CÁLCULO DE CABLES Y CANALIZACIONES

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1 FPP / REV.3 PROYECTO: INGENIERÍA BÁSICA Y TALLE LOCALIZACIÓN Y VÍA ACCESO L POZO TALADRO ESCUELA PROYECTO NO. UNIDAD CÓDIGO L DOCUMENTO PROGRESIVO REVISIÓN HOJA 1244_ CN Of 17 CÁLCULO CABLES Y CANALIZACIONES 0 28-MAY-2014 EMISION PARA CONSTRUCCIÓN D. FREIRE A. VARGAS W. PALOMINO A. MATTEUCCI A 20-FEB-2014 EMISION PARA COMENTARIOS A. VARGAS N. ARIAS E. FRANCO A. MATTEUCCI REVISIÓN FECHA REVISIÓN SCRIPCIÓN LA REVISIÓN PREPARÓ CHEQUEÓ APROBÓ AUTORIZÓ Revision Revision Date Revision Description Prepared by Checked by Approved by Authorized by ESTE DOCUMENTO ES PROPIEDAD TIPIEL SA Y NO BE SER COPIADO, REPRODUCIDO Y/O CIRCULADO SIN SU AUTORIZACIÓN

2 PROYECTO: INGENIERÍA BÁSICA Y TALLE LOCALIZACIÓN Y VÍA ACCESO L POZO TALADRO ESCUELA PROYECTO NO. UNIDAD CÓDIGO L DOCUMENTO PROGRESIVO REVISIÓN HOJA 1244_ CN Of 17 TABLA CONTENIDO TABLE OF CONTENTS 1 ALCANCE OBJETIVOS DOCUMENTOS REFERENCIA CRITERIOS DIMENSIONAMIENTO INFORMACIÓN BÁSICA PARA EL CÁLCULO CONDICIONES AMBIENTALES CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS LOS CABLES SCRIPCIÓN L RECORRIDO ELÉCTRICO SELECCIÓN CONDUCTORES POR CAPACIDAD CONDUCCIÓN CORRIENTE CORRIENTE DISEÑO Factor de Sobrecarga SELECCIÓN CABLES POR CAÍDA TENSIÓN LÍMITES CAÍDA TENSIÓN VALORES CAÍDA TENSIÓN VERIFICACIÓN CORRIENTE CORTOCIRCUITO FACTOR LLENADO MEMORIA CÁLCULO CABLE EN TUBERÍA PVC DIRECTAMENTE ENTERRADO SIMULACIÓN EN ETAP Modelamiento en ETAP CABLES AÉREOS REGULACIÓN TENSIÓN SIMULAIÓN EN ETAP CABLES PARA ALUMBRADO EXTERIOR Método radial Cálculos de caídas de tensión RESULTADOS OBTENIDOS CAPACIDAD CORRIENTE INSTALACIÓN SUBTERRÁNEA REGULACIÓN TENSIÓN CAPACIDAD CORTOCIRCUITO CASO ESTUDIO CÁLCULO L CABLE ALUMBRADO EXTERIOR CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ANEXOS ESTE DOCUMENTO ES PROPIEDAD TIPIEL SA Y NO BE SER COPIADO, REPRODUCIDO Y/O CIRCULADO SIN SU AUTORIZACIÓN

