ConceptosDiseño ELECTRICO

Normativa Técnica de Electricaribe

Diseño y Construcción

2

Normativa Técnica Electricaribe.

1. Diseño.•Calculo Eléctrico.•Calculo Mecánico de Conductores.

• Nuevos Criterios.

•Selección de Aislamiento.•Cimentaciones.•Distancias de Seguridad.•Calculo Mecánico de Apoyos.

• Nuevos Criterios.

•Puesta a Tierra.

3

Normativa Técnica Electricaribe.

2. Ejecución.•Requisitos para la Instalación.

• MT Configuración Normal y MT/BT Configuración especial.

• Construcción del Armado.

• Tendido de Líneas Aéreas.

• Conexionado.

• BT Medida Centralizada.

• BT Red Chilena.

• Centros de Transformación.

•Conceptos de Gerencia de Proyectos

•Control de la Calidad.

3. Unidades Constructivas.

4

Normativa Técnica de Electricaribe

Diseño y Construcción

Calculo Eléctrico

5

Normativa Técnica de Electricaribe.Cálculos Eléctricos

● Calculo Regulación.

● Perdidas de Potencia.

● Potencia a Transportar.

Características eléctricas Conductores Normalizados.

Calculo Regulación.

3Ø :

1Ø 2H :

Calculo Regulación.

Ejemplo:

Cable 477 Hawk.

Dm=871.1.

r = 10,8965 mm.

k =0,55.

R =0,1439 Ω/Km.

Cos φ = 0.8. => 36,87

Tensión = 13.2 kV.

L =( 0,55+4,605*log(871.1/10,8965))*10-4

[H/Km]= 9,3*10-4

X = 2*3,14*60*9.3*10-4 =0,3510 [Ω/Km]

Ψ= 0,1439+ X*tan(36,87)*0,3510=0,4072

ΔU% = P*L* Ψ/ (10*13,22)= 2,37.10-4.

Cálculos de Regulación MT.

10

13800 Voltios

250 Kva 3Ø

100 Kva 3Ø

150 Kva 3Ø

800 Kva 3Ø

400 Kva 3Ø

150 mts 3Ø

90 mts 3Ø

220 mts 3Ø

300 mts 3Ø

477 Hawk

336 Linnet

4/0 Penguin

1/0 Raven

Nodo 2

Nodo 1

Nodo 3

Nodo 4

Nodo 5

500 Kva 3Ø

150*2800*0.8*0.37*2.337E-4/1000=0.029%

90 mts 3Ø 120 mts 3Ø

0.029+ 90*(2100*0.8*0.37)*2.337E-4/1000=0.042%

0.045+ 90*(250*0.8*0.37)*2.739E-4/1000= 0.043% 0.046+ 120*(150*0.8*0.37)*2.739E-

4/1000=0.045%

0.042+220*(150+400+800+500)*0.8*0.37*2.337E-4/1000=0.073 %

Factor Demanda = 0,37Factor Potencia =0.8

0.073+80*(400+800+150)*0.8*0.37*3.90372E-4/1000=0.082%

150 Kva 3Ø80 mts 3Ø

0.073+300*(500)*10.8*0.37*2.337e-4/1000=0.08%

0.029%

0.042%

0.073%

0.08%

0.043%

0.045%

0.082%

Perdidas de Potencia.

3Ø :

1Ø 2H :

Ejemplo:

Cable 477 Hawk.

R =0,1439 Ω/Km.

Cos φ = 0.8. => 36,87

Tensión = 13.2 kV.

Sistema 3Ø

ΔP% = P*L*0,1439/(10*(cos 36,87)2*(13,2)2)=

P*L/7749,36.

Cálculos de Perdidas MT.

12

13800 Voltios

250 Kva 3Ø

100 Kva 3Ø

150 Kva 3Ø

800 Kva 3Ø

400 Kva 3Ø

150 mts 3Ø

90 mts 3Ø

220 mts 3Ø

300 mts 3Ø

477 Hawk

336 Linnet

4/0 Penguin

1/0 Raven

Nodo 2

Nodo 1

Nodo 3

Nodo 4

Nodo 5

500 Kva 3Ø

90 mts 3Ø 120 mts 3Ø

Factor Demanda = 0,37Factor Potencia =0.8

150 Kva 3Ø80 mts 3Ø

500*0.8*0.37*0.3/7749.94=0.044%

0.044+1350*0.8*0.37*0.08/2856.4=0.055%

0.044+1850*0.8*0.37*0.22/7749.94=0.0.059%

0.059+2100*0.8*0.37*0.09/7749.94=0.0.066%

0.059+250*0.8*0.37*0.09/5463.7=0.06%

0.06+150*0.8*0.37*0.120/5463.7=0.061%

0.066+2350*0.8*0.37*0.15/7749.94=0.079%

Potencia Máxima a Transportar.

3Ø :

1Ø 2H :

Ejemplo:

Cable 477 Hawk.

