mm x 250mm. Codificación de Subestación de distribución y/o Punto de Medición a la Intemperie: La codificación de Subestación de distribución y/o Punto de Medición a la Intemperie, en la estructura correspondiente, será de: Fondo amarillo, Número de Subestación e iníciales S.E. ó PMI de color Negro, Número indicando la relación de transformación de color Rojo y Dimensiones aproximadas, 210mm x 297mm. III. ESPECIFICACIONES TECNICAS DE MONTAJE ELECTROMECÁNICO 3.1 Generalidades Estas especificaciones técnicas están basadas en aplicación del Código Nacional de Electricidad – Suministro 2001, Norma DGE Terminología, Símbolos y Gráficos en Electricidad, las Normas Técnicas y de Procedimientos DGE/MEM, el Reglamento Nacional de Construcciones y los resultados de las experiencias de trabajos similares, que tienen por objeto establecer las pautas y procedimientos generales relativos a la ejecución de las obras de redes aéreas de media tensión en 10 kV. El Ing. Residente deberá cumplir con los lineamientos indicados en el Reglamento de Seguridad e Higiene Ocupacional del Sub Sector Electricidad- Resolución Ministerial N° 263-2001-EM/VME. Al término de la ejecución de las obras eléctricas, el Ing. Residente elaborará los planos de detalle de la obra ejecutada (Planos de Replanteo) incluyendo las modificaciones efectuadas. Finalizada las obras se efectuará las pruebas de las instalaciones, para verificar el correcto funcionamiento del sistema. De detectarse fallas imputables el Ing. Residente, efectuará las correcciones necesarias a fin de dejar aptas las instalaciones para la recepción oficial. Para todos los trabajos de ejecución de obra, se contara con personal comprendido dentro una póliza de seguros complementarios de trabajo bajo riesgo, cumpliendo de esta manera con las normas de seguridad e higiene ocupacional en el subsector eléctrico. Cronograma de ejecución de obra Antes del inicio de la obra, el Ing. Residente entregará al Supervisor de Obras, un cronograma de avance de todas las actividades que desarrollará. El cronograma de avance debe definir las siguientes fechas: · Fin del montaje. · Inicio de montaje. · Inicio de Pruebas. · Fin de Pruebas. · Aceptación definitiva. Cuaderno de obra El Ingeniero Residente deberán llevar al día, un cuaderno de obra, donde deberán anotar las ocurrencias más importantes que se presenten en la obra, así como los acuerdos de reuniones efectuadas en obra entre el Ing. Residente y el Supervisor de Obras. El cuaderno de obra deberá ser foliado y legalizado hoja por hoja, y cada hoja original tendrá tres copias. Todas las anotaciones serán hechas en idioma castellano, debiendo ser firmadas por representantes autorizados; Ing. Residente y el Supervisor de Obras. Cuando las circunstancias así lo propicien, este cuaderno podrá ser utilizado también para comunicaciones entre el Ing. Residente y el Supervisor de Obras. De esta manera queda establecido que todas las comunicaciones serán hechas en forma escrita y firmado, no tendrán validez las indicaciones verbales. Del personal El trabajo debe de ser efectuado en forma eficiente por Personal idóneo, especializado y debidamente calificado, para llevarlo a cabo de acuerdo con los documentos contractuales. El Ing. Residente deberá observar todas las leyes, reglamentos, medidas y precauciones que sean necesarias para evitar que se produzcan condiciones insolubles en la zona de los trabajos y en sus alrededores. Durante la Ejecución del Proyecto el Ing. Residente tomará las medidas y precauciones necesarias para la seguridad de los trabajadores, prevenir, evitar accidentes, y prestar asistencia a su personal, respetando los reglamentos de Seguridad Vigentes. Replanteo de obra El recorrido de las redes, ubicación de las estructuras, así como los detalles de los armados y retenidas que se emplearán en el proyecto, serán entregadas al Ing. Residente en los planos y láminas que forman parte del expediente Técnico. El Ing. Residente será responsables de efectuar todos los trabajos de campo necesarios para replantear la ubicación de los ejes de las redes, los postes de las estructuras existentes, las retenidas y anclajes. El Supervisor de Obras, luego de revisar las labores efectuadas, aprobará el replanteo u ordenará las modificaciones que sean pertinentes. 3.2 Estructuras de concreto Al efectuarse el trazo y replanteo de red, se evitará en lo posible modificar la ubicación de los postes y la subestación respecto a lo señalado en el presente proyecto. Postes Se excavarán hoyos de la profundidad indicada en los detalles de armados, colocando en el fondo una capa de mezcla pobre de concreto (solado) de 20 cm de espesor. Se verificará que la longitud empotrada del poste quede debajo del nivel de piso terminado, una vez fraguado el solado, se procederá al izado de los postes con el apoyo de un camión grúa. La cimentación se efectuará con mezcla de concreto de relación 1:3:5 y piedras de 15cm de diámetro como mínimo y se comprobará el alineamiento y verticalidad de las estructuras y de los dos ejes mutuamente y perpendiculares. También deberán llevar dos capas de Laca selladora Cristaflex y una capa de brea, hasta 2.5m desde la base del poste. 3.3 Accesorio de concreto Media palomilla y ménsulas Las medias palomillas, Ménsulas serán ensambladas en los postes, antes de su izamiento y cumpliendo con las distancias que se indican en los planos de los armados correspondientes. Las Ménsulas deberán ser fraguadas correctamente para evitar cambios de dirección, teniendo cuidado de no dañarlas en su montaje. 