3 PROYECTO: INGENIERÍA BÁSICA Y TALLE LOCALIZACIÓN Y VÍA ACCESO L POZO TALADRO ESCUELA PROYECTO NO. UNIDAD CÓDIGO L DOCUMENTO PROGRESIVO REVISIÓN HOJA 1244_ CN Of 17 1 ALCANCE Este documento presenta la metodología aplicada en el cálculo del conductor eléctrico de media tensión (34.5 kv) tanto en la instalación aérea como subterránea y la selección de la tubería conduit a utilizar en la alimentación de las facilidades para la puesta en operación del taladro escuela del SENA, como parte del proyecto INGENIERÍA BÁSICA Y TALLE LOCALIZACIÓN Y VÍA ACCESO L POZO TALADRO ESCUELA, teniendo en cuenta las condiciones ambientales, las características constructivas del cable, los métodos de instalación y los requerimientos de diseño eléctrico. El diseño eléctrico se realizó considerando las recomendaciones de las normas técnicas de CONSA. Adicional, se presenta el cálculo del cableado del sistema de iluminación exterior en las facilidades del taladro, las cuales constan de tres áreas: los alrededores del taladro, la vía perimetral y un área futura. 2 OBJETIVOS Determinar el calibre del conductor eléctrico de media tensión (34.5 kv) de manera tal que cumplan con los requerimientos de conducción de corriente, mínima sección permisible y regulación de tensión. Determinar el diámetro del conduit requerido de manera tal que se garanticen los factores de llenado de los mismos. Determinar el calibre de alimentación (208 V) de cada una de las luminarias del sistema de alumbrado exterior. 3 DOCUMENTOS REFERENCIA Los documentos y normas utilizados como referencia para la elaboración de este documento se listan a continuación: Tabla 1. Documentos de referencia. Referencia Código del documento Descripción [DR1] 1244_ DW Diagrama unifilar general [DR2] 1244_ DW Planimetría del sistema de potencia y secciones [DR3] 1244_ DW Plot Plan Taladro definitivo 350 hp Training Rig [DR4] 1244_ DW Planimetría de Alumbrado Exterior Taladro Escuela Tabla 2. Normas de referencia. Referencia Norma Descripción [NR1] RETIE 2013 Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas RETIE. [NR2] NEC (NFPA 70) National Electrical Code [NR3] IEEE STD 399 [NR4] IEEE STD 141 [NR5] IEEE STD 242 IEEE Recommended Practice for Industrial and Commercial Power Systems Analysis. IEEE Recommended Practice for Electric Power Distribution For Industrial Plants. IEEE Recommended Practice for Protection and Coordination of Industrial and Commercial Power Systems. ESTE DOCUMENTO ES PROPIEDAD TIPIEL SA Y NO BE SER COPIADO, REPRODUCIDO Y/O CIRCULADO SIN SU AUTORIZACIÓN

4 PROYECTO: INGENIERÍA BÁSICA Y TALLE LOCALIZACIÓN Y VÍA ACCESO L POZO TALADRO ESCUELA PROYECTO NO. UNIDAD CÓDIGO L DOCUMENTO PROGRESIVO REVISIÓN HOJA 1244_ CN Of 17 Referencia Norma Descripción [NR6] Norma CONSA CS 200 Características de ductos corrugados PVC [NR7] Norma CONSA CS 204 Selección del diámetro de ductos [NR8] Norma CONSA CS 212 Detalles ductos, zanjas, y rellenos 6 ductos diámetro 6 [NR9] Norma CONSA CS 302 Cable Triplex de 35 kv y 15 kv pantalla en hilos denominación AWG 4 CRITERIOS DIMENSIONAMIENTO Para el dimensionamiento del conductor eléctrico se tuvieron en cuenta los siguientes aspectos: a. Capacidad de conducción de corriente en régimen permanente, de acuerdo con las condiciones ambientales del sitio, las características del cable, la máxima temperatura de operación de los terminales de conexión en contacto directo con el conductor, los métodos de instalación y los arreglos de cables adoptados. b. Capacidad del cable para soportar la corriente de cortocircuito. c. Caída de tensión en servicio. Para un cable con recorridos que utilicen diferentes métodos de instalación (por ejemplo, enterrado en un tramo y aéreo en otro), la selección se debe realizar utilizando la condición más restrictiva de acuerdo al artículo (A)(2) de [NR2]. 5 INFORMACIÓN BÁSICA PARA EL CÁLCULO A continuación se presentan las condiciones ambientales bajo las cuales serán instalados y operados los conductores eléctricos, sus características constructivas y los métodos de instalación adoptados. 5.1 CONDICIONES AMBIENTALES Las condiciones ambientales del sitio de instalación son presentadas en la Tabla 3. Estas fueron tomadas de IAM, Estación La Libertad, Municipio de Villavicencio, Departamento del Meta. Fecha de Proceso: 2011/11/08 Temperatura ambiente Temperatura de bulbo húmedo Tabla 3. Condiciones ambientales sitio de instalación. Descripción Valor Máxima Media Mínima Máxima Media 92.5 F 78.2 F 68 F 76 F 74 F (33.6 C) (25.7 C) (20 C) (24.4 C) (23.3 C) ESTE DOCUMENTO ES PROPIEDAD TIPIEL SA Y NO BE SER COPIADO, REPRODUCIDO Y/O CIRCULADO SIN SU AUTORIZACIÓN