R =0,1439 Ω/Km.

Cos φ = 0,8. => 36,87

Tensión = 13.2 kV.

Imax a 25 : 678 A

Sistema 3Ø.

Pmax = 13,2.*678*0,8= 12,41 mW

Limitada por Capacidad del Conductor:

En función de la distancia entre cargas y ΔU% máximo.:

P=10*13,22*/0,4072= 4279

Normativa Técnica de Electricaribe

Diseño y Construcción

Calculo Mecánico de Conductores.

14

Calculo Mecánico de Conductores.Cambios de Criterios.

Criterios Previos.

15

Nuevos Criterios.

• Adoptar la metodología de diseño propuesta por el International Standard IEC 60826 /

2003 3rd Ed.: Design Criteria of Overhead Transmission Lines.

• Adoptar, para las líneas aéreas de media tensión, el nivel de confiabilidad mínimo: Nivel 1, el cual fija el periodo de retorno de un evento climático en 50 años.

• Establecer las condiciones climatológicas para los casos de carga, con base en el

documento Estudio Meteorológico Zona Caribe: Probabilidad de Ocurrencia de

Variables Climáticas Extremas, por ELECTRICARIBE S.A. E.S.P.

• Adoptar las recomendaciones de CIGRÉ establecidas en el Technical Brochure 273 de 2005. Al tener en cuenta la rugosidad del terreno, éste documento es totalmente compatible con el diseño probabilístico propuesto en el IEC 60826. Dentro de los beneficios se destacan:

– La tensión máxima admisible para manejar las vibraciones eólicas es mayor en los terrenos menos expuestos al viento.

– Sólo se requiere de un límite dinámico a manejar, en vez de dos (EDS y CHS).

• Calcular las sobrecargas en el conductor, con base en la filosofía propuesta en el

estándar IEC 60826/2003.

– La conversión de la Velocidad de Viento de Ráfaga (3seg) a la Velocidad sostenida (10min) deberá hacerse

según el ASCE/SEI MOP No. 74/2010. 16

Nuevos Criterios.

Hipótesis de Cálculo Mecánico de Conductores

Atlántico - Cesar

17

ACTUALES NUEVAS

Hipótesis Temp. Sobrecarga [% TUR] Hipótesis Temp. Sobrecarga [% TUR]

Viento máximo

10 ºC 100 km/h - 120 km/h

33,33%

Viento máximo 20 ºC 130 km/h

33,33%

Flecha mínima

5 ºC Ninguna x x x

Flecha con viento

20 ºC 100 km/h - 120 km/hFlecha con

viento28 ºC 130 km/h

Temperatura máxima

50 ºC NingunaTemperatura

máximax x

Temperatura máxima

excepcional75 ºC Ninguna

Temperatura máxima

excepcional75 ºC Ninguna

Temperatura mínima

5 ºC NingunaTemperatura

mínima16 ºC Ninguna

EDS 20 ºC Ninguna (1) Temperatura mínima

(mes más frío)22 ºC Ninguna (1)

CHS 10 ºC Ninguna (1)

- - - -Temperatura

promedio28 ºC Ninguna 25,00%

Nuevos Criterios.

Hipótesis de Cálculo Mecánico de Conductores

Bolívar – Magdalena – Guajira - Sucre

18

ACTUALES NUEVAS

Hipótesis Temp. Sobrecarga [% TUR] Hipótesis Temp. Sobrecarga [% TUR]

Viento máximo

10 ºC 100 km/h - 120 km/h

33,33%

Viento máximo 20 ºC 110 km/h

33,33%

Flecha mínima

5 ºC Ninguna x x x

Flecha con viento

20 ºC 100 km/h - 120 km/hFlecha con

viento28 ºC 110 km/h

Temperatura máxima

50 ºC NingunaTemperatura

máximax x

Temperatura máxima

excepcional75 ºC Ninguna

Temperatura máxima

excepcional75 ºC Ninguna

Temperatura mínima

5 ºC NingunaTemperatura

mínima16 ºC Ninguna

EDS 20 ºC Ninguna (1) Temperatura mínima

(mes más frío)22 ºC Ninguna (1)

CHS 10 ºC Ninguna (1)

- - - -Temperatura

promedio28 ºC Ninguna 25,00%

Nuevos Criterios.