3.4 Conductores - El tendido y tensado de los conductores eléctricos se hará de tal manera que no se afecte a este de ninguna manera. Se evitará rozar el conductor por el suelo, o con los armados o partes metálicas de estos, no debiendo estar sometido a esfuerzo superiores al 1 8 % de su carga de rotura. · El empalme de los conductores entre si con manguitos de empalme, debiendo hacerse la unión a una distancia no menor de 3 m. del aislador, no estando permitido utilizar entorchado para ninguna de las secciones de conductores especificadas. · No se aceptará más de un empalme por conductor y vano, ni en los vanos donde cruzan carreteras, vías importantes, otras líneas u obstáculos importantes. · La flecha real no debe superar a la flecha teórica, admitiendo una tolerancia de 2 % sobre el valor teórico. Para los amarres o empalmes, se utilizara conductor desnudo, temple blando, 1 hilo, de 10 mm de sección. · EI conductor de Red Primaria, deberá permanecer colgado de las poleas 48 horas antes de hacerle los ajustes del templado y fijarlo a los aisladores. Para medir la fecha se seleccionará un vano por tramo y de preferencia esta operación se efectuará dejando transcurrir 24 horas por lo menos desde el momento del tendido. · El tendido se efectuará desde el carrete del conductor montado sobre un trípode, sin rozar el suelo ni someter la red a tracciones mecánicas peligrosas. 3.5 Aisladores y ferretería Una vez concluido con el izado de las estructuras, se procederá al ensamble de los elementos de ferretería. Asimismo, se irán colocando los aisladores a sus elementos de fijación. Se verificará la adecuada orientación del aislador PIN, el ajuste de las tuercas de las espigas rectas, y la posición de los pasadores de seguridad de los aisladores de suspensión. 3.6 Subestación y transformador La disposición de los diferentes elementos que conformará la subestación, se muestran en los planos correspondientes. El transformador se instalará con el apoyo de un camión grúa sobre su plataforma sostén, la cual se encuentra adosada al poste; y para el conexionado de baja tensión se usará conductor tipo NYY, teniendo cuidado con sus respectivas conexiones. También se deberá tener cuidado que los aisladores del transformador estén completamente limpios y en buen estado de conservación y que nopresenten daños que afecten su aislamiento, verificándose el correcto montaje y los niveles de aceite antes de la puesta en servicio. Los pozos a tierra que corresponden a la sub estación deberán instalarse en forma correcta y a una distancia adecuada según se indica en los planos correspondientes. 3.7 Cut Outs y fusible Poliméricos Se instalarán de acuerdo a los planos del proyecto, verificándose antes su correcto funcionamiento y calibre. Los contactos deben estar limpios de oxido y grasa, su instalación será en forma tal que no tienda a cerrar el circuito por la acción de la gravedad. Se deberá tener especial cuidado con el montaje de los Seccionadores (tipo cut out) deberán colocarse en la posición correcta de tal manera que permitan un fácil acceso para su operación en las maniobras de conexión y desconexión. 3.8 Puesta a tierra La instalación de puesta a tierra se hará tanto para el lado de Media Tensión como para el lado de Baja Tensión para conectar las partes metálicas que normalmente no conducen corriente eléctrica, pero que eventualmente puedan entrar en contacto, a fin de evitar que el personal técnico este expuesto a descargas eléctricas perjudiciales. Se habilitarán pozos de 0.60 x 0.70 y 2.60 m. de profundidad en el centro de cada pozo se instalara una varilla de Cu electrolítico de 16 mm de Diámetro x 2.40 mts, para el sistema de media y baja tensión; se rellenara con tierra de cultivo, sal y carbón, según se visualiza en la lámina de armado, parte de este expediente, en cuyo extremo superior se conectarán al cable troncal de 35 mm2 en baja tensión y de 16 mm2 en media tensión. En cada pozo se colocara una caja de registro de concreto armado de 0.5 x 0.5 x 0..3 mts, con tapa Se procederá a la instalación del electrodo uniéndose mediante conductor de cobre desnudo de 16 mm² para Media Tensión y conductor de 35 mm² para Baja Tensión, todas las partes metálicas sin tensión. Se deberá tener en cuenta que la resistencia debe ser menor de 15 Ohmios para MT, y 10 Ohmios para BT según el Código Nacional de Electricidad Suministro 2001. 3.9 Retenidas La ubicación y orientación de las retenidas serán las que se indiquen en los planos del Proyecto. Se tomarán en cuenta que estén alineados con las cargas o resultantes de cargas de tracción a las cuáles van a contrarrestar. Las actividades de excavación para la instalación del bloque de anclaje y el relleno correspondiente, se ejecutará de acuerdo con lo especificado en la excavación de hoyos y cimentación. Luego de ejecutada la excavación, se fijará en el fondo del hoyo la varilla de anclaje con el bloque de concreto correspondiente, el relleno se efectuará luego de haber alineado y orientado correctamente la varilla de anclaje. Al concluirse el relleno y la compactación, la varilla de anclaje debe de sobresalir 0.20 m sobre el nivel del terreno. Los cables de retenidas se instalarán antes de efectuarse el tendido de los cables; estos deben de ser tensados de tal manera que los postes se mantengan en posición vertical, después que los conductores hayan sido engrapados y puestos en flecha. La disposición final del cable de las retenidas se muestran en los planos correspondientes. La varilla de anclaje y el correspondiente cable de acero deben de quedar alineados y con el ángulo de inclinación que señalan los planos respectivos. Cuando debido a la disposición de las viviendas y vías públicas, no pueda aplicarse el ángulo de inclinación previsto, se someterán a la aprobación del Supervisor de Obras, las alternativas de ubicación de los anclajes. 