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CONTRATISTA: COCIEMA S.R.L. CONTRATISTAS GENERALES PROYECTO EN PMI FRIO SANTA MARIA SAC

SISTEMA DE UTILIZACIÓN EN MEDIA TENSIÓN 22.9 kV CON OPERACIÓN INICAL EN 10 kV.

MARZO 2018

1.0

MEMORIA DESCRIPTIVA

2

PROYECTO EN SISTEMA DE UTILIZACIÓN EN MEDIA TENSIÓN 22.9 kV CON OPERACIÓN INICIAL EN 10 kV FRIO SANTA MARIA SAC 1.0

MEMORIA DESCRIPTIVA

1.1 GENERALIDADES El presente corresponde al P r o y e c t o e n Sistema de Utilización en Media Tensión 22.9 kV con operación inicial en 10kV, para suministrar energía eléctrica a la empresa FRIO SANTA MARIA SAC, que brinda servicios de procesamiento, conservación y almacenamiento de productos congelados, secos, destinados al mercado nacional, cuyo predio está ubicado en la Av. Las Paz, Pasaje Berlín, Mz. A, lote N°5, sublote 8, Lotización La Capitana distrito de Lurigancho – Chosica, Provincia y Departamento de Lima. La empresa “FRIO SANTA MARIA SAC” solicito a la distribuidora LUZ DEL SUR S.A.A. el suministro de energía eléctrica en la tensión de alimentación de 22.9 kV. (Operación inicial 10kV) con una demanda máxima de 250,00 kW. El Punto de Diseño en 22.9 kV (operación inicial 10 kV), fue fijado por LUZ DEL SUR S.A.A. mediante carta DPMC.1619289, Exp. N°312019-MT, en el cual se fija el punto de medición a la intemperie (PMI), como muestra la carta emitida por LUZ DEL SUR S.A.A. y de acuerdo al croquis proporcionado por dicha concesionaria de energía. En el Punto de Diseño, los parámetros del sistema eléctrico son los siguientes: - Potencia de cortocircuito: 100 MVA en 10kV y 200 MVA en 22.9kV - Tiempo de actuación de la protección: 0.02 s. 1.2 ALCANCES DE LA OBRA PROYECTADA El proyecto contempla energía eléctrica en Media Tensión a la empresa FRIO SANTA MARIA SAC. El punto de diseño (PMI proyectado) se encuentra ubicado en la Av. Las Paz, Pasaje Berlín, Mz. A, lote N°5, sub-lote 8, Lotización La Capitana distrito de Lurigancho – Chosica, Provincia y Departamento de Lima. De acuerdo a lo indicado en el Numeral 6.19 de la “Norma de Procedimientos para la elaboración de proyectos y ejecución de obras en sistemas de Utilización en Media Tensión en zonas de concesión”, las instalaciones eléctricas están ubicadas en la vía pública o en propiedad privada, excepto la Subestación, que está instalada en la propiedad del interesado. El proyecto comprende el diseño electromecánico de lo siguiente:  219.50 m. de Red Primaria en media tensión diseñada para 22.9kV (considerando subida a PMI y subida a SAB), con cable de NA2XSY de 3 – 1 x 120 mm2.  Equipamiento electromecánico de una Subestación Aérea Biposte SAB con transformador trifásico de 300 KVA refrigerado en aceite para montaje a la intemperie, con una relación de transformación 22.9-10/0.23 KV. 

1.3 DESCRIPCION DE LA OBRA PROYECTADA Las principales características de la Obra proyectada son: 1.3.1 RED EN MEDIA TENSIÓN Punto de Diseño:

PMI proyectado

Tensión nominal:

22.9-10kV – 60 Hz.

Sistema adoptado:

Subterráneo trifásico.

Cable Subterráneo:

NA2XSY, 3-x120mm².

Puesta a tierra :

Electrodo Cooperwelld 5/8 Ǿ x 2.40m. Dosis de Bentonita o Thor gel, tierra de cultivo, caja de registro circular.

1.3.2 SUBESTACIÓN DE DISTRIBUCIÓN Tipo:

Aérea Biposte

Dimensiones:

(ver plano 312019-01)

1.4 MAXIMA DEMANDA DE POTENCIA PROYECTADA

CUADRO DE CARGAS ITE M

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

DESCRIPCION

CANT

CARGA (W)

Area Const. 380 M 2x25W/m2 Cortadora de Carne Motor de Túnel con sus Evaporadores Motor de Cámara con sus Evaporadores Empacadoras de Vacío Equipos para Salas de Proceso Bombas de Agua del Pozo Principal Inyectores Tumblers Revisión de Carga Total Factor de Simultaneidad

1 1 4 1 1 1 1 1 2 1

9500 3000 14174 18650 15000 27000 3000 4000 3000 112154

P.I. (W)

F.D.

9500.00 3000.0 56696.0 18650.0 15000.0 27000.0 3000.0 4000.0 6000.0 112154.00 255000.00

1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 0.98

Demanda Máxima

Donde la Máxima Demanda equivalente es de 250,00 kW Transformdor de potencia 300 KVA

M.D. (W)

9500.00 3000.00 56696.00 18650.00 15000.00 27000.00 3000.00 4000.00 6000.00 112154.00 255000.00 249900 249,90 KW 250,00 KW

1.5 PLANOS Y LÁMINAS DE DETALLES PROYECTADA 312019-01:

RECORRIDO DE RED. (Plano de ubicación, distribución, detalles pozo a tierra, cortes, leyenda, notas, etc.).

312019-02:

EQUIPAMIENTO ELECTROMECANICO DE SUBESTACION AÉREA BIPOSTE. (Equipamiento electromecánico, detalles, puesta a tierra, etc.).