5 PROYECTO: INGENIERÍA BÁSICA Y TALLE LOCALIZACIÓN Y VÍA ACCESO L POZO TALADRO ESCUELA PROYECTO NO. UNIDAD CÓDIGO L DOCUMENTO PROGRESIVO REVISIÓN HOJA 1244_ CN Of 17 Descripción Presión barométrica Precipitación pluviométrica media anual Viento Coeficiente sísmico Altura sobre el nivel del mar Valor Mínima 66 F (18.9 C) 14.3 psia 97.6 in Velocidad promedio 9.11 ft/s (2.8 m/s) Dirección predominante Coeficiente de diseño, Aa Zona de riesgo sísmico 912 ft (aprox.) N 0.25 Alta Radiación solar 300 BTU/hr-ft 2 Humedad relativa media mensual Máxima Media Mínima 90% 83% 48% 5.2 CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS LOS CABLES El cable aéreo debe ser ACSR capaz de operar a 34.5 kv, calibres kcmil Partdrige y 2/0 AWG Quail. El cable de media tensión (34.5 kv) cumplirá con los lineamientos descritos en la norma de CONSA CS 302 Cable Triplex de 35 kv y 15 kv pantalla en hilos denominación AWG. De acuerdo a la norma de CONSA CS 204 Selección del diámetro de ductos, el mínimo calibre a usar en circuitos de 34,5 kv es 2/0 AWG (70 mm 2 ) y el conduit a utilizar debe tener un diámetro de 6. Figura 1. Selección diámetro de ductos. Tomado de CONSA Norma CS 204. Sin embargo vale la pena aclarar que de acuerdo al NEC, 3 conductores calibre 2/0 AWG, 100% aislamiento, 35 kv pueden ser alojados en un conduit de 4 de diámetro cumpliendo con los factores de llenado exigidos. ESTE DOCUMENTO ES PROPIEDAD TIPIEL SA Y NO BE SER COPIADO, REPRODUCIDO Y/O CIRCULADO SIN SU AUTORIZACIÓN

6 PROYECTO: INGENIERÍA BÁSICA Y TALLE LOCALIZACIÓN Y VÍA ACCESO L POZO TALADRO ESCUELA PROYECTO NO. UNIDAD CÓDIGO L DOCUMENTO PROGRESIVO REVISIÓN HOJA 1244_ CN Of 17 6 SCRIPCIÓN L RECORRIDO ELÉCTRICO La acometida eléctrica de media tensión (34.5 kv) se deriva del circuito SURIA 34.5 kv haciendo un recorrido de 161 m a través de tres estructuras con un calibre 2/0 AWG Quail ACSR semi-aislado XLPE y finalmente se instala en tubería conduit de PVC de 6 enterrada directamente en el terreno con un calibre 1/0 AWG de cobre monopolar recorriendo una distancia de 40 m. En cuanto al cable de alimentación del alumbrado exterior, el recorrido es como se muestra en la referencia [DR4] y el cálculo del cable se realizó con el método radial. Los cables de los circuitos de alumbrado exterior se alimentan de un tablero de distribución 208 V proveniente de la alimentación del transformador T-2 (100 kva, 480/208 V). Para mejor ubicación del sistema ver diagrama unifilar general en Anexo 1. 7 SELECCIÓN CONDUCTORES POR CAPACIDAD CONDUCCIÓN CORRIENTE Las siguientes son las consideraciones para la selección de conductores por capacidad de conducción de corriente en régimen permanente, de acuerdo con las condiciones ambientales del sitio y los métodos de instalación adoptados. 7.1 CORRIENTE DISEÑO Considerando que la acometida eléctrica alimentará un transformador de 1 MVA se tiene: ( ) ( ) Ec. (1) Factor de Sobrecarga Según la referencia [NR2], artículos (B-1) no se aplica factor de sobrecarga cuando en sistemas superiores a 600 V, el alimentador solo es de servicio exclusivo para el transformador. 8 SELECCIÓN CABLES POR CAÍDA TENSIÓN 8.1 LÍMITES CAÍDA TENSIÓN El calibre del conductor se seleccionó de tal forma que la caída de tensión no exceda el 2%. 8.2 VALORES CAÍDA TENSIÓN Para evaluar la caída de tensión se emplearon las siguientes ecuaciones: Vdrop 1 Inom L R fp X Sen Cos (fp) Ec. (2) 3 PhVdrop 3 Vdrop Ec. (3) ESTE DOCUMENTO ES PROPIEDAD TIPIEL SA Y NO BE SER COPIADO, REPRODUCIDO Y/O CIRCULADO SIN SU AUTORIZACIÓN