3.10 Tablero de distribución de baja tensión Se instalará en la subestación proyectada, ubicados según como se muestra en los planos con sus respectivas dimensiones. El tablero será metálico de 0.8 x 0.9 x 0.4 m de fondo, modular auto soportado y estará constituido por una estructura metálica de fierro laminado en frío de 2 mm de espesor. Todos los componentes de fierro serán sometidos a un proceso de pintura epoxica, que garantice un excelente acabado y protección contra la corrosión aún en las condiciones más exigentes, acabado con pintura epóxica anticorrosivo de color gris mate con 80 micrones. En el tablero general de baja tensión se instalarán un interruptor termomagnético según el amperaje requerido para la protección del sistema en baja tensión en 440-220 V. Los cables NYY de 3-1x35 + 1-1x25mm2, de comunicación Trafo – Tablero de baja tensión se adosarán al poste de la subestación y se instalarán en sus extremos terminales de presión cadmiados. Las partes metálicas de la estructura de Fº tendrán una conexión adicional con tornillo para la línea a tierra conectada al pozo de tierra de baja tensión. 3.11 Señalización del sistema de Puesta a Tierra y Riesgo Eléctrico La señalización de puesta a tierra será colocada en los postes de CAC., pintados en Círculo fondo color amarillo (23 cm de diámetro), con el símbolo de puesta a tierra y letras color negro, según como se muestra en la lámina correspondiente. Este símbolo será estampado en la base del poste a una altura de 0.40-0.60 m sobre el nivel del piso y con dirección hacia el pozo de tierra respectivo. La señalización de riesgo eléctrico será colocado en todas las estructuras de C.A.C, con Fondo color amarillo; marco, símbolo y letras color negro ( colores fosforescentes ), con medidas de 25 x 30 cm, según como se muestra en la lamina correspondiente. Este símbolo será estampado en el poste de la sub estación, a 0.5 m. Del nivel inferior del tablero de Distribución, para evitar posibles manipuleos del sistema y consiguientes accidentes no deseados. La señalización de la subestación será con fondo de color amarillo, el símbolo y número de la subestación de color negro y la relación de voltaje de color rojo. Su dimensión será de 210x297mm aproximadamente. 3.12 Pruebas Al concluir los trabajos de montaje se deberán realizar las pruebas que se detallan a continuación en presencia del Ingeniero Supervisor de la Concesionaria Eléctrica, comunicándoles la fecha de realización de éstas con 5 días de anticipación. Después de finalizadas las pruebas se levantará un Acta en la que se consignara los resultados obtenidos y las observaciones si las hubieran. Prueba de continuidad y Resistencia eléctrica Para esta prueba se pone en cortocircuito las salidas de la línea de la sub- estación y después se prueba en cada uno de los terminales la continuidad de la red. La resistencia eléctrica de las tres fases de la línea no deberá diferir a más del 5% del valor de la resistencia por Km. de conductor. Prueba de aislamiento La medición de aislamiento e efectuará entre cada fase de la línea y tierra; y entre fases. El nivel de aislamiento de la línea debe estar de acuerdo a lo especificado en el Código Nacional de Electricidad Suministro 2001. Para Red de Distribución Primaria. Tipo de Condiciones Red de Distribución Primaria Condiciones Normales Aéreas Subterráneas · Entre Fases 100 M 50 M · De Fase a Tierra 50 M 20 M Condiciones Húmedas Aéreas Subterráneas · Entre Fases 100 M 50 M · De Fase a Tierra 50 M 20 M Pruebas de las Puestas a Tierra La resistencia de la puesta a tierra en el electrodo no deberá superar los 10 Ohmios, según el Código Nacional de Electricidad Suministro 2001. Pruebas del Transformador · Asilamiento entre Bornes del primario y secundario · Aislamiento entre bornes del primario y tierra. · Aislamiento entre bornes del secundario y tierra. · Voltaje en el lado de baja tensión, regulando si fuera necesario el TAP en la posición adecuada. · Prueba de tensión aplicada. · Prueba de tensión inducida. · Pérdidas totales < 2%. 3.13 Conexión al sistema existente Después de realizadas las Pruebas Eléctricas correspondientes y obtener el Protocolo de Pruebas respectivo se coordinará con la Concesionaria ELECTRO DUNAS SAA., la programación del día y hora en que se realizará la conexión de la Línea al Sistema Existente, para la correspondiente Puesta en Servicio del Sistema Proyectado. IV. CALCULOSJUSTIFICATIVOS 4.1 Introducción El diseño de la línea de 10 kV se ha desarrollado en base a los criterios básicos de diseño, condiciones geográficas, topográficas, climatológicas y además se ha tomado como referencia el Código Nacional de Electricidad, Normas de la DGE/MEM, Ley de Concesiones Eléctricas N° 25844 y otras normas vigentes. El cálculo justificativo comprende: · Cálculos Eléctricos · Cálculo Mecánico del Conductor. · Cálculo mecánico de soportes. - Cálculo de Puesta a Tierra. DATOS DEL CONDUCTOR DATOS CARACTERISTICAS Sección Nominal 50 mm² Numero de Hilos 07 Diámetro Nominal Exterior 9.1 mm Peso Aproximado 137 kg./km Carga de Rotura 1428 kg. Resistencia a 20ªC 0.663 ohm/km Capacidad de Corriente 195 A. Requivalente 3.989 mm 4.1.1. SELECCIÓN DEL CONDUCTOR POR CORRIENTE A TRANSPORTAR A) CÁLCULO DEL CONDUCTOR: P IN = Donde: IN = Corriente Nominal (A) P = Máxima Demanda (kVA.) [100kVA] V = Tensión Nominal (kV.) [10kV] Cos Ø = 0.90 Reemplazando datos se obtiene: IN = 5.77 A. El cálculo para la selección del cable, por capacidad de corriente se realizará considerando la carga instalada, de acuerdo al cálculo anteriormente efectuado se obtuvo una IN = 5.77 A. Por lo que se selecciona el conductor de Aluminio de 50 mm², con capacidad de corriente nominal admisible de 195 A. Y el cable