1.6 BASES DE CÁLCULO En la presente ejecución de Obra, se ha tenido en cuenta lo estipulado por el Código Nacional de Electricidad – Suministros aprobado según Resolución Ministerial Nº 2142011-MEM/DM. Las Normas de Procedimientos para la “Elaboración de Proyectos y la Ejecución de Obras en Sistemas de Distribución y Sistemas de Utilización en Media Tensión en zonas de Concesión de Distribución”, de la Dirección General de Electricidad del Ministerio de Energía y Minas aprobada con R.D. Nº 0182002-EM/DGE y los lineamientos dispuestos en la Ley General de Electricidad Nº 23406. Parámetros considerados: a. Caída de tensión permitida por el CNE: b. Factor de Potencia:

5% 0.85 (atraso)

1.7 FINANCIAMIENTO El financiamiento y la ejecución de las obras h an sido realizados por cuenta de los interesados bajo la supervisión de LUZ DEL SUR, dentro del Marco Legal que se establece en los Artículos Nº 83 y 84 de la Ley de Concesiones Eléctricas Nº 25844 y los artículos Nº 166 y 167 de su Reglamento. 1.8 REGLAMENTO DE SEGURIDAD Y SALUD EN EL TRABAJO DE LAS ACTIVIDADES ELECTRICAS Para la elavoracion del presente proyecto, se tuvo en cuenta el cumplimiento del Reglamento de Seguridad y Salud en el Trabajo de las Actividades Eléctricas, el cual fue aprobado por Resolución Ministerial Nº 111-2013 MEM/DM y las normas de prevención establecidas por LUZ DEL SUR. El propósito de dicha medida es prevenir los accidentes de trabajo y enfermedades ocupacionales, así como garantizar las condiciones adecuadas de trabajo y mantener el bienestar físico mental y social de los trabajadores, protegiendo también las instalaciones y propiedades de las empresas. 1.9 SERVIDUMBRE El trazo de la red primaria se proyecto subterráneo desde el PMI proyectado hasta la Subestación Aérea Biposte ubicada dentro de la propiedad de FRIO SANTA MARIA SAC, en la vía pública no existe vereda ni pista. Debido a que la zona es urbana no es necesario el trámite de servidumbre, cualquier gestión que sea necesaria serán tramitados por los interesados, en la ejecución de su obra, de acuerdo con la Norma DGE 025-P-1/1988. 1.10 DISPOSICIONES FINALES En la elaboración del proyecto, se tomó como primera prioridad los planos y láminas de detalle, luego las especificaciones técnicas y por último la memoria descriptiva.

Asimismo en la elaboración del proyecto se tomó en cuenta las Normas Técnicas del Ministerio de Energía y Minas sección Electricidad. 1.11 DISTANCIAS MÍNIMAS DE SEGURIDAD SEGÚN C.N.E. (mayor a 15kV) Entre un eje de ducto y: 

Una canalización de agua. El ducto s e p r o y e c t o lo más lejos posible de toda canalización de agua a fin de protegerlo de ser dañado durante las obras de reparación del acueducto.  Una canalización de desagüe. El ducto s e p r o y e c t o lo más lejos posible de toda canalización de desagüe a fin de protegerlo durante las obras de reparación de la canalización de desagüe.  Una canalización telefónica. Se mantuvo una distancia no menor de 0.05m de concreto ó 0.10m de ladrillo ó 0.30m de tierra bien apisonada. Cuando los ductos son de concreto es suficiente la separación formada por el espesor de los ductos.  Una canalización de gas. Los ductos se p r o y e c t a r o n a no menos de 0.50m y s e t u v o u n especial cuidado de que exista una buena ventilación del ducto que contiene el cable de energía.  Un depósito subterráneo o canalización de petróleo, gasolina, kerosene u otro combustible derivado del petróleo. Los ductos p r o y e c t a d o s t i e n e n suficiente separación de toda tubería o depósito de combustible, tal que permita el uso de equipos de mantenimiento. El ducto y la canalización de combustible no entrarán al mismo buzón. Entre un cable directamente enterrado y:  



 

Una canalización de agua. Se considera una distancia mínima de 0.30m ó tan grande como se necesaria, tal que permita el acceso y mantenimiento de una u otra canalización fácilmente sin daño a la otra. Una canalización de desagüe, El cable se instalara lo más lejos posible de toda canalización de desagüe, no teniendo una separación menor de 0.30m. Cuando un cable cruce debajo de una canalización de desagüe, ésta será soportada adecuadamente para prevenir cualquier transferencia dañina de carga al cable. Una canalización telefónica. Se considera una distancia no menor de 0.30m. Si por alguna razón la distancia se reduce, los cables de energía y los de la telecomunicación han de protegerse con planchas no inflamables, placas o tubos, extendiéndose por lo menos a 0.50m más allá de ambos extremos del punto de aproximación, considerándose una separación de 0.10m de ladrillo ó 0.05 de concreto. Una canalización de gas. Tendrá una separación no menor de 0.50m. Un depósito subterráneo o canalización de petróleo, gasolina, kerosene u otro combustible derivado del petróleo. Los cables se proyectaron a una distancia no menor de 0.50m de las tuberías de combustible, ya sea que sigan la misma dirección o se crucen. En el caso de la ubicación de la Subestación Particular Proyectada, se instalara en el lugar más apropiado, según las exigencias de FRIO SANTA MARIA SAC.

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2.0

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE

SUMINISTRO DE MATERIALES PROYECTADO

2.0

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE SUMINISTROS DE MATERIALES PROYECTADO 2.1 RED SUBTERRÁNEA 22.9kV CABLE SUBTERRANEO DE ENERGIA PROYECTADO El conductor será de cobre electrolítico recocido o cableado concéntrico, o sectorial, pantalla interna capa semiconductora, aislamiento de polietileno reticulado (XLPE), pantalla externa capa semiconductora, alambre o cinta de cobre, cubierta exterior de policloruro de vinilo (PVC).          

