UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL

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1 UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL ROSARIO TRANSMISION Y DISTRIBUCION DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA PROBLEMA ABIERTO Tema: Cálulo Meánio de ondutores. Utilizando software CAMELIA Profesores: Ing. Cortelloni. Ing. Noino. Alumnos: Farias, Esteban. Prinipi, Maros. Año 011

2 Memoria desriptiva. El siguiente trabajo orresponde al álulo de una línea de 13 kv del tipo rural. Diha línea une dos estaiones transformadoras. Partiendo desde la ET A y terminado en la nueva ET B. La línea existente y la proyetada son propiedad de la Empresa provinial de la energía (EPE). La línea deberá atravesar zona rural, en forma reta, sorteando en un punto de su transurso la Ruta Naional xx. La longitud de la traza será de 1 km. La línea será onstruida on postaión de hormigón y ondutor Al-A 300/50 e hilo de guardia de 50 mm. La ET A se enuentra lindante on a la Ruta Naional xx, por lo que la estrutura terminal tendrá seguridad aumentada, a fin de servir de retenión al rue de la misma. Planteamos 3 tramos on vanos de 80 mts. Luego se produe un quiebre en la línea de 30º para aeder a la ET B, este último tramo uenta on 15 vanos también de 80 mts. Se utilizará adena de aisladores de vidrio templado, tanto para suspensiones omo para reteniones. Estruturas Terminales: Estruturas de suspensión: 71 Reteniones ángulo 0º: Retenión angular (30º): 1 LAT ENTRE RETENSIONES LONG. VANO [m] CANT. VANOS LONG. TRAMO [m] CANT. POSTES SUSP. TRAMO 1 ET A a RA0º TRAMO RA0º - RA0º TRAMO 3 RA0º - RA30º TRAMO 4 RA30º - ET B TOTALES Calulo de vano rítio entre los estados y 3 Primero alulamos y 3 = P 1.kg/ m = S t 353.5mm =

3 3 = Pt S t Pt P P V P V V 80. k. Q. sen. 0,6 16 am kg m P V kg m Pt kg m 3 = Pt S t = Luego alulamos a Estado Estado 3 ( 10), (15), 3 3 a m a 6 15 ( 10) ( ) a m 1) Si a > a, el estado más desfavorable es el de mayor sobrearga ) Si a < a, el estado más desfavorable es el de menor temperatura. - -

4 Calulo meánio para ondutor de energía. (Al-A 300/50) En la siguiente tabla se muestran los estados atmosférios propuestos por el software CAMELIA para la zona esogida (EPE Sur): Datos del ondutor de energía: Para un primer álulo tomamos omo base el estado, on una tensión meánia máxima de 1 kg/mm - 3 -

5 Cálulo de Tiro y Fleha de Condutores de energía (vano de 80 m; estado base ): Estado Básio: (TENSIÓN MAX. ADMISIBLE 1 Kg/ mm) Fleha Máxima: 4.61 mts. a 15º Tiro Máximo: 44 kg (Estado ) Tensión Max. Admisible 5.6 Kg/mm (Estado 5, zona rural, VDE 010) Tomando omo base el estado, observamos que en el estado 5, se supera la tensión meánia máxima admisible por la norma VDE 010 (5.6 kg/mm). También podemos observar una inonsistenia. Dado que el máximo esfuerzo ourre en y no debería ser así, ya que después de alular el vano rítio quedo demostrado que el máximo esfuerzo debería darse en 3. Por lo tanto, debemos tomar otro estado básio para el álulo. Para ello, se adopta omo base el estado 3, fijando la tensión meánia máxima que establee la norma menionada

6 Cálulo de Tiro y Fleha de Condutores de energía (vano de 80 m; estado base 3): Estado Básio: 3 (TENSIÓN MAX. ADMISIBLE 1 Kg/ mm) Fleha Máxima: 4.55 mts. a 15º Tiro Máximo: 439 kg (Estado ) Tensión Max. Admisible 5.6 Kg/mm (Estado 5, zona rural, VDE 010) Tomando omo base el estado 3, vemos que persiste diha inonsistenia (TENSION MAYOR QUE TENSION 3). Y además se sigue superando la tensión meánia máxima admisible en el estado 5 que es por norma (5.6 kg/mm) Por lo tanto, debemos tomar otro estado básio para el álulo. Para ello, se adopta omo base el estado