7 PROYECTO: INGENIERÍA BÁSICA Y TALLE LOCALIZACIÓN Y VÍA ACCESO L POZO TALADRO ESCUELA PROYECTO NO. UNIDAD CÓDIGO L DOCUMENTO PROGRESIVO REVISIÓN HOJA 1244_ CN Of 17 3PhVdrop %3PhVdrop *100% V LL _ NOM Ec. (4) Dónde: Vdrop: Caída de tensión 3Ph Vdrop: Caída de tensión trifásica %3Ph Vdrop: Porcentaje de caída de tensión trifásica L: Longitud del conductor en km R: Resistencia del conductor en Ω/km. X: Reactancia del conductor Ω/km. Inom: Corriente de la carga en amperios V LL_Nom : Tensión línea-línea Fp: Factor de potencia 8.3 VERIFICACIÓN CORRIENTE CORTOCIRCUITO La sección mínima requerida para soportar térmicamente una corriente de falla está determinada por la siguiente expresión según [NR4]: 2 I T2 234 SC t log Ec. (5) 10 A T Dónde: I sc : Corriente de corto circuito en A. A: Área de la sección del conductor en Circular Mils. t: Tiempo de apertura de la falla en segundos. T 2 : Temperatura final del conductor (Temperatura del conductor en cortocircuito) (250 C). T 1 : Temperatura inicial del conductor (De forma conservativa tomada igual al límite térmico del aislamiento) (90 C). 8.4 FACTOR LLENADO De acuerdo a [NR2], cuando se disponen de más de dos conductores portadores de corriente en un ducto, no se deberá superar el 40% de la sección de este; por tanto para un conductor 2/0 se tiene: Diámetro externo (mm) = 35.1 Sección mm 2 = 967 Sección 3 conductores mm 2 = 2902 ESTE DOCUMENTO ES PROPIEDAD TIPIEL SA Y NO BE SER COPIADO, REPRODUCIDO Y/O CIRCULADO SIN SU AUTORIZACIÓN