subterráneo será del tipo N2XSY unipolar de 50 mm2 por fase, con capacidad de corriente nominal admisible de 250 A. Factores de Corrección por condiciones de instalación según norma de LDS CD – 9-310: Profundidad de colocación en tierra (1.0m): 1.00 Temperatura de instalación (20 ° C) : 1.04 Resistividad térmica del terreno (120°C*cm/W) : 1.09 Por instalación directamente enterrados : 0.83 Entonces el factor de corrección total es: f.c.total = f.c.t.s*f.c.p.c*f.c.r.t.t*f.c.p.t f.c.total = 0.9409 Entonces la corriente admisible de diseño en condiciones reales del cable subterráneo será: ID = IN * f.c. total Entonces: ID = 5.77/0.9409 ID = 6.1324 A. El cable 3-1x50 mm2 unipolar de 10kV con capacidad nominal de 250 A transportará la corriente actual. B) CÁLCULO POR CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO. Hallaremos la corriente de corto circuito admisible en el cable, de la siguiente manera: I 0.14356S ccADM = t Donde: S= sección del conductor en mm² t= tiempo de apertura en seg. Tal que: S=50 mm² t= 0.2 seg. Reemplazando datos: ICC ADM = 16.05KA. La corriente de cortocircuito del sistema: I 48.24MVA cc == 3x10kV ICC = 2.785 KA Entonces: ICC ADM( 16.05KA) > ICC( 2.785KA.) 4.2 Cálculos Eléctricos Resistencia El valor de la resistencia eléctrica a la temperatura de operación se determina por: r (50°C) = r (20°C) [1 + α (t-20°)] (Ω /km) α = Coeficiente térmico = 0.0036ºC-1 r (50°C) = 0.7346 Ω/km Reactancia X = 0.376 x [0.05+0.46 Log (DMG/re)] Donde: DMG: Distancia media geométrica de la disposición vertical (con Ménsulas) Del Gráfico: D1-2= 0.900 m, D2-3= 0.900 m D3-1= 1.800 m DMG = ( D1-2 X D1-3 X D2-3 ) 1/3 DMG = 1.134 m re = Radio equivalente Re = 0.003989 m Reemplazando valores: Re = S x10 3 π X = 0.376 x [0.05 + 0.46 Log (1.134 / 0.003989) X = 0.4432 Ω/ km. Caída de tensión Para el cálculo consideremos la fórmula siguiente: ΔV (%) = (P x L) x (R (50°C) Cos Ø + X (3Ø) SenØ)/ (10 V2 ) Donde: ΔV (%) = : Caída de tensión porcentual P = : Potencia en kW (100 kVA) L = : Longitud de la línea en km V = : Tensión de la línea en kV (10) R,X (3Ø) : Resistencia y Reactancia del conductor en Ω/Km. Cos Ø : Factor de Potencia. (0.9) La caída de tensión es menor del 5%, porcentaje exigido por el código nacional de Electricidad. Pérdida de Potencia El Cálculo de las pérdidas de potencia se ha llevado a cabo con la siguiente fórmula: P = (3.R.L.I²)/ 10 P CALCULO DE CAIDA DE TENSIÓN Y PERDIDA DE POTENCIA PARA RED EN 10kV PUNTO 1 2 3 POT. (kVA) 100 ∑POT. (kVA) 100 100 100 L (km) 0,015 0,097 1,3502 R(50ºC) 0,7346 0,494 0,7346 X(3Ø) 0,4432 0,2761 0,4432 Ø 31,79 31,79 31,79 kV 10 10 10 S (mm²) AAAC 50 50 S (mm²) N2XSY 50 ΔV (%) 0,00128682 0,005483836 0,115830929 ∑ΔV (%) 0,00128682 0,006770656 0,122601585 P (%) 0,000149722 0,002654124 0,013476961 ( V%=0.123 P%=0.013 ) SELECCIÓN DEL CABLE EN BAJA TENSIÓN. La corriente máxima a transportar está dada por la formula: In =KVA 3xV Donde In : Corriente Nominal KVA: Potencia Instalada : 100 kVA V : Tensión Nominal : 0.44 kV IN= 131.22 A. El cálculo para la selección del cable, por capacidad de corriente se realizará considerando el 100% del uso del devanado en 440V, obteniéndose IN = 131.22 A. Y el cable de comunicación entre el Transformador de distribución y el Tablero de Baja Tensión será del tipo NYY unipolar de 35 mm2, con capacidad de corriente nominal admisible de 161 A. SISTEMA DE UTILIZACIÓN EN 10kV PARA LA ELECTRIFICACIÓN DEL SUB LOTE 1-4 DE PROPIEDAD DE LA SRA. LUZ MARIA RAZO GUERRA EN LA ZONA PARACAS CERCADO, PARACAS - PISCO Cálculo de Coordinación y Protección en Media y Baja tensión (S.E. Nº 3---A) Tensión Nominal en el Primario V1 = 10 KV. Tensión Nominal en el Secundario V2 = 0.44/0.22 KV. Potencia de Corto Circuito Pcc1 = 48.24 MVA Potencia Nominal del Transformador S.E. “3---A” Ptraf = 100 KVA. Máxima Demanda S.E. “3---A” MD = 66.00 KW Factor de Potencia cosØ = 0.90 Vcc del Transformador Vcc = 4.5% Pcc1 Pcc2 F1 SE "3---A" 100KVA 10/0.44-0.22KV IT MD=66.00kW 0.097km 1 2 0.13503km 3 Vcc=4.5% 3A Pcc1=48.24MVA Pcc3 Pcc3A El cálculo de coordinación se efectuará para coordinaciones normales de operación, es decir para potencia en transformadores de 100 KVA. ( 27 ) SISTEMA DE UTILIZACIÓN EN 10kV PARA LA ELECTRIFICACIÓN DEL SUB LOTE 1-4 DE PROPIEDAD DE LA SRA. LUZ MARIA RAZO GUERRA EN LA ZONA PARACAS CERCADO, PARACAS - PISCO a) Cálculo de las impedancias de línea: Sea; Conductor de Aluminio de 50 mm² Z = ((R50ºC)2 + (XL)2)1/2 (Ω) Luego la Impedancia de la línea (ZL) será: ZL = Z x L (Ωxkm) b) Cálculo de la potencia de cortocircuito en la línea: PccL = KV2prim/ZL (MVA) c) Cálculo de potencia de cortocircuito del transformador. PCCT = MVA / VCCT (MVA) d) Cálculo de potencia de cortocircuito en barra: PCC(X) = PCC x PCCL / PCC(X) + PCCL (MVA) PCC(X)A = PCC x PCCT / PCC + PCCT (MVA) e) Cálculo de corriente de cortocircuito en barra ICC(X) = PCC(X) / (3)1/2 x KV (kA) ICC(XA) = PCC(XA)/ (3)1/2 x KV (kA) f) Selección de fusible en la subestación (S.E.): INF= KVA/(3)1/2 x kV (A) g) Selección de Interruptor Termomagnetico IN = KW / (3)1/2 x KV x fp (A) Id = 1.25 IN (A) Se selecciona un interruptor Termomágnetico, con regulación térmica regulable y la magnética fija. Ir = ICCXA / In h) Corriente de cortocircuito reflejado en la Media tensión: ICCXA Ref. = ICCXA x KVSEC / KVPRIM Luego: con Ir e In, hallamos TMAX de apertura del termomagnético: TMAX = 0.025 seg. Por lo que: 0.025 seg. < que los tiempos obtenidos.; abriendo primero el interruptor termomagnético que el fusible Link. ( 28 ) SISTEMA DE UTILIZACIÓN EN 10kV PARA LA ELECTRIFICACIÓN DEL SUB LOTE 1-4 DE PROPIEDAD DE LA SRA. LUZ MARIA RAZO GUERRA EN LA ZONA PARACAS CERCADO, PARACAS - PISCO CÁLCULO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIÓN EN MEDIA TENSIÓN Y BAJA TENSIÓN R(50ºC) (50 mm² N2SXY) (Ω/km) 0,7346 X(3Ø) (50 mm² N2SXY) (Ω/km) 0,4432 Z(35 mm² N2SXY) (Ω) 0,8579414 R(50ºC) (50 mm² AAAC) (Ω/km) 0,494 X(3Ø) (50 mm² AAAC) (Ω/km) 0,2761 Z (35 mm² AAAC) (Ω) 0,5659216 1 2 3 L (km) 0,000 0,097 1,3502 a) CALCULO DE LAS IMPEDANCIAS DE LINEA ZL (Ω x km) 0,0150000 0,0832203 0,7641073 TENSIÓN PRIMARIA (kV) 10,000 10,000 10,000 TENSIÓN SECUND. (kV) 0,440 POT TRANSF. (MVA) 0,100 POT TRANSF. (kW) 66,000 b) CALCULO DE POT. DE CORTOCIR. EN LINEA PccL (MVA) 1201,630 130,87167 c) CALCULO DE POT. DE CORTOCIR. DEL TRANSF. VccT (%) 0,045 PccT (MVA) 2,222 d) CALCULO DE POT. DE CORTOCIR. EN BARRAPcc (X) (MVA) 48,240 46,378 34,243 Pcc(X,A) (MVA) 2,087 e) CALCULO DE CORRIEN. DE CORTOCIR. EN BARRA Icc(X) (kA) 2,785 2,678 1,9770265 Icc(X.A) (kA) 2,738 f) SELECCIÓN DEL FUSIBLE EN S.E. INF (A) 5,774 ID (SELECCIONADO) (A) 65,000 6,000 g) SELECCIÓN DE INTERR. TERMOMAGNETICO FP (COSØ) 0,85 I(N) (A) 101,88534 I(d) (A) 127,35668 I(d) (SELECCIONADO) (A) 150 IR (A)(REGULACIÓN TERMICA 0,85 Ir 18,254752 h) CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO REFLEJADO EN MT Icc(XA)RBT (kA) 0,1204814 i) SELECCIÓN DEL FUSIBLE EN EL PMI j) CURVA DE DAÑO TERMICO DEL TRANSFORMADOR PARA: 2 Seg.: 25 IN 250 PARA: 3 Seg.: 20 IN 200 PARA: 50 Seg.: 5 IN 50 PARA: 100 Seg.: 4 IN 40 ( 29 ) i) Seleccionando el fusible F1 ( de inicio de línea) Hallando tiempo de apertura del F1 : IF1 = 6 A y ICC3= 1.977 KA, se obtiene: TF2 = 0.0135 seg TF2= 0.0135 seg. (Tiempo máximo de apertura del fusible F1 ) Si: TMIN F1 = 1.33 TMAX F2 (Tiempo mínimo de fusión del fusible F2 ) Luego: TMIN F1 = 0.0180 seg. Con TMIN F1 e ICC3 en curva de fusible Link, y de acuerdo al Cuadro de Coordinación para Fusibles Link; seleccionamos: IF2 = 65 A Con IN F2 e ICC8, obtenemos de la curva de fusibles Link TMAX F2: TMAX F2 = 0.0475 seg (Tiempo máximo de apertura del fusible F2 ) Por tanto: TF2 > TF1 ó 0.0475seg. > 0.0135 seg. Entonces primero abre el fusible F1 antes que F2. j) Hallando la curva de daño del transformador: La curva de daño, estará dada por el valor máximo de corriente de falla que puede soportar este transformador; en un tiempo máximo de aguante de 2 segundos, por lo que la máxima corriente que puede circular a través del mismo está dada por la relación: 2 Seg. ----------- 25 In 3 Seg. ----------- 20 In 50 Seg. ----------- 5 In 100 Seg. ------------ 4 In ( SISTEMA DE UTILIZACIÓN EN 10kV PARA LA ELECTRIFICACIÓN DEL SUB LOTE 1-4 DE PROPIEDAD DE LA SRA. LUZ MARIA RAZO GUERRA EN LA ZONA PARACAS CERCADO, PARACAS - PISCO ) ( 35 ) Cálculo de la Puesta a Tierra Cálculo de la resistencia de puesta a tierra con electrodo vertical o jabalina. Se utilizará terreno de cultivo tratado con carbón vegetal y sales industriales, donde: S = 50 -m Reemplazando valores: R = 0.366 (/L) x Log (4L/d) R = 0.366 x (50/2.4) x Log ((4 x 2.4)/0.019050) R = 12.35 Para nuestro caso la Resistividad del terreno es de 50 -m, valor que corresponde a los terrenos de cultivo, al cual le realizaremos un tratamiento con carbón vegetal y sal industrial y bentonita que tiene la propiedad de estabilizar la impedancia del electrodo y una resistividad aproximada de 5-m y no es corrosiva llegando a obtener un 70 % de reducción después del tratamiento del terreno, el cual hará que la resistencia sea menor a 10 ; la puesta a tierra se hará con conductor desnudo de Cu. Cableado de 16 mm² y 35 mm² de sección para media y baja tensión respectivamente, terminando en un electrodo de cobre de 19.05 mm Ø x 2.40 m. Luego: R = 8.16 . 4.3 Cálculos Mecánicos del conductor Condiciones de cargas mecánicas La zona de carga que pertenece al presente proyecto es: Área 0 (elevación menor de 3000 msnm) – caso de solo viento; según Regla 250.B (CNE-Suministros). Las hipótesis para el Cálculo mecánico del conductor se establecieron de acuerdo a la zona de carga a la que pertenece el lugar donde se desarrollará el presente proyecto. · Condición de esfuerzos máximos: Temperatura: 10°C Velocidad del Viento: 94 km/h · Condición Normal (Templado): Temperatura Promedio: 20°C Presión del Viento: Sin viento. · Condición de flecha máxima Temperatura: 50°C Presión del viento: sin viento Las condiciones de esfuerzos límites para el cálculo mecánico del conductor serán: · El esfuerzo máximo admisible. En ningún caso será mayor al 40% del esfuerzo mínimo de rotura del conductor a la temperatura mínima. · El esfuerzo de cada Día (EDS) admisible a la Temperatura promedio de cada día y al Vano Regla no será mayor al 18% del esfuerzo mínimo de rotura del conductor. Distancias Mínimas de Seguridad Las distancias mínimas de seguridad sobre la superficie del terreno para redes primarias con tensiones nominales comprendidas entre 1 y 55 KV son las siguientes según el C.N.E.. Suministro 2001 a) Entre conductores eléctricos. a-1) Del mismo circuito. Distancia Vertical, Horizontal o Angular.- Distancia mín. : 0.4 m. a-2) De diferentes circuitos De la misma tensión: Distancia Horizontal.- Distancia mín. : 0.4 m. Distancia Vertical.