Sección (mm2) Tipo Capacidad de corriente a 30ºC (Amp) Norma de Fabrication Tensión nominal de trabajo (kV) Tensión nominal de diseño (kV) Temperatura máxima de operación ( ºC) Resistencia a 20 ºC Resistencia AC Reactancia inductiva

: : : : : : : : : :

120 NA2XSY 285 NTP 370.001 22.9 18/30 90 0.387 ohm / km. 0.494 ohm / km. 0.1711 ohm / km.

Características mecánicas: Buena resistencia a la tracción, alta resistencia al impacto, a la abrasión, a la luz solar é intemperie, excelentes propiedades contra el envejecimiento por calor. Alta resistencia al ozono, ácidos y álcalis a temperaturas normales. CINTA SEÑALIZADORA La cinta señalizadora, utilizada para indicar la presencia de cables de media tensión, será colocado a 0.15 m. por encima de la base de los ladrillos (norma LDS CI9-030) o sobre los ductos de concreto según norma LSD CI-9-020 y tendrá las siguientes características: - Material: polietileno de alta calidad resistente a los ácidos y álcalis. - Ancho: 125 mm. - Espesor: 1/10 mm. - Color: rojo - Elongación: 250% - Inscripción: "Peligro de muerte 22,900 voltios", inscrita con letras negras que no pierdan su color con el tiempo y recubiertas con plástico. CINTA DELIMITADORA La Cinta Delimitadora es una película de vinil con adhesivo de caucho, resistente a la abrasión y a la mayoría de solventes comunes, empleada para señalar que los cables tendidos en la vía pública son de uso particular. Construcción: - Respaldo: Película de vinil pigmentada - Adhesivo: Caucho. - Color del Respaldo: Celeste. - Longitud de los rollos: 33 metros. - Ancho de los rollos: 2”. Propiedades Físicas Típicas: Prueba ASTM - Adhesión al acero: 23 oz./in. (25 N/100mm) D-3330 - Resistencia a la Tensión: 16 lb./in. (280 N/100mm) D-3759

- Porcentaje de Elongación: 130% D-3759 - Espesor del Respaldo: 0.10 mm D-3652 - Espesor Total: 0.13 mm D-3652 ZANJAS El cable se instalara directamente enterrado en zanja de 0.60 x 1.70 m., considerando un solado de concreto pobre de 0.05 m de espesor y a 1.0 m de profundidad sobre una capa de tierra cernida compactada de 15 cm. de espesor, señalizada en todo su recorrido por una hilera continua de ladrillos, instalados sobre una capa de tierra cernida compactada a 0.15 m por encima del cable y cinta plástica de color rojo especial colocada a 0.15 m por encima del nivel inferior del ladrillo, el resto de la zanja se rellena con tierra natural compactándose en capas de 20 cm. Estará dispuesto según se indica en el plano 227891 - 01. Ver norma LSD CI-9-030 TERMINAL EXTERIOR PARA CABLE SECO DE TIPO LARGO EN 22.9 kV: El terminal s e r á p a r a instalaciones exteriores para cables con aislamiento seco y pantalla de aluminio, el tubo de control permite reducir los esfuerzos eléctricos y protegerlos del efecto corona. Llevan campanas para aumentar la línea de fuga, son empleados para terminaciones de cable 3 – 1 x 1 2 0 mm² NA2XSY y presentan las siguientes caracteristicas:      

Tensión entre fases Tipo Fabricante Tubo controlador de esfuerzos Tubo protector rojo Campana unipolar:Aislante.Sintético

: 10/22.9 KV. : Elastomerico. : RAYCHEM. o similar. : Conductor eléctrico. : Aislante.Sintético. :Termo-restringente

CONDUCTOR DE PUESTA A TIERRA Es de cobre electrolítico de 99.9% de pureza, de conductibilidad 96.16% IACS, temple recocido, cableado concéntricamente, desnudo; con las siguientes características técnicas: -

Sección (mm2): Hilos del conductor: Diámetro nominal de los hilos (mm): Diámetro nominal externo (mm) : Carga de rotura mínima (KN): Peso total aproximado (Kg./Km.): Temple:

35 7 2.52 7.56 8.71 310 Recocido

Características Eléctricas - Resistencia cc a 20 °C (Ohm / Km.): - Máxima corriente sin corrección (A): 2.2

0.514 231

SUBESTACIÓN DE TRANSFORMACIÓN PROYECTADA

2.2.1 SUBESTACION AEREA BIPOSTE 300 KVA La estructura biposte está constituido por: 

2 postes de concreto armado centrifugado de 13/400/180/375.



2 plataformas de concreto armado para soporte de transformador, de 1,15m. de longitud, con embone al poste de 350 mm. de diámetro para soportar un peso máximo de 2600 Kg.  Conductor cableado de cobre tipo TW de 35 mm2 para línea a tierra.  Palomilla de concreto armado simétrica de 2.30 m de longitud entre ejes con 130 kg de peso y 100kg de carga de trabajo, con diámetro 290 mm. a) POSTE DE CONCRETO Los postes son fabricados de concreto armado por sistema de centrifugación y cumplen con las siguientes normas: ITINTEC 339.027: Para diseño, fabricación y pruebas. DGE 015-T : Para diseño, fabricación. Los postes de 13m son de las siguientes características:      

Longitud Carga de trabajo (Kg) Coeficiente de seguridad Diámetro en la cima (mm) Diámetro en la base (mm) Conicidad

Los postes serán izados desde esfuerzos de diseño.

: 13 : 400 :2 : 180 : 375 : 15 mm/m. su

centro

de

gravedad

sin

exceder

los

Están enterradas 1/10 de su longitud total y cimentados con mezcla de concreto 1.8 con piedras medianas. b) PLATAFORMA DE CONCRETO PARA SOPORTE DE TRANSFORMADOR Es de concreto armado de 1.15 m de longitud - Ø350mm y 180kg de peso por cada brazo de la plataforma, 1300 Kg de carga de trabajo por cada brazo de la plataforma. c) PALOMILLA DOBLE DE CONCRETO PARA SOPORTE DE CUT-OUT Es de concreto armado de 2.30 m de longitud - Ø290mm y 130kg de peso con soporte de carga de 100kg. 2.2.2 AISLAMIENTO PARA TERMINALES DE BUSHING DE TRANSFORMADORES Y CABLES DE COMUNICACIÓN El tubo de aislamiento de MT es de polimérico reticulado por radiación para alta tensión, de 50mm de diámetro por 800mm de longitud (la parte ancha) y 20mm de diámetro en la parte angosta. Tendrá las siguientes características:    

Relación de Termocontracción: 50/20 Rigidez Dieléctrica: 130KV/cm. a 2mm de espesor Elongación: 300 % Flexibilidad a Baja Temperatura: No Cracking

Además llevará Mastic de Sello y Aislamiento Antitraking de color rojo o negro de 30cm x 1”.