8 PROYECTO: INGENIERÍA BÁSICA Y TALLE LOCALIZACIÓN Y VÍA ACCESO L POZO TALADRO ESCUELA PROYECTO NO. UNIDAD CÓDIGO L DOCUMENTO PROGRESIVO REVISIÓN HOJA 1244_ CN Of 17 Tabla 4. Datos Conduit PVC Tomada de norma CONSA CS 200. De acuerdo a la tabla 4, un conduit de 6 tiene una sección de mm 2 y el de 4 una sección de 7853 mm 2. Si los conductores se alojan en el conduit de 6 el factor de llenado será del 16.4% y del 36.9% si se aloja en conduit de 4. En ambos casos se cumple con las exigencias de la norma. 9 MEMORIA CÁLCULO 9.1 CABLE EN TUBERÍA PVC DIRECTAMENTE ENTERRADO SIMULACIÓN EN ETAP A continuación se presenta la memoria de cálculo del conductor de media tensión (34.5 kv). Tabla 5. Datos de diseño. Parámetro Valor Tensión nominal (kv) 34.5 Corriente de diseño (A) 16.7 Potencia de Diseño (MVA) 1.0 Longitud acometida (m) Modelamiento en ETAP El banco de ductos se modeló en ETAP con el fin de determinar la máxima transferencia de potencia (máxima corriente) bajo las condiciones de instalación. A continuación se resumen los principales datos de entrada al modelo: Temperatura del terreno ( C) = 23 Resistividad térmica del terreno C-cm/W = 90 Profundidad de enterramiento del cable (mm) = 800 Diámetro de conduit ( ) = 6 Número de conduits = 1 (+ 1 conduit para circuito de control) Calibre conductor (AWG) = 1/0 Aislamiento (%) = 100, EPR La configuración de la zanja por la cual será tendido el conduit se aproximó de acuerdo a lo recomendado en la norma CONSA CS 212. Se modeló el caso más crítico correspondiente al cruce de vía asfáltica. ESTE DOCUMENTO ES PROPIEDAD TIPIEL SA Y NO BE SER COPIADO, REPRODUCIDO Y/O CIRCULADO SIN SU AUTORIZACIÓN

9 PROYECTO: INGENIERÍA BÁSICA Y TALLE LOCALIZACIÓN Y VÍA ACCESO L POZO TALADRO ESCUELA PROYECTO NO. UNIDAD CÓDIGO L DOCUMENTO PROGRESIVO REVISIÓN HOJA 1244_ CN Of 17 En la Figura 2 se muestra el detalle típico de la instalación de cables de potencia en zanja y en la Figura 3 se muestra el modelo para la simulación en ETAP. Figura 2. Configuración Zanja. Tomado de norma CONSA CS 212. Figura 3. Modelo de instalación del cable de potencia (directamente enterrado) en ETAP. ESTE DOCUMENTO ES PROPIEDAD TIPIEL SA Y NO BE SER COPIADO, REPRODUCIDO Y/O CIRCULADO SIN SU AUTORIZACIÓN

10 PROYECTO: INGENIERÍA BÁSICA Y TALLE LOCALIZACIÓN Y VÍA ACCESO L POZO TALADRO ESCUELA PROYECTO NO. UNIDAD CÓDIGO L DOCUMENTO PROGRESIVO REVISIÓN HOJA 1244_ CN Of CABLES AÉREOS REGULACIÓN TENSIÓN SIMULAIÓN EN ETAP Para la comprobación de la regulación de tensión se modeló el sistema presentado en la Figura 4, correspondiente a los tres primeros tramos de la acometida, cuyo recorrido comprenden tres estructuras. Esta parte del recorrido es instalada con un conductor 2/0 AWG Quail. La carga para este circuito se simplifica como una carga estática de 1 MVA donde se incluye el tramo siguiente de la acometida (cable directamente enterrado, ver Figura 3) y la carga de un transformador de 1 MVA (34.5/ kv) donde se concluye que dada la longitud corta del alimentador, es decir 161 m, la caída de tensión en éste es mínima para la corriente de carga considerada. Figura 4. Modelo para la simulación de los cables de potencia en instalación aérea en ETAP. 9.3 CABLES PARA ALUMBRADO EXTERIOR En este proyecto, según referencia [DR4], se diseñaron cuatro circuitos que deben instalarse en banco de ductos donde cada conduit es 2 de diámetro. El sistema de alumbrado exterior está conformado como sigue: Circuito 1 (TD ): 6 lámparas de 250 W, 208 V. Circuito 2 (TD ): 6 lámparas de 250 W, 208 V. Circuito 3 (TD ): 6 proyectores de 400 W, 208 V. Circuito 4 (TD ): 6 proyectores de 400 W, 208 V. El método de cálculo se muestra en el ítem Método radial La Figura 5 muestra el esquema de una instalación eléctrica de distribución canalizada, en la que los nodos son puntos de derivación de ramales, también se indica la fase (R, S o T) a la que se conectan los suministros monofásicos, o a las tres (RST) en caso de ser trifásicos. La potencia nominal de cada acometida se indica en la Tabla 6. En la Figura 5 se indican también las distancias entre nodos o puntos de derivación de la red. ESTE DOCUMENTO ES PROPIEDAD TIPIEL SA Y NO BE SER COPIADO, REPRODUCIDO Y/O CIRCULADO SIN SU AUTORIZACIÓN