7 Cálulo de Tiro y Fleha de Condutores de energía (vano de 80 m; estado base 5): Estado Básio: 5 (TENSIÓN MAX. ADMISIBLE 5.6 Kg/ mm) Fleha Máxima: 7.07 mts. a 45º Tiro Máximo: 850 kg (Estado 3) Tensión Max. Admisible 1 Kg/mm (Estados 1 al 4, zona rural, VDE 010) Podemos observar que se verifian los valores de tensión meánia máxima, en los 5 estados, por lo tanto pasamos a realizar la tabla de tendido

8 Tabla de tendido para able de energía: NOTA: podemos notar otra inonsistenia en la tabla de tendidos; los valores de TENSION, TIRO Y FLECHA, de algunas temperaturas no oiniden on los valores antes obtenidos - 7 -

9 Cálulo meánio para el hilo de guardia. (A 50) Datos del ondutor de guardia: Al igual que para los ables de energía, para un primer álulo tomamos omo base el estado, on una tensión meánia máxima de 8 kg/mm Cálulo de Tiro y Fleha de Condutores de guardia (vano de 80 m; estado base ): Estado Básio: (TENSIÓN MAX. ADMISIBLE 8 Kg/ mm) Fleha Máxima: 4.89 mts. a 15º Tiro Máximo: 157 kg (Estado 3) Tensión Max. Admisible 8 Kg/mm (Estados 1 al 4, zona rural, VDE 010) - 8 -

10 Observamos que en el estado 3 y en el estado 5, se supera la tensión meánia máxima admisible por la norma VDE 010 (8 kg/mm y 13.8 kg/mm respetivamente). Por lo tanto, debemos tomar otro estado básio para el álulo. Para ello, se adopta omo base el estado 5, fijando la tensión meánia máxima que establee la norma menionada. Cálulo de Tiro y Fleha de Condutores de guardia (vano de 80 m; estado base 5): Estado Básio: 5 (TENSIÓN MAX. ADMISIBLE 13.8 Kg/ mm) Fleha Máxima: 6.9 mts. a 15º Tiro Máximo: 1110 kg (Estado 3) Tensión Max. Admisible 8 Kg/mm (Estados 1 al 4, zona rural, VDE 010) - 9 -

11 NOTA: todas las flehas obtenidas para el hilo de guardia son inferiores al 90% de las del ondutor de energía para el mismo estado onsiderado, por lo que nos enontramos en buenas ondiiones de álulo. Tabla de tendido del hilo de guardia (vano de 80 m):

12 Poste de Suspensión. Diseño Geométrio Distanias mínimas del ondutor a masas: U n 13 dt1 0, 88m U n : Tensión en KV. Longitud de la adena de aisladores: U 13 N º aisladores n 8, El aislador empleado es de vidrio templado modelo E-15W-146 de 155 mm de diámetro (D) y 146mm de altura (P)

13 La longitud de la adena de aisladores ompleta será: l ( 90,146m) l p 1, 614m p l : Longitud del péndulo=0,30m. Estos álulos orresponden a las estruturas de suspensión, para las de retenión debemos agregar un aislador más a la adena (según reomendaiones de la VDE 010)

14 Distania entre ondutores en el entro del vano: d k f max l U n 150 Fmax: fleha máxima (para el vano de 80 mts.) = 6,8 m. k: oefiiente que depende de la disposiión de los ables y su ángulo de inlinaión on el viento (o el ángulo entre los ables en el poste). ADOPTAMOS k= 0, d 0,75 6,8 1, m 150 Distania entre Ménsulas: d m l p l 1,6 d m 0,30m 1,614m 1,6m 3, 174m De la omparaión entre dm y d adoptamos omo la separaión entre ménsulas el mayor valor de ambos, en este aso se toma 3,174m; garantizando así el umplimiento de la separaión de los ables en el medio del vano. Definiión de la Altura del poste: Altura de la ménsula superior: h mi hl f max l l p h l : Altura libre, adoptamos para zona rural 7m. h mi 7m 6,8m 1,614m 0,30m 15, 19m Altura de la ménsula superior: hms hmi dm 15,19m 3,174m 18, 36m Altura de la ménsula intermedia: hmi hms 15,19m 18,36m hmm 16, 775m