Tendrá las siguientes características:   

Fuerza de Adherencia Rigidez Dieléctrica Flexibilidad a Baja Temperatura

: : :

4 lb/pulgada 200 V/milésima de pulgada No Cracking

Estos materiales se aplicarán sobre los terminales de los bushing transformador aislando y sellando contra la humedad y la corrosión.

del

2.2.3 DISPOSITIVOS DE PROTECCION FUSIBLE SECCIONADOR UNIPOLAR (CUT OUT) Los fusibles seccionadores unipolares (CUT-OUT) son para instalación exterior a la intemperie, de las siguientes características:          

Material : porcela na Tensión de servicio : 22.9kV Tensión máxima : 27kV Tensión nominal : 25kV Nivel Básico de aislamiento BIL : 150kV Corriente de ruptura : 8kA r.m.s. Capacidad nominal : 100 A Altura de montaje : 1,000 m.s.n.m. Línea de fuga : 600 cm. Normas a cumplir : ANSI C37,40/41/42 Y NEMA SG2 1976

El portafusible es un tubo aislado en cuyo interior se instalarán los fusibles tipo expulsión. El cierre y apertura se efectuará mediante pértiga en forma manual, con carga. Los fusibles serán del tipo expulsión característica “K” de 25A para 10kV y 12A para 22.9kV. TRANSFORMADOR PROYECTADO Transformador trifásico en baño de aceite refrigeración natural con arrollamientos de cobre electrolítico y núcleo de fiero silicoso laminado en frío, para instalación a intemperie. Satisface las normas técnicas IEC – 76. Tiene las siguientes características:                 

Potencia nominal Tenión nominal primario Tensión nominal secundario Conexión MT Número de bornes en MT Regulación en 22.9 kV Regulación en 10 kV Conexión BT Grupo de conexión Número de bornes en BT Altura de trabajo Aislamiento interior en MT Bil exterior Aislamiento interior en BT Enfriamiento Montaje Altura de trabajo

: 300 KVA : 22900-10000V : 230 V : Estrella - Triangulo : 3 + 1 (neutro) : ± 2x2.5% : ± 2x3.3% : Estrella + N : YNyn6 (22.9kV) - Dyn5 (10kV) : 3 + 1 (neutro) : 1 000 m.s.n.m. : 24 / 125 kV BIL : 170 kV : 0.6 / 2.5 kV BIL : Onan : Exterior : 1000 m.s.n.m.

 

Norma de fabricación : ITINTEC 370.002 / IEC Pub. 76 El nivel de PCB en el aceite es menor a 2 p.p.m.

Accesorios estándar que incluye el transformador:         

Placa de acero inoxidable de característica. Conmutador de toma en vacío de 5 posiciones para ser accionado sin tensión y con bloqueo mecánico Pozo termométrico Oreas de izaje Borne de puesta a tierra Válvula de llenado de aceite con tapón incorporado Válvula de seguridad. Grifo de vaciado y toma de muestra de aceite de apertura gradual Tanque expansor.

RIEL DE ACERO PARA PROTECCIÓN DE POSTES CONTRA IMPACTO Es de acero de 1.60 m de longitud y 700kg de peso, irá enterrado hasta el nivel de 0.80 m y tendrá las siguientes características:  

MATERIAL: Acero RESISTENCIA: 210Kg/cm²

Hecho el montaje, se cubrirá el ojal de izamiento con mortero, emparejando la superficie 2.3 SISTEMA DE PUESTA A TIERRA Se ha considerado (03) puestas a tierra independientes en la Subestación, dos para el lado de media tensión 22.9-10kV y otro en Baja Tensión, ubicados según plano 227891-02. El conductor de la puesta a tierra será de cobre electrolítico desnudo temple blando, cableado, según Norma ASTM 83 y 88 de 35 mm² de sección. El electrodo de puesta a tierra será varilla de sección circular de 16 mm de ø x 2.4 m. de longitud, revestida con una gruesa capa exterior de cobre electrolítico (COOPERWELD). Los bornes serán de bronce de alta conductividad eléctrica y alta resistencia a la corrosión; y con tuercas y arandelas de presión. Las grapas para conectar los elementos derivados serán del tipo cuña. La puesta a tierra deberá llevar una caja de registro de concreto de dimensiones 400x400x300 mm para señalización, debidamente pintada con la indicación de puesta a tierra y se deberá usar Bentonita (50Kg), como agregado para el tratamiento del terreno Al pozo de tierra de media tensión irán el cuerpo del transformador, seccionadores y demás elementos soportes de 22.9-10kV. La resistencia equivalente a tierra del pozo de Media Tensión no será mayor a 25 ohms. 2.4 EQUIPOS DE SEGURIDAD Y MANIOBRA La Subestación t i e n e los siguientes equipos de protección y maniobra para la puesta en servicio y maniobras futuras: - Guantes dieléctricos. Un par de guantes tamaño grande, de material aislante para uso eléctrico y un nivel de aislamiento 40 kV, clase 3 talla 9.5 ó similar. - Banqueta de maniobras. Consistente en una plataforma de 0.80 x 0.80m de madera dura de 2” de espesor mínimo, conformada por listones debidamente