11 PROYECTO: INGENIERÍA BÁSICA Y TALLE LOCALIZACIÓN Y VÍA ACCESO L POZO TALADRO ESCUELA PROYECTO NO. UNIDAD CÓDIGO L DOCUMENTO PROGRESIVO REVISIÓN HOJA 1244_ CN Of 17 Figura 5. Esquema de la red de suministro eléctrico ramificada. Tabla 6. Potencia nominal de cada acometida de la red ramificada. ESTE DOCUMENTO ES PROPIEDAD TIPIEL SA Y NO BE SER COPIADO, REPRODUCIDO Y/O CIRCULADO SIN SU AUTORIZACIÓN

12 PROYECTO: INGENIERÍA BÁSICA Y TALLE LOCALIZACIÓN Y VÍA ACCESO L POZO TALADRO ESCUELA PROYECTO NO. UNIDAD CÓDIGO L DOCUMENTO PROGRESIVO REVISIÓN HOJA 1244_ CN Of Cálculos de caídas de tensión El análisis habitual de las caídas de tensión se introduce a partir de las líneas monofásicas compuestas de dos conductores idénticos, y los resultados se extrapolan después a líneas trifásicas de tres conductores idénticos. Así, la formulación más general para la caída de tensión desde el inicio hasta el final de una línea monofásica que alimenta una carga situada en ese extremo es: 2XICos RISen 2 V V 2 Ec. (6) 2 1 V2 RICos 2XISen V1 V1 2 Dónde: R: Resistencia del cable [Ω/km] X: Reactancia inductiva del cable [Ω/km] φ: Ángulo del factor de potencia En la práctica el desfase entre las tensiones al inicio y al final (V 1 y V 2 respectivamente) es despreciable, de forma que los dos últimos sumados de la ecuación anterior significan muy poco frente a los dos primeros. Entonces la ecuación Ec. (6) se traduce en: V 2RICos 2XISen Ec. (7) La ecuación Ec. (7) es la expresión habitual para líneas cortas monofásicas de media tensión. Cuando se trata de líneas monofásicas de baja tensión ocurre que la reactancia de los conductores X es significativamente menor que su resistencia R, y además el seno de φ suele ser de un valor bajo. Por ello se puede despreciar también el último sumando de la ecuación anterior y reducir la expresión a la ecuación Ec. (8), como sigue: V 2RICos Ec. (8) En nuestro caso, se utiliza la ecuación Ec. (7), con el fin de ser conservativos y aproximados con los cálculos. Si las líneas anteriores fueran trifásicas y alimentaran receptores situados en su extremo, trifásicos y equilibrados, entonces las expresiones que se obtienen son totalmente similares, sustituyendo 2 por 3. Se supone siempre que los 2 o 3 cables que componen la línea son iguales. Por último la resistencia responde a la expresión mostrada en la ecuación Ec. (9). R L Ec. (9) S ESTE DOCUMENTO ES PROPIEDAD TIPIEL SA Y NO BE SER COPIADO, REPRODUCIDO Y/O CIRCULADO SIN SU AUTORIZACIÓN