- Distancia mín. : 0.4 m. De diferente tensión: Para este caso se situarán a mayor altura los conductores de tensión más elevada. En caso que fuera preciso se sobre elevara la línea existente, la modificación será a responsabilidad del nuevo instalador. La distancia vertical entre conductores de diferentes circuitos en cualquier punto, bajo condiciones de trabajo normal, no deberá ser menor que los valores siguientes: · En circuitos paralelos por lo menos un vano : 1.2 m. · En circuitos que se cruzan y ambos se instalen en un mismo poste : 1.0 m. · En circuitos que se cruzan y ambos se instalen en diferentes postes : 1.2 m. b) A Estructuras: b-1) De la estructura soportadora. La separación mínima entre los conductores y accesorios en tensión y a sus estructuras soportadoras no deberá ser menor a 0.20 m. b-2) De otras estructuras. Verticalmente encima de cualquier parte de cualquier techo o estructura similar, normalmente no accesible pero sobre la cual pueda pararse una persona: 4.00 m 1) Verticalmente encima de cualquier techo o estructura similar sobre la que no se pueda parar una persona: 3.50 m. 2) En cualquier dirección desde paredes planas u otras estructuras normalmente no accesibles: 2.00 m. 3) En cualquier dirección desde cualquier parte de una estructura normalmente accesible a personas incluyendo abertura de ventanas, balcones o lugares similares: 2.50 m. c) A la Superficie del terreno. El término "terreno" incluye todas las áreas elevadas y no techadas accesibles al tránsito o lugares concurridos como terrazas, patios, plataformas y paraderos. c-1) A Carreteras y Avenidas: Al cruce : 7.00 m. A lo largo : 6.00 m. c-2) A Calles y Caminos: Al cruce : 6.00 m. A lo largo : 5.50 m. c-3) A áreas no transitables por vehículos. Al cruce : 4.50 m. A lo largo : 4.50 m. d) A Líneas de Telecomunicaciones. Serán consideradas como líneas eléctricas de tensión secundaria y su cruzamiento no será menor de 1.80 m. Se evitará siempre que se pueda, el paralelismo con las redes primarias; cuando ello no sea posible se mantendrá entre los conductores más próximos de una y otra línea una distancia superior a la altura del poste más alto. e) A Bosques, árboles y arbolados. Para evitar las interrupciones del servicio y los posibles incendios producidos por el contacto de ramas o troncos de árboles con los conductores de la línea eléctrica. Deberá establecerse, mediante la indemnización correspondiente, una zona de poda de arbolado a ambos lados de la línea cuya anchura será la necesaria para que, considerando los conductores en su posición de máxima desviación bajo la acción de la hipótesis de la flecha máxima, su separación del arbolado no sea inferior a 2.00 m. Igualmente deberán ser cortados todos aquellos árboles que constituyan un peligro para la conservación de la línea, entendiéndose como tales los que por inclinación o caída fortuita o provocada, pueden alcanzar los conductores en su posición normal. Características del conductor DATOS CARACTERÍSTICAS Sección Nominal 50 mm² Numero de Hilos 07 Diámetro Nominal Exterior 9.1 mm Peso Aproximado 96 kg./km Carga de Rotura 1428 kg. Resistencia a 20ªC 0.663 ohm/km Capacidad de Corriente 195 A. R Equivalente 3.989 mm Hipótesis de cálculo - Primera Hipótesis Esfuerzos Máximos Temperatura mínima 10°C Presión del viento 37.11 Kg/m2 Tensión del conductor 40% de la cargade rotura. - Segunda Hipótesis Condición de Templado Temperatura media (T.C.D) 20°C Presión del viento Sin viento Tensión del conductor 18% de la carga de rotura. - Tercera Hipótesis Flecha Máxima Temperatura máxima, 50ºC (sin viento) Cálculos de Cambio de Estado I) Esfuerzo Máximo Admisible en la Hipótesis I. Tr s1 = ---- * 0.4 ...(kg/mm²) = 11.37 kg/mm² A Donde: s1 = Esfuerzo máx. admisible en (kg/mm²). Tr = Tiro de Rotura del Conductor (kg) A = Sección del Conductor en mm². II) Peso Resultante del Conductor (Wr) Wr = Wc2 + Pv2 (kg/m) Donde: Pv = K*V²*D Luego: Wc = Peso propio del conductor kg/m. V = Velocidad del viento km/hr. D = Diámetro Exterior del Conductor m. Pv = Peso Adicional debido a la acción del viento kg/m K = Cte. de los conductores de superficie cilíndricas 0.0042 PV = 0.2820 kg/m Wr = 0.2979 kg/m III) Ecuación de Cambio de Estado Wr1²L²E Wr2²L²E s2²[s2 + aE(t2 - t1) + -------- - s1] = -------- 24A²s1² 24A² Donde: s1 = Esfuerzo admisible en la hipótesis inicial,kg/mm². s2 = Esfuerzo admisible en la hipótesis final,kg/mm². t1 = Temperatura en la Hipótesis inicial,°C t2 = Temperatura en la Hipótesis final,°C Wr1= Peso resultante de la Hipótesis inicial,kg/m Wr2= Peso resultante de la Hipótesis final,kg/m a = Coeficiente de Dilatación líneal, °C-1 E = Módulo de Elasticidad, kg/mm². A = Sección del conductor, mm². L = Vano, m. El procedimiento a seguir para los cálculos de cambio de estado, es el siguiente: · Se calcula el esfuerzo máximo del conductor en la Primera Hipótesis (Esfuerzos máximos), de acuerdo a las condiciones de cálculo establecido. · Se calcula el esfuerzo del conductor en la Segunda Hipótesis (Condiciones de templado) de acuerdo a las condiciones de cálculo establecidas. · A partir de este valor y mediante la ecuación de cambio de estado se determinan los valores de los esfuerzos en la Primera Hipótesis para diferentes vanos. · Se comprueba que estos valores de esfuerzos hallados de la Primera Hipótesis no SUPEREN el valor del esfuerzo máximo. · A partir del valor del esfuerzo del conductor de las condiciones normales ó de templado y, mediante la ecuación de cambio de estado se determinan los valores de los esfuerzos en la Tercera Hipótesis (Flecha Máxima). IV) Cálculo de la Flecha Máxima La flecha viene dada por la siguiente expresión: Wr*L² F = -------- 8*A*s Donde: Wr = Peso Resultante (De la Hipótesis final) L = Vano, m. A = Sección del conductor, mm². s = Esfuerzo en la Hipótesis considerada, kg/mm². Para la flecha máxima se considerará a la Temperatura máxima y el Vano Básico. V) Cálculo del Vano Básico (Vb) ( 1 2 n )L 3 + L 3 + ……… +L 3 Vb = ( )1/2 L1 + L2 + + Ln Los resultados de la aplicación de la ecuación de cambio de estado, flecha máxima de conductor y calculo del vano básico, así como la tabla de flechado se demuestran en los cuadros adjuntos. ( 37 ) CALCULO TABLA DE REGULACION DE CONDUCTOR AAAC DE SECCION 1 x 50mm² PROYECTO : SISTEMA DE UTILIZACION EN 10KV, PARA LA ELECTRIFICACION DEL SUB LOTE 1-4 ZONA PARACAS CERCADO DISTRITO: LA