encolados y soportados en listones de 2 ½” aprox., de modo que pueda resistir un peso de 100 kg. Como acabado, la madera será protegida con una capa de barniz. Estará soportada en aisladores de 40 kV. Tensión nominal: 24 kV Capacidad de aislamiento: según VDE 011.1212. - Pértiga de maniobra. Tipo tropicalizada y para trabajo pesado, de material aislante de alta resistencia mecánica a la tracción y la flexión, para maniobrar y accionar los seccionadores en vacío; tendrán un aislamiento no menor de 40 kV y una longitud aprox. de 12 mts (7 cuerpos), tendrán un disco central con el fin de aumentar la distancia de la superficie de contorneo é indicador luminoso de existencia de tensión. - Cascos dieléctricos, de material aislante para uso eléctrico y un nivel de aislamiento de 40kV. - Botas dieléctricas, de material aislante para uso eléctrico y un nivel de aislamiento de 40 kV. - Revelador de tensión, será un instrumento de prueba, que emplea el gradiente del campo electrostático, a medida que se aproxime al conductor energizado. Vendrá provisto con luces centellantes y sonidos audibles que alerten al operador. Vendrá provisto con un selector de rango de la tensión a probar (0-60Kv.), la alimentación será con baterías alcalinas a 9 V. - Cartilla de maniobras - Lentes de Seguridad, anteojos de policarbonato 56 CL, con protección lateral y patilla fija, la montura y las lunas serán a la medida de cada trabajador. Se fabricaran según normas internacionales ANSI Z87.1 – 1989. - Extintor de CO2, las propiedades del CO2 es que no conduce la electricidad por lo que puede ser usado para apagar incendios cargados eléctricamente.

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3.0

CÁLCULOS JUSTIFICATIVOS PROYECTADO

14

3.0 CÁLCULOS JUSTIFICATIVOS PROYECTADO 3.1 CÁLCULOS ELÉCTRICOS PARA 22.9Kv operación inicial 10Kv DIMENSIONAMIENTO DEL CABLE DE 10kV Condiciones: Potencia del Transformador Tensión nominal Factor de potencia Potencia de Cortocircuito Tiempo actuación de protec. Temperatura del Terreno Profundidad instalación del cable Tipo de cable a utilizar Longitud Demanda máxima Sección

: 300 kVA : 10 kV. : 0.85 : 100 MVA : 0.02 s. : 25 ºC : 1.00 m : NA2XSY de 3-1x120mm2 : 219.50 m. : 250 kW. : 120 mm2.

SAB PROY

PMI LUZ DEL SUR 3-1x120 NA2XSY 219.50m CALCULO POR CORRIENTE DE CARGA Factores de corrección por condiciones de instalación: - Resistividad térmica del terreno 120 (ºC - cm / W) - Temperatura del terreno 25 º C. - Profundidad de instalación (1.00 m)

: 1.092 : 1.00 : 1.00

Feq = 1.092 x 1.00 x 1.00 x = 1.092

I 

KVA 3 * KV

Ic = 300 / (1.73 x 10) Ic = 17,34 A

Luego la corriente de diseño: ld

= lc/Feq

ld

=

17,34 = 15,88 A 1.092

El cable 3-1x120mm² NA2XSY con capacidad nominal de 285 A transportará la corriente actual y la posible carga futura. CALCULO POR CAIDA DE TENSION

V 

3L I (rcos  xsen ) 1000

L = 219.50 m r = 0.494 /km

cos  = 0.85 x = 0.2761 /km

sen  = 0.52 Ic = 18.475 A.

Reemplazando valores V V

x 219.50 x18.475 ( (0.494x0.8  5 + 0.2761x0.52) 1000

V = 3.95 V. %V = 0.395% Vn es menor 5% Vn, es decir 500V CALCULO CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO EN EL CABLE Condiciones: Potencia del sistema (Pcc) Tensión nominal (V) Duración del cortocircuito (t) Corriente de cortocircuito permanente (Icc) : KA

Icc 

: 100 MVA : 10 kV : 0,02 s.

Pcc (MVA) 3xV (KV)

Icc 

100 3 X10

Icc = 5.773 KA CALCULO POR CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO TERMICAMENTE ADMISIBLE EN EL CABLE (Ikm) Ikm: Corriente de cortocircuito térmicamente admisible por el cable (kA) Sección del cable (S) Duración del cortocircuito (t)

Ikm 

0.0945 S t

Ikm 

(0.0945)x(120) 0.02

: 120 mm². : 0.02 s.

Ikm = 80,19 kA Se calculó Icc = 5.773 kA en el sistema. Ya que Ikm > Icc, la selección del cable de 120 mm² es la correcta.

3.1.1 CÁLCULOS ELECTRICOS EN LA SUBESTACION PROYECTADA DEL CLIENTE DETERMINACION DE LA POTENCIA DE CORTOCIRCUITO (PccII) EN LA SUBESTACION PROYECTADA Impedancia del sistema: ZI = ZI =

V2 Ohm PccI (10)2 100

ZI = j1.000 Ohm Impedancia del Cable de NA2XSY de 3-1x120mm2: r = 0.494 /km x =0.2761 /km;

L =0.088 km.

La impedancia está dada por: Zc = (r + jx). L Luego: Zc = (0.494 + j 0.2761) x 0.088 = (0.04347 + j 0.024297) Ohm. ZII = ZI + Zc ZII = j 1.000 + (0.04347 + j 0.024297) ZII =0.04347 + j 1.024297 ZII2= (0.04347)2 + (1.024297)2 ZII = 1.02522  Luego la potencia de cortocircuito en la Subestación Particular es: PccII =

V2 ZII

PccII = (10)2 = 97.54 MVA 1.02522 CALCULO DE LA CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO IcII = PccII √3 x V IcII = 97.54 = 5.6315 kA. √3 x 10 CALCULO DE LA CORRIENTE DE CHOQUE (Ich) Ich = u. 2. IccII.