13 PROYECTO: INGENIERÍA BÁSICA Y TALLE LOCALIZACIÓN Y VÍA ACCESO L POZO TALADRO ESCUELA PROYECTO NO. UNIDAD CÓDIGO L DOCUMENTO PROGRESIVO REVISIÓN HOJA 1244_ CN Of 17 Dónde: ρ: Resistividad del conductor [Ω-m] S: Sección del conductor [m 2 ] L: Longitud [m] Para las líneas de baja tensión se tiene que: V 2L I Ec. (10) S V 3L I Ec. (11) S La resistividad del cobre a 20 C es de 1.78x10-8 Ω-m, y la del aluminio de 2.85x10-8 Ω-m. Su conductividad es la inversa, de forma que: K Cu 1 Cu 1 56x x10 6 Siemens m Ec. (12) K Cu 1 Cu 1 56x x10 6 Siemens m Ec. (13) Sustituyendo esos valores en las formulas anteriores, por ejemplo en la expresión trifásica, se tiene que: U 3L I S 3L[ m] I[ A] 2 Siemens 2 m K Smm 6 m 10 mm 2 Ec. (14) De forma que la caída de tensión entre los extremos de una línea de conductores idénticos por la que circula una corriente de valor eficaz I es: Para una línea de baja tensión trifásica U 3LI K S Cu Al Ec. (15) Para una línea de baja tensión monofásica ESTE DOCUMENTO ES PROPIEDAD TIPIEL SA Y NO BE SER COPIADO, REPRODUCIDO Y/O CIRCULADO SIN SU AUTORIZACIÓN

14 PROYECTO: INGENIERÍA BÁSICA Y TALLE LOCALIZACIÓN Y VÍA ACCESO L POZO TALADRO ESCUELA PROYECTO NO. UNIDAD CÓDIGO L DOCUMENTO PROGRESIVO REVISIÓN HOJA 1244_ CN Of 17 U 2LI K S Cu Al Ec. (16) Dónde: U: Caída de tensión compuesta ( V caída de tensión simple) en voltios L: Longitud de la línea en metros I: Intensidad de la línea en amperios K: Conductividad del metal en mega Siemens/metro S: Sección del conductor en mm 2 10 RESULTADOS OBTENIDOS 10.1 CAPACIDAD CORRIENTE INSTALACIÓN SUBTERRÁNEA En las Figuras 6 y 7 se muestran los resultados obtenidos, donde se puede apreciar que bajo las condiciones de instalación consideradas en el ítem 9.1, el conductor 1/0 AWG, estará en capacidad de transportar hasta A equivalentes a MVA, punto en el cual alcanzará el límite térmico del conductor. Figura 6. Resultados simulación (tabulación). ESTE DOCUMENTO ES PROPIEDAD TIPIEL SA Y NO BE SER COPIADO, REPRODUCIDO Y/O CIRCULADO SIN SU AUTORIZACIÓN

15 PROYECTO: INGENIERÍA BÁSICA Y TALLE LOCALIZACIÓN Y VÍA ACCESO L POZO TALADRO ESCUELA PROYECTO NO. UNIDAD CÓDIGO L DOCUMENTO PROGRESIVO REVISIÓN HOJA 1244_ CN Of 17 Figura 7. Resultados simulación (gráfico). En la Figura 8 se muestra la temperatura del conductor a corriente de carga. Figura 8. Temperatura de los conductores a corriente de carga REGULACIÓN TENSIÓN Para la regulación de tensión se modeló el sistema presentado en la Figura 4, correspondiente a la instalación aérea de la acometida a través de 3 estructuras con cable de aluminio ACSR semi-aislado 2/0 AWG Quail. La carga para este circuito se simplifica como una carga estática de 1 MVA donde se incluye el tramo de la acometida cuya instalación es directamente enterrado, ver Figura 3) y la carga de un transformador tridevanado de 1 MVA (34.5/0.6/0.48 kv) donde se concluye que dada la longitud corta del alimentador, es decir 40 m, la caída de tensión en este es mínima para la corriente de carga considerada. Además las condiciones de operación del último tramo de la línea se comprobaron en el ítem 9.1. ESTE DOCUMENTO ES PROPIEDAD TIPIEL SA Y NO BE SER COPIADO, REPRODUCIDO Y/O CIRCULADO SIN SU AUTORIZACIÓN