TINGUIÑA PROVINCIA:ICA DEPARTAMENTO: ICA 1 DATOS GENERALES MATERIAL DEL CONDUCTOR SECCION DEL CONDUCTOR (A)(mm2) 50 50 50 50 50 50 50 50 DIAM. EXT. DEL CONDUCTOR (hc)(mm) 9,10 9,10 9,10 9,10 9,10 9,10 9,10 9,10 MODULO DE ELASTICIDAD (E)(Kg/mm2) 6320 6320 6320 6320 6320 6320 6320 6320 COEF. DE DILATACION TERMICA ( ' )(1/Cx) 2,30E-05 2,30E-05 2,30E-05 2,30E-05 2,30E-05 2,30E-05 2,30E-05 2,30E-05 PESO UNITARIO DEL CONDUCTOR (w r)Kg/m) 0,096 0,096 0,096 0,096 0,096 0,096 0,096 0,096 VELOCIDAD DEL VIENTO (Km/h) 94 94 94 94 94 94 94 94 PRESION DEL VIENTO (Kg/m2) 37,1112 37,1112 37,1112 37,1112 37,1112 37,1112 37,1112 37,1112 FUERZA DEL VIENTO (Kg/m) 0,2820451 0,2820451 0,2820451 0,2820451 0,2820451 0,2820451 0,2820451 0,2820451 VANO BÁSICO ( d )( m ) 95 95 95 95 95 95 95 95 TIRO MÍN. DE ROTURA DEL CONDUCT, ( Kg ) 994,5 994,5 994,5 994,5 994,5 994,5 994,5 994,5 HIPOTESIS 1: TEMPERATURA AMBIENTE MINIMA ( t )( xc ) 10 15 20 25 30 35 40 50 PRESION DEL VIENTO ( sin viento ) 37,1112 37,1112 37,1112 37,1112 37,1112 37,1112 37,1112 37,1112 COEF. DE SEGURIDAD 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 HIPOTESIS 2: TEMPERATURA PROMEDIO ( t )( xc ) 20 20 20 20 20 20 20 20 PRESION DEL VIENTO ( Kg/ mm ) 0 0 0 0 0 0 0 0 COEF. DE SEGURIDAD (18% de e1) 18% 18% 18% 18% 18% 18% 18% 18% HIPOTESIS 3: TEMPERATURA AMBIENTE MAXIMA ( t )( xc ) 50 50 50 50 50 50 50 50 PRESION DEL VIENTO ( sin viento ) 0 0 0 0 0 0 0 0 2 APLICACION DE CAMBIO DE ESTADO PRIMERO CONDICION INICIAL: HIPOTESIS 2 CONDICION FINAL: HIPOTESIS 1 ESFUERZO MAXIMO INICIAL ( e1)( Kg/mm2) 5,1145714 5,1145714 5,1145714 5,1145714 5,1145714 5,1145714 5,1145714 5,1145714 PESO INICIAL RESULT. CONDUCTOR ( Kg/m ) 0,2979353 0,2979353 0,2979353 0,2979353 0,2979353 0,2979353 0,2979353 0,2979353 M = [ d2 x E ] / [ 24 x A2 ] 1940,068 1940,068 1940,068 1940,068 1940,068 1940,068 1940,068 1940,068 N = [ M x W12 ] / [ e12 ] 0,6835038 0,6835038 0,6835038 0,6835038 0,6835038 0,6835038 0,6835038 0,6835038 P = M x W22 172,21101 172,21101 172,21101 172,21101 172,21101 172,21101 172,21101 172,21101 S = E a [ T2 - T1 ] + N - e1 -5,884668 -5,157868 -4,431068 -3,704268 -2,977468 -2,250668 -1,523868 -0,070268 FORMULA: e3 + S .e2 - P = 0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 e2 8,35 7,91 7,50 7,11 6,75 6,42 6,12 5,59 ( SISTEMA DE UTILIZACIÓN EN 10kV PARA LA ELECTRIFICACIÓN DEL SUB LOTE 1-4 DE PROPIEDAD DE LA SRA. LUZ MARIA RAZO GUERRA EN LA ZONA PARACAS CERCADO, PARACAS - PISCO ) ( 38 ) CALCULO TABLA DE REGULACION DE CONDUCTOR AAAC DE SECCION 1 x 50mm² PROYECTO : SISTEMA DE UTILIZACION EN 10KV, PARA LA ELECTRIFICACION DEL SUB LOTE 1-4 ZONA PARACAS CERCADO DISTRITO: LA TINGUIÑA PROVINCIA:ICA DEPARTAMENTO: ICA 1 DATOS GENERALES MATERIAL DEL CONDUCTOR SECCION DEL CONDUCTOR (A)(mm2) 50 50 50 50 50 50 50 50 DIAM. EXT. DEL CONDUCTOR (hc)(mm) 9,10 9,10 9,10 9,10 9,10 9,10 9,10 9,10 MODULO DE ELASTICIDAD (E)(Kg/mm2) 6320 6320 6320 6320 6320 6320 6320 6320 COEF. DE DILATACION TERMICA ( ' )(1/Cx) 2,30E-05 2,30E-05 2,30E-05 2,30E-05 2,30E-05 2,30E-05 2,30E-05 2,30E-05 PESO UNITARIO DEL CONDUCTOR (wr)Kg/m) 0,096 0,096 0,096 0,096 0,096 0,096 0,096 0,096 VELOCIDAD DEL VIENTO (Km/h) 94 94 94 94 94 94 94 94 PRESION DEL VIENTO (Kg/m2) 37,112 37,112 37,112 37,112 37,112 37,112 37,112 37,112 FUERZA DEL VIENTO (Kg/m) 0,28204512 0,28204512 0,28204512 0,28204512 0,28204512 0,28204512 0,28204512 0,28204512 VANO BÁSICO ( d )( m ) 100 100 100 100 100 100 100 100 TIRO MÍN. DE ROTURA DEL CONDUCT, ( Kg ) 994,5 994,5 994,5 994,5 994,5 994,5 994,5 994,5 HIP OTESIS 1: TEMPERATURA AMBIENTE MINIMA ( t )( xc ) 10 15 20 25 30 35 40 50 PRESION DEL VIENTO ( sin viento ) 37,112 37,112 37,112 37,112 37,112 37,112 37,112 37,112 COEF. DE SEGURIDAD 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 HIP OTESIS 2: TEMPERATURA AMBIENTE MINIMA ( t )( xc ) 20 20 20 20 20 20 20 20 PRESION DEL VIENTO ( Kg/ mm ) 0 0 0 0 0 0 0 0 COEF. DE SEGURIDAD (18%de e1) 18% 18% 18% 18% 18% 18% 18% 18% HIP OTESIS 3: TEMPERATURA AMBIENTE MAXIMA ( t )( xc ) 50 50 50 50 50 50 50 50 PRESION DEL VIENTO ( sin viento ) 0 0 0 0 0 0 0 0 2 AP LICACION DE CAM BIO DE ESTADO P RIM ERO CONDICION INICIAL: HIPOTESIS 2 CONDICION FINAL: HIPOTESIS 1 ESFUERZO MAXIMO INICIAL ( e1)( Kg/mm2) 5,145714295,14571429 5,14571429 5,14571429 5,14571429 5,14571429 5,14571429 5,14571429 PESO INICIAL RESULT. CONDUCTOR ( Kg/m ) 0,29793531 0,29793531 0,29793531 0,29793531 0,29793531 0,29793531 0,29793531 0,29793531 M = [ d x E ] / [ 24 x A2] 2149,659864 2149,659864 2149,659864 2149,659864 2149,659864 2149,659864 2149,659864 2149,659864 N = [ M x W 2] / [ e12] 0,757344921 0,757344921 0,757344921 0,757344921 0,757344921 0,757344921 0,757344921 0,757344921 P = M x W22 190,8155246 190,8155246 190,8155246 190,8155246 190,8155246 190,8155246 190,8155246 190,8155246 S = E a [ T1- T2] +N - e -5,81082651 -5,08402651 -4,35722651 -3,63042651 -2,90362651 -2,17682651 -1,45002651 0,003573493 FORMULA: e 3 + S .e 2 - P = 0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 e2 8,47 8,04 7,63 7,26 6,91 6,58 6,28 5,76 ( SISTEMA DE UTILIZACIÓN EN 10kV PARA LA ELECTRIFICACIÓN DEL SUB LOTE 1-4 DE PROPIEDAD DE LA SRA. LUZ MARIA RAZO GUERRA EN LA ZONA PARACAS CERCADO, PARACAS - PISCO ) CUADRO DE FLECHAS PROYECTO : SISTEMA DE UTILIZACION EN 10KV, PARA LA ELECTRIFICACION DEL SUB LOTE 1-4 ZONA PARACAS CERCADO DISTRITO: PARACAS PROVINCIA: PISCO DEPARTAMENTO: ICA CONDUCTOR AAAC: 1 x 50 mm² TEMP VANO FLECHA (m) 10 15 20 25 30 35 40 50 95 1.15 1.21 1.28 1.35 1.42 1.49 1.57 1.72 100 1.26 1.32 1.39 1.47 1.54 1.62 1.69 1.85 CUADRO DE TIROS PROYECTO : SISTEMA DE UTILIZACION EN 10KV, PARA LA ELECTRIFICACION DEL SUB LOTE 1-4 ZONA PARACAS CERCADO DISTRITO: PARACAS PROVINCIA: PISCO DEPARTAMENTO: ICA CONDUCTOR AAAC: 1 