Se tiene u = 1.8 Ich = 1.8 x 2 x 5.6315 = 14.3355 kA

3.2 CÁLCULOS ELÉCTRICOS PARA 22.9kV DIMENSIONAMIENTO DEL CABLE DE 22.9 kV Condiciones: : 300 kVA : 22.9 kV. : 0.85 : 200 MVA : 0.02 s. : 25 ºC : 1.00 m : NA2XSY : 219.5 m. : 250 kW. : 120 mm2.

Potencia del Transformador Tensión nominal Factor de potencia Potencia de Cortocircuito Tiempo actuación de protec. Temperatura del Terreno Profundidad instalación del cable Tipo de cable a utilizar Longitud Demanda máxima Sección

S.A B. PROY.

PMI LUZ DEL SUR 3-1x120 NA2XSY 219.5 m CALCULO POR CORRIENTE DE CARGA Factores de corrección por condiciones de instalación: - Resistividad térmica del terreno 120 (ºC - cm / W) -Temperatura del terreno 25 º C. - Profundidad de instalación (1.00 m)

: 1.092 : 1.00 : 1.00

Feq = 1.092 x 1.00 x 1.00 = 1.092

I 

KVA 3 * KV

Ic = 300 / (1.73 x 22.9) Ic = 7,57 A Luego la corriente de diseño: ld

= lc/Feq

ld

=

7,57 = 6,93 A 1.092

El cable 3-1x120mm² NA2XSY con capacidad nominal de 285A transportará la corriente actual y la posible carga futura.

CALCULO POR CAIDA DE TENSION

V 

3LI (rcos  xsen ) 1000

L = 219.5 m r = 0.494 /km Reemplazando valores

cos  = 0.85 x = 0.2761 /km

sen  = 0.52 Ic = 8.068 A.

3 x219.5x8.068 ( 0.494x0.8 5 + 0.2761x0.52) 1000

V 

V = 1.73 V. %V = 0.0173% Vn es menor 5% Vn, es decir 1,145V CALCULO CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO EN EL CABLE Condiciones: Potencia del sistema (Pcc) Tensión nominal (V) Duración del cortocircuito (t) Corriente de cortocircuito permanente (Icc) : KA

Icc 

: 200 MVA : 22.9 kV : 0,02 s.

Pcc (MVA) 3xV (KV)

Icc 

200 3 X22.9

Icc = 5.042 KA. CALCULO POR CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO TERMICAMENTE ADMISIBLE EN EL CABLE (Ikm) Ikm: Corriente de cortocircuito térmicamente admisible por el cable (kA) Sección del cable (S) Duración del cortocircuito (t)

Ikm 

0.0945 S t

Ikm 

(0.0945)x(120) 0.02

: 120mm². : 0.02 s.

Ikm = 80,19 kA Se calculó Icc = 5.042 kA en el sistema. Ya que Ikm > Icc, la selección del cable de 120 mm² es la correcta.

3.2.1 CÁLCULOS ELECTRICOS EN LA SUBESTACION PROYECTADA DEL CLIENTE DETERMINACION DE LA POTENCIA DE CORTOCIRCUITO (PccII) EN LA SUBESTACION PROYECTADA Impedancia del sistema: ZI =

V2 Ohm PccI

ZI =

(22.9)2 200

ZI = j2.622 Ohm Impedancia del Cable de 120 mm2 NA2XSY: r = 0.494 /km x =0.2761 /km;

L =0.088 km.

La impedancia está dada por: Zc = (r + jx). L Luego: Zc = (0.494 + j 0.2761) x 0.088 = (0.04347 + j 0.024297) Ohm. ZII = ZI + Zc ZII = j 2.622 + (0.04347 + j 0.024297) ZII =0.04347 + j 2.646297 ZII2= (0.04347)2 + (2.646297)2 ZII = 2.64665  Luego la potencia de cortocircuito en la Subestación Particular es: PccII =

V2 ZII

PccII = (22.9)2 2.64665

= 198.141 MVA

CALCULO DE LA CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO IcII = PccII √3 x V IcII = 198.141 = 4.9955 kA. √3 x 22.9 CALCULO DE LA CORRIENTE DE CHOQUE (Ich) Ich = u. 2. IccII.

Se tiene u = 1.8 Ich = 1.8 x 2 x 4.9955 = 12.7165 kA

3.3 CÁLCULO DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA EN MEDIA TENSIÓN Y NEUTRO Y BAJA TENSION Los criterios para el dimensionamiento de las puestas a tierra en líneas de media tensión, incluyendo las de electrificación rural son las siguientes: a) b) c) d)

Seguridad de las personas. Operación del sistema. Descargas atmosféricas Facilidad para el recorrido a tierra de las corrientes de fuga.

A continuación se analiza, cada uno de los criterios mencionados a fin de determinar como se han aplicado. 

Seguridad de las personas. Es el criterio más exigente, puesto que toma en cuenta las tensiones de toque, tensión de paso y de transferencia; en consecuencia no solo es necesario obtener un bajo valor de la resistencia de puesta a tierra, sino también una adecuada configuración de éste, para reducir el gradiente de potencial. Este criterio solo se aplica a las subestaciones de distribución.



Operación del sistema. En este tipo de sistemas, el criterio es el de obtener una resistencia equivalente total de todas las puestas a tierra, menor o igual a 3Ω para garantizar que durante una falla de fase a tierra; el fenómeno de desplazamiento del neutro no produzca sobretensiones importantes en las fases no falladas.



Sistemas con neutro aislado. En este tipo de sistemas, las únicas puestas a tierra importantes, desde el punto de vista de la operación, son las que corresponden al neutro del transformador de potencia y a la subestación de distribución; la subestación de potencia presenta por lo general, resistencias menores a 3 Ω, por lo que realmente importa es la resistencia de puesta a tierra de la subestación de distribución.