15 Calulo de la Altura de los Condutores: Condutor superior: hs hms l l p 18,36m 1,614m 0,30m 16, 446m Condutor intermedio: hm hmm l l p 16,775m 1,614m 0,30m 14, 861m Condutor inferior: hi hmi l l p 15,19m 1,614m 0,30m 13, 76m Determinaión del ángulo (θ) de delinaión de una adena de aisladores de suspensión por aión del viento: artg F G v Fva Ga Donde: Fv: fuerza del viento sobre el ondutor en ambos semivanos adyaentes de la estrutura. Fva: fuerza del viento sobre la adena de aisladores, inluidos elementos móviles de morsetería. G: peso del ondutor gravante sobre la adena de aisladores. Ga: peso de la adena de aisladores, inluidos elementos móviles de morsetería

16 Fuerza del viento sobre el ondutor: F v V 80 C k 0, 6 D a 16 a Donde: V: veloidad del viento = 140 km/h = 38,8m/s. D: diámetro del ondutor = 4,5 mm. a: vano = 80 m. K: fator que ontempla la desigualdad del viento a o largo del vano = 0,75 (según VDE 010 para 140 km/h). C: oefiiente aerodinámio = 1 (según VDE 010 para ondutores mayores a 15,8 mm de diámetro). 38,88 80 F v 1 0,75 0,6 0, , 54Kg Fuerza del viento sobre la adena de aisladores: F kg va 1,40 9aisladores 1,40kg 14kg aislador Peso del able: G kg 1,7 80m 343, 56kg m Peso de la adena de aisladores: El peso de ada aislador omponente de la adena inluida toda la morsetería de la adena se estima en 3.8 Kg. G kg a 3,8 9aisladores 34, kg aislador

17 Por lo tanto, la inlinaión resultante será: artg ,54 3, 343, º Cálulo de la longitud de la ménsula: l l sen d m d mp t1 0,0 Donde: dt1: distania mínima a masa = 150/Un. dmp: diámetro medio del poste. d mp d p d a Siendo: dp: diámetro en la ima del poste. : oniidad del poste = 1,5 m/m. da: distania desde la ima hasta posiión de la ménsula inferior. De tabla se puede obtener que para este tipo de postes el diámetro en la ima es de 30.5 m. Como la altura del poste (hp) aún no se sabe on erteza se supone un poste de 0 m libre (se debe tomar omo mínimo 1 m por enima de la ménsula superior), on lo ual: d a hp hmi 0m 15,19m 4, 81m d m mp 0,305m 1,5 4,81m 0, 377m m Se adopta: d mp 38m

18 Ubiaión del able de proteión (hilo de guardia). La altura del able de proteión de determina según la siguiente fórmula: 1 h p hs 3 ( lm lmp ) hs 4 3 ( lm lmp ) h 3 Donde: hp: es la altura del able de proteión. hs: es la altura del able superior. lmp: es la longitud de la ménsula del able de proteión si la hubiere. 1 h p 16,446 3 (,4) 16, (,4) 16,446 0, 13m 3 s Verifiaión de la proteión para el able medio: 1 h p hm 3 ( lm lmp ) hm 4 3 ( lm lmp ) h 3 1 h p 14,861 3 (,4) 14, (,4) 14,861 18, 503m 3 Es deir que oloando el able de proteión a 0,13 m quedan protegidos ambos ondutores (superior y medio). La altura total del poste será: Hp 0,1 0,13 0,1 H Hp He, 4m 0,9 0,9 Siendo He la profundidad de empotramiento (10%). m Se adopta: H, 5 m