16 PROYECTO: INGENIERÍA BÁSICA Y TALLE LOCALIZACIÓN Y VÍA ACCESO L POZO TALADRO ESCUELA PROYECTO NO. UNIDAD CÓDIGO L DOCUMENTO PROGRESIVO REVISIÓN HOJA 1244_ CN Of CAPACIDAD CORTOCIRCUITO Según el estudio de cortocircuito (ver Doc. 1244_ CN ), el nivel de cortocircuito trifásico en el punto de conexión de la acometida es de 4.6 ka y el cortocircuito monofásico es 4.8 ka, por lo tanto la sección de cable seleccionada debe soportar dichos valores de corriente de acuerdo a las ecuaciones Ec. (17) y Ec. (18). 2 I T2 234 SC t log Cobre Ec. (17) 10 A T I T2 228 SC t log Aluminio Ec. (18) 10 A T Dónde: I sc : Corriente de Cortocircuito (I cc ) en Amperios A: Área de la sección del conductor en kcmil t: Tiempo de apertura de la falla T 2 : Temperatura final del conductor: 250 C T 1 : Temperatura inicial del conductor: 90 C (Media Tensión) Para el caso del cable de aluminio: Considerando un tiempo de despeje de falla de t = 0.25 s se tiene que la mínima sección que soporta el nivel de cortocircuito es kcmil que equivalen a aproximadamente mm 2. Por lo tanto el cable 2/0 AWG (Quail) con sección mm 2 cumple con este criterio. Para el caso del cable de cobre: Considerando un tiempo de despeje de falla de t = 0.25 s se tiene que la mínima sección que soporta el nivel de cortocircuito es kcmil que equivalen a aproximadamente 16.9 mm 2. Por lo tanto el cable 1/0 AWG con sección mm 2 cumple con este criterio CASO ESTUDIO CÁLCULO L CABLE ALUMBRADO EXTERIOR Como ejemplo del ítem , se escogió el cable que alimenta el proyector TD AB-01 (ver Docs. 1244_ NM LISTA CABLES Y CONDUITS y 1244_ DW PLANIMETRÍA ALUMBRADO EXTERIOR TALADRO ESCUELA ). Datos de la carga: L = 47 m V = 208 V P = 400 W ESTE DOCUMENTO ES PROPIEDAD TIPIEL SA Y NO BE SER COPIADO, REPRODUCIDO Y/O CIRCULADO SIN SU AUTORIZACIÓN

17 PROYECTO: INGENIERÍA BÁSICA Y TALLE LOCALIZACIÓN Y VÍA ACCESO L POZO TALADRO ESCUELA PROYECTO NO. UNIDAD CÓDIGO L DOCUMENTO PROGRESIVO REVISIÓN HOJA 1244_ CN Of 17 I = 2.13 A Cos φ = 0.9 Sen φ = 0.43 S (8 AWG) = mm 2 R [Ω/km] = 2.56 X [Ω/km] = x47x2.13 U V 56x U [%] x % CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Se dimensionó la acometida de 34,5 kv de acuerdo a los lineamientos de las normas de CONSA con las siguientes características: Primer tramo (Aéreo): Cable de aluminio desnudo ACSR 2/0 AWG Quail, Segundo tramo (Subterráneo): Cable monopolar calibre 1/0 AWG, 35 kv, 100% EPR, conduit PVC tipo pesado de 6 de diámetro. Los resultados indican que la acometida dimensionada está en capacidad de transportar hasta MVA punto en el cual se alcanza el límite térmico. Dada la longitud de la acometida la caída de tensión en esta es mínima. Para ver las características de los cables del sistema de alumbrado exterior ver el Doc. 1244_ NM LISTA CABLES Y CONDUITS. 12 ANEXOS Anexo 1: DIAGRAMA UNIFILAR GENERAL 1244_ DW ESTE DOCUMENTO ES PROPIEDAD TIPIEL SA Y NO BE SER COPIADO, REPRODUCIDO Y/O CIRCULADO SIN SU AUTORIZACIÓN

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