Descargas atmosféricas. De manera general las líneas primarias ubicadas en la Sierra y Selva; debido a los recorridos por zonas naturalmente apantallados por cerros o por árboles están más expuestas a sobretensiones por descargas indirectas que por descargas directas, en tal sentido para el caso del presente proyecto; las Líneas Troncales y redes primarias en media tensión, se han tomado en cuenta las sobretensiones directas ya que en esta zona de la Costa no se presentan regularmente descargas atmosféricas. Para el sistema con neutro aislado, el dimensionamiento de la puesta a tierra desde el punto de vista de descargas atmosféricas; se han basado en lo que establece el Código Nacional de Electrificación – Suministro.



Facilidad para el recorrido de corrientes de fuga. En las subestaciones de distribución y medición con equipos TRAFOMIX, deberán instalarse necesariamente electrodos verticales hasta alcanzar el valor de resistencia de puesta a tierra que establece el Código Nacional de Electricidad. Todas las partes metálicas no pertenecientes a los circuitos energizados de corriente de servicio (pantallas de cables, tableros de distribución, carcasa de transformadores; equipos de protección y maniobra, tableros, medición y control, etc.) se conectan al sistema respectivo de puesta de tierra en media y baja tensión según sea el equipo (porque al producirse alguna falla o avería dichas partes metálicas normalmente no energizadas pueden entrar en contacto con los circuitos de corriente de servicio y luego pueden estar expuestas al toque).

3.3.1 Objetivos principales de la puesta a tierra  Obtener una resistencia eléctrica lo más bajo posibles para derivar a tierra fenómenos eléctricos transitorios, corrientes de falla estáticos y parásitas; así como ruidos eléctricos y de radio frecuencia.  Mantener los potenciales producidos por las corrientes de falla dentro de los límites de seguridad, de modo que las tensiones de paso o de toque no sean peligrosas para los humanos y/o animales.  Hacer que el equipamiento de protección sea más sensible y permita una rápida derivación de las fallas de tierra.  Proporcionar un camino de derivación a tierra de descargas atmosféricas; transitorios y de sobre tensiones internas del sistema.  Ofrecer en todo momento y por un lapso prolongado baja resistencia eléctrica que permita el paso de las corrientes derivadas.  Servir de continuidad de pantalla en los sistemas de distribución de líneas telefónicas. 3.3.2 Resistividad del suelo La resistividad del suelo, es la facilidad u oposición natural que presentan los terrenos al paso de la corriente eléctrica y depende de varios factores para que un terreno posea mayor o menor conductividad entre otros podemos resaltar los siguientes: Tipo de suelo Terreno Porosidad Humedad Temperatura

: Composición química, presencia de electrolitos. : Formación de los suelos, peso, gravedad, etc. : Inclusiones esféricas vacías o llenas de aire. : Existencia de agua en los pozos. : Condiciones naturales extremas que influyen la resistividad.

3.3.3 BASES DE CÁLCULO: Resistividad del terreno (Arcilla – arena): 30-50 Ω - m (medición). Resistencia máxima del sistema de puesta a tierra: 25 Ω Según C.N.E.)

ESQUEMA DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA:

PT1

PT2

PT3

PTn

NEUTRO DE LOS CIRCUITOS DE DISTRIBUCIÓN DE MEDIA TENSIÓN Y MASAS MÉTALICAS

R  25  n

n  Nº

P.T .

Como primera alternativa se considerará que se utiliza un electrodo único como la resistencia de puesta a tierra; y como 2 t < L, se tiene:

R=

𝑃 2𝜋𝐿

x Ln(

4𝐿

1,36 𝑥 𝑑

)

t P = Resistividad del terreno arcilla – arena…..50 Ω-m L = Longitud del electrodo………………………..2,40 m d = Diametro del eletrodo 5/8”……..……………0,0159 m t = Profundidad de enterramiento……….……...0,20 m

L

d

Remplazando RF = 20 Ω Este valor esta comprendido dentro del rango permisible, estimado por las normas. En la puesta a tierra se deberá usar Bentonita como agregado para el tratamiento del terreno, la cual mejorará la resistividad del terreno. La Bentonita se mezclará con la tierra de cultivo, tratando de homogeneizar dicha mezcla, para luego rellenar el pozo de tierra e ir compactándola en segmentos conforme se vaya cubriendo por la mezcla preparada.

La resistencia del pozo de puesta a tierra del sistema de medición deberá tratarse convenientemente con sales para que este valor no supere los 3 ohmios, caso contrario se aumentara el número de dispersores hasta conseguir el valor recomendado. CÁLCULO DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA EN BAJA TENSIÓN. El sistema de distribución de baja tensión es del tipo compartido y estará conformado de la siguiente manera: - Un circuito trifásico, neutro corrido a un nivel de tensión de 220V. para fuerza. (95% de la capacidad del transformador). El sistema de puesta a tierra estará conformado por uno ó más pozos de tierra, que permita disipar las corrientes de falla a tierra que puedan producirse en los equipos, tableros e instalaciones de baja tensión y este no debe superar las condiciones técnicas exigidas por las normas. BASES DE CÁLCULO: Resistividad del terreno: 30 - 50 Ω-m (según medición). Resistencia máx. del sistema puesta a tierra: 10 Ω ( según norma). ESQUEMA DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA:

SUBESTACIÓN PARTICULAR Elaborando cálculos análogos, se tiene:

0.20 m 2.40 m

Este diseño se puede asimilar a electrodo único cuya resistencia de puesta a tierra es:

NEUTRO DE LOS CIRCUITOS DE DISTRIBUCIÓN DE BAJA TENSIÓN. Como 2 t < L, se tiene:

R=

𝑃 2𝜋𝐿

x Ln(

4𝐿

1,36 𝑥 𝑑

)

Dónde: t R = Resistencia de puesta a tierra (Ω). L = Long. de electrodo (2.40m). a = radio de electrodo (m). t = Profundidad de enterramiento (m). p = Resistividad del terreno (Ω-m)

L

2a= d Se tiene: L = 2.40 m d = 0.0159 m. (5/8” ø) t = 0.200 m. pr = 50 Ω – m Reemplazando R F = 20 Ω, como este valor, excede al recomendado por el C.N.E. se procederá a recalcular utilizando dos electrodos: La resistencia de un par de varillas alineadas y separadas una distancia de 4 m entre ellas y utilizando electrodos de las mismas características técnicas se calcula por la formula:

Rv =

𝑃 4𝜋

Para S = 4m

[

4𝐿 𝑎

𝐿𝑛( )−1 𝐿

+

(1+

𝐿² 2𝐿⁴ ) + 3𝑆 ᴽ 5𝑆⁴

𝑆

]

a= (5/8”), L = 2.40m.