x 50 mm² TEMP VANO TIRO (KG) 10 15 20 25 30 35 40 50 95 292.352 276.855 262.358 248.866 236.368 224.835 214.225 195.548 100 296.463 281.318 267.142 253.937 241.687 230.360 219.915 201.457 ( 39 ) ( SISTEMA DE UTILIZACIÓN EN 10kV PARA LA ELECTRIFICACIÓN DEL SUB LOTE 1-4 DE PROPIEDAD DE LA SRA. LUZ MARIA RAZO GUERRA EN LA ZONA PARACAS CERCADO, PARACAS - PISCO ) 4.4 Cálculo mecánico de las Estructuras 4.4.1- Cálculo mecánico de los soportes A) Cálculo de la altura del poste · Distancia mínima del punto más bajo del conductor sobre el terreno 7.00 m · Distancia del conductor respecto a la punta del poste fue de 1.20 m Luego: La altura del poste fue: HP = 7.00 + 1.20 + He He = Hp/10 (Con macizo de concreto) HP =9.11 m Entonces: Elegimos postes de 13 m de longitud de C.A.C. B) Cálculo mecánico De acuerdo a la zona del proyecto se establecen las siguientes hipótesis: · Tracción de los conductores · Velocidad del viento (94 Km/Hr) · Cálculo de las hipótesis consideradas a) Fuerza de viento sobre el poste (Fvp) Punto de aplicación (Z) ( Fvp = Pv x Apv ) ( Apv = Hp v dp + de 2 ) ( Z = Hp de + 2 dp v de + dp ) Donde: Pv = Presión debido al viento (Pv = KV2) (Kg/m2) Apv = Area del poste expuesta al viento(m2) Hpv = Altura del poste expuesta al viento (m) dp = Diámetro del poste en la punta (m) de = Diámetro del poste en el empotramiento (m) Z = Punto de aplicación de la Fvp (m) ( de = db d b . dp xHt Hpv + Ht ) ( SISTEMA DE UTILIZACIÓN EN 10kV PARA LA ELECTRIFICACIÓN DEL SUB LOTE 1-4 DE PROPIEDAD DE LA SRA. LUZ MARIA RAZO GUERRA EN LA ZONA PARACAS CERCADO, PARACAS - PISCO ) ( 51 ) Donde: db = Diámetro del poste de la base (m) dp = Diámetro del poste en la punta (m) Ht = Altura de empotramiento (m) Entonces: de = 0.375 0.375 (0.18)x1.3 ( ) de = 0.36m 11.7 + 1.3 Z = 11.7 0.36 + 2(0.18) 3 0.36 + 0.18 Luego: Z = 5.2 m Fvp = 37.11 x 3.159 Fvp = 117.23 Kg. b) Tracción de los conductores (Tc) Esta fuerza se calcula para el máximo esfuerzo de trabajo de los conductores: Tc = 2 T sen /2 Donde: T = Tiro máximo del conductor (Kg/mm2) = Angulo de línea Tc = 2 x 11.42 x 50 x sen /2 Tc = 1142 x sen /2 c) Fuerza del viento sobre los Conductores (Tc) Fvc = Lx Øc x Pv x cos /2 Donde: L = Vano básico (55 m) Øc = Diámetro exterior del conductor (m) Pv = Presión del viento (Kg/m2) = Angulo de la línea Fvc = 55 x 0.0091 x 37.11 x cos /2 Fvc = 18.57 cos /2 Luego: la fuerza total sobre el conductor fue: Fc = 1142 sen /2 + 18.57 cos /2 DIAGRAMA DE LA DISTRIBUCION DE FUERZAS. ( 0.10 m 0.90 m 0.90 m ) ( F c1 F C2 F VP F C3 ) ( H 3 = 9.8 m ) ( H 1 = 11.60 m H 2 =10.70 m )5.20 m 1.30 m 0.10 m d) Momento Total (M) ( M = Mvp + Mc ) Donde: Mvp = Momento debido al viento sobre el poste (Kg-m) Mc = Momento debido al viento sobre el conductor y a la tracción de conductor (Kg-m) Mvp = Fvp x Z Mvp = 117.23 x 5.20 Mvp = 609.60 kg-m Mc =11.60 FC1 + 10.70 FC2 + 9.80 FC3 FC1 = FC2 = FC3 = FC Mc = (11.60 + 10.70 + 9.80) (1142 sen /2 + 18.57 cos /2) Mc = (32.10) (1142 sen /2 + 18.57 cos /2) Luego: M = 609.60 + 36658.2 sen /2 + 596.10 cos /2 (Kg/m) Entonces, la fuerza en la punta del poste es: ( Fp = M / He ) Donde: M = Momento Total (Kg-m) He = Altura equivalente (m) La fuerza en la punta del poste esta dada a 10 cm. de la punta del poste. ( Fp )0.10 m 11.60m En el siguiente cuadro se mostrara los valores de los momentos totales actuantes en los postes y las fuerzas en las puntas del poste para diferentes ángulos de desvío. ANGULO (α) Mvp (Kg-m) (H1+H2+H3) Fc (Kg) Senα/2 Fvc (Kg) Cosα/2 M (Kg-m) He (m) F (Kg) 5 609.60 32.10 1142 0.04358 20.6 0.49810 2536.46 11.6 218.66 10 609.60 32.10 1142 0.08682 20.6 0.49240 4118.02 11.6 355.00 15 609.60 32.10 1142 0.12941 20.6 0.48296 5672.88 11.6 489.04 20 609.60 32.10 1142 0.17101 20.6 0.46985 7189.21 11.6 619.76 30 609.60 32.10 1142 0.25000 20.6 0.43301 10060.48 11.6 867.28 45 609.60 32.10 1142 0.35355 20.6 0.35355 13804.02 11.6 1190.00 60 609.60 32.10 1142 0.43301 20.6 0.25000 16648.38 11.6 1435.21 90 609.60 32.10 1142 0.50000 20.6 0.00000 18938.70 11.6 1632.65 Del cuadro anterior podemos observar que: · Postes de alineamiento y ángulo (0° - 5°); sin retenida · Para ángulos mayores de 5° con retenida 4.5 Cálculo de retenidas Para compensar los esfuerzos mayores a 300 Kg en los postes, se usarán retenidas cuyas características son: Material : Acero galvanizado N° de hilos : 7 Diámetro del conductor : 5/16” (7.94 mm) Carga de Rotura : 4950 Kg Factor de Seguridad : 2.5 ( Tr SEN Fp m )0.10 m Hr = 11.60 11.60 m Tenemos que: Tr sen Ø x Hr = Fp x He Fp = Tr x sen Ø x (Hr/He) Para Ø = 30° Fp = 990.00 kg Entonces: Para postes con ángulos entre ( 10° - 45° ) se usará una retenida. Estructuras con ángulos entre ( 45° - 90° ): FP = Tr1 Sen x Hr1 + Tr2 Sen x Hr2 / He Tr1 = Tr2 = 1980 Kg Hr1 = 11.60 m Hr2 = 10.80 m He = 11.60 m = 30° Entonces: FP = 1943.10 Kg ( F P ) ( F P F P ) Retenida doble con ángulo entre (45° - 90°) Retenida doble con ángulo entre (45° - 90°) 4.6 Cálculo del bloque de anclaje Según el C.N.E. se debe cumplir la siguiente relación: d Tr/1.5 x L Donde: Tr = Tiro de la retenida (Kg) L = Longitud del bloque de anclaje (cm) d = Ancho del bloque de anclaje (cm) Asumimos para L = 40 cm d 1980 / (1.5 x 40) d 26.40 Seleccionamos: d = 30 cm 4.7 Cálculo de anclajes Premisas: · Bloque de concreto : 0.40 x 0.40 x 0.30 m · Varilla de anclaje : 5/8” Ø · Máximo tiro que soporta la retenida : 1980 Kg · Inclinación de la varilla : 37°; con la vertical · Peso específico del terreno () : 960 Kg/m2 · Angulo de Talud : 36° ( A C 37° h 36° 36° B ) Bolumen de tronco de piramide (V) V = (1/3)h [ ( b + 2C )2 + B2 (( B + 2c)2 B2 )1/2 ] Considerando: C = 0.7 h V = B2 h + 1.4 B h2 + 0.65 h3 ( B = 0.50
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