Dónde: Rv = 0.22 p, y considerando una interferencia entre ellos del 80% se obtiene: Rv = 0.22 x 0.8 x p = 0.176 p = 0.176 x 50 = 8.80 Ω.

3.4 SELECCIÓN DEL FUSIBLE DE PROTECCION Y COORDINACIÓN DE TRANSFORMADOR 22.9kV (OPERACIÓN INICIAL EN 10kV) Dimensionamiento del fusible para 10 kV Para elegir los fusibles 10 kV adecuados se aplicará el siguiente criterio: La intensidad nominal del fusible tiene que ser superior a 1.4 Inom. Para el fusible del seccionador de potencia que protege al transformador de potencia de 300kVA tendremos: La corriente nominal se determina: Ic =

P (kVA) √3xV

=

300 √3X10

= 17,32 A.

Inom. = 17,32 A. Ifus = 1.40 x 17,32 A = 24,25 A Luego el fusible a elegir será de 25 A. Las curvas del tipo de fusible que ha de ser usada se encuentran en la grafica de Curva 1.

Ifus  150%In CORRIENTE DE INSERCIÓN Y TÉRMICA Para la curva de daño térmico del transformador (se toma el criterio establecido en la guía de tiempo de duración de corrientes de transformadores P784 / D4 de la Norma ANSI C 51.12.00 para transformadores auto enfriados en aceite). IInserción = 12 x In

en un tiempo de 0.1 segundos, luego

IInserción = 12 x 17,32 = 207,84 A Para la curva de energización del transformador de acuerdo a la Norma IEC se tiene: ITérmica = 20 x In

en un tiempo de 2 segundos, luego

ITérmica = 20 x 17,32 = 346,40 A Dimensionamiento del fusible para 22.9 kV Para elegir los fusibles 22.9kV adecuados se aplicará el siguiente criterio: La intensidad nominal del fusible tiene que ser superior a 1.4 Inom. Para el fusible del seccionador de potencia que protege al transformador de potencia de 300 kVA tendremos: La corriente nominal se determina: Ic =

P (kVA) √3xV

=

300 √3X22.9

= 7 , 5 6 A.

Inom. = 7,56 A. Ifus = 1.40 x 7,56 A = 10,58 A Luego el fusible a elegir será de 12 A.

Las curvas del tipo de fusible que ha de ser usada se encuentran en la gráfica de Curva 1.

Ifus  150%In CORRIENTE DE INSERCIÓN Y TÉRMICA Para la curva de daño térmico del transformador (se toma el criterio establecido en la guía de tiempo de duración de corrientes de transformadores P784 / D4 de la Norma ANSI C 51.12.00 para transformadores auto enfriados en aceite). IInserción = 12 x In

en un tiempo de 0.1 segundos, luego

IInserción = 12 x 7,56 = 90,72 A Para la curva de energización del transformador de acuerdo a la Norma IEC se tiene: ITérmica = 20 x In

en un tiempo de 2 segundos, luego

ITérmica = 20 x 7,56 = 151,20 A

K RO

MARZO 2018

METRADO DE MATERIALES CLIENTE: FRIO SANTA MARIA SAC MARZO 2018 DESCRIPCION

UNID

CANTIDAD

POSTE 13 M/400/180/375 mm PLATAFORMA DE CAC

U U

2 2

PALOMILLA DE CONCRETO

U

1

BASE DE CONCRETO TAM 4

U

1

CABLE N2AXSY 120 mm2 CABLE TW 35 mm2 AMARILLO

M M

691 70

CABLE NYY COMUNICACION 3-1x120mm2

M

24

DUCTO DE CONCRETO DE 4 VIAS

M

7

TERMINAL EXTERIOR 22,9 KV NA2XSY 120 mm2

U

1

SECCIONADOR CUT OUT 27 KV ALTA CORROSION FUSIBLE DE EXPULSION DE 25 A 10 KV PUESTA A TIERRA

U U JG

3 3 3

TABLERO TAM 4 EQUIPADO

U

1

TRANSFORMADOR DE POTENCIA 300 KVA 10-22,9/0,23 KV

U

1

RIEL DE PROTECCION ACCESORIO ANCLAJE DE TRANSFORMADOR CINTA SEÑALIZADORA ROJA

U JG M

2 2 220

CINTA SEÑALIZADORA CELESTE

RO

8

CINTA AISLANTE ROJA, VERDE, BLANCA Y NEGRA C/U

RO

1

CABLES

ACCESORIOS

CRONOGRAMA DE AVANZE DE OBRA PROYECTO:SISTEMA DE UTIZACION EN MEDIA TENSION 22,9 KV. C0N OPERACIÓN INICIAL EN 10 KV. PROPIETARIO: FRIO SANTA MARIA FECHA: MARZO 2018

MES 1

DESCRIPCION SEMANA 1 1

INCIO DE OBRA – APERTURA CUADERNO DE OBRA

2

TRAZO Y REPLANTEO

3

SUMINISTRO DE EQUIPOS Y MATERIALES

4

EXCAVACION DE ZANJA MT

5

MONTAJE DE SUBESTACION AEREA

6

TENDIDO DE CONDUCTORES PARA RED MT

7

CONSTRUCCION Y CONEXIÓN DE PUESTA A TIERRA MT Y BT

8

PRUEBAS

9

CONEXIÓN , PUESTA EN SERVICIO Y RECEPCION DE OBRA

SEMANA 2

SEMANA 3

SEMANA 4