Hipótesis de Cálculo Mecánico de Conductores

Córdoba

19

ACTUALES NUEVAS

Hipótesis Temp. Sobrecarga [% TUR] Hipótesis Temp. Sobrecarga [% TUR]

Viento máximo

10 ºC 100 km/h - 120 km/h

33,33%

Viento máximo 20 ºC 70 km/h

33,33%

Flecha mínima

5 ºC Ninguna x x x

Flecha con viento

20 ºC 100 km/h - 120 km/hFlecha con

viento28 ºC 70 km/h

Temperatura máxima

50 ºC NingunaTemperatura

máximax x

Temperatura máxima

excepcional75 ºC Ninguna

Temperatura máxima

excepcional75 ºC Ninguna

Temperatura mínima

5 ºC NingunaTemperatura

mínima16 ºC Ninguna

EDS 20 ºC Ninguna (1) Temperatura mínima

(mes más frío)22 ºC Ninguna (1)

CHS 10 ºC Ninguna (1)

- - - -Temperatura

promedio28 ºC Ninguna 25,00%

20

CONDUCTOR

ACTUALES (1) NUEVAS

CHS EDSH/w

I II III IV

1/0 AWG 17,0% 15,0% 10,90% 12,20% 13,30% 15,50%

4/0 AWG 15,5% 13,5% 11,70% 13,10% 14,30% 16,60%

266 MCM 15,0% 13,0% 10,60% 12,00% 13,00% 15,20%

336,4 MCM 14,5% 12,5% 10,80% 12,10% 13,20% 15,40%

477 MCM 14,0% 14,0% 11,00% 12,40% 13,50% 15,70%

Límites Dinámicos

Nuevos Criterios.

Calculo Mecánico de Conductores.

Ecuación de la Catenaria:

Modelado de la Tensión:

Modelado de la Flecha:

Vano No Nivelado Vano Nivelado

Calculo Mecánico de Conductores.

Nota : cambia en la nueva norma.

Calculo Mecánico de Conductores.

Ejemplo:

aT023+bT02

2-c=0

Inicial Final

Conductor 477 Hawk 477 Hawk

Vano

Temperatura

Viento

Tensión

Flecha

Parámetro H

a=1

b=

c=

T1

T2

© Diseño , elaboración, programación de esta diapositiva : Ing. William Sánchez Esparragoza. Auditoria Técnica.

Do

477 HAWKCHS: 1214,78EDS: 1041,24Carga Rotura: 8677Carga de Trabajo: 2892,33333333333

Otro C able

Calculo Mecánico de Conductores.

Nota : cambia en la nueva norma.

Normativa Técnica de Electricaribe

Diseño y Construcción

Selección del Aislamiento

25

Selección de Aislamiento

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PorcelanaPorcelanaSiSi

PolimericoPolimerico

HibridoHibrido

Si (3)Si (3)

No AplicaNo Aplica

Baja

PorcelanaPorcelanaSiSi

PolimericoPolimerico

HibridoHibrido

NoNo

NoNo

(1) Diez (10) Kilómetros o menos de la costa.(1) Diez (10) Kilómetros o menos de la costa.

Sus

pens

ión

Sus

pens

ión

Tip

o P

oste

Tip

o P

oste

Si aplicaSi aplica

Si aplicaSi aplica

No AplicaNo Aplica

Alta (1)

SiSi

SiSi

NoNo

Si aplicaSi aplica

Si aplicaSi aplica

No aplicaNo aplica

Muy Alta (2)

SiSi

Si Si

SiSi

(3) Distancia de fuga = 16 mmx kV. El costo debe ser menor que la cadena de porcelana.(3) Distancia de fuga = 16 mmx kV. El costo debe ser menor que la cadena de porcelana.

(2) Algunas zonas del norte de los Departamentos de Atlántico y Bolívar.(2) Algunas zonas del norte de los Departamentos de Atlántico y Bolívar.

Selección de Aislamiento

27

Cadenas de Porcelana.

Normativa Técnica de Electricaribe

Diseño y Construcción

Cimentaciones.

28

Cimentaciones.

29

Coeficiente de Seguridad:

>= 1.5 (25% mayor en hipótesis normales si hay cruzamientos con otras líneas o carreteras.

h= Altura del Poste * 0.1+0.6.

Cimentaciones.

30

Cimentaciones.

31

Cimentaciones.

32

Normativa Técnica de Electricaribe

Diseño y Construcción

Distancias de Seguridad.

33

Distancias de Seguridad.

34

Distancia entre conductores de Línea.

Distancias de Seguridad.

35

Distancia entre conductores de Línea.

Ejemplo:

Flecha:

Separación Horizontal (mt)=

Separación Vertical (mt)=

© Diseño , elaboración, programación de esta diapositiva : Ing. William Sánchez Esparragoza. Auditoria Técnica.

Calcular

13200 Voltios

Distancias de Seguridad.

36

Otras distancias eléctricas.

Distancia de conductores o elementos energizados a soportes y demás elementos conectados a tierra:

13.2 kV : 0.2 mts.

34.5 kV : 0.34 mts

Distancia entre conductores energizados de distinta fase del mismo o diferente circuito en derivaciones:

13.2. kV : 0.3 mts.

34.5 kV : 0.41 mts

Distancias de Seguridad.

37

Distancia Vertical suelo de equipo de servicio eléctricoinstalado en estructuras.

Regirse por la Resolución No 18- 1294 de 2008 , Ministerio de Minas y Energía (RETIE).

Distancias de Seguridad.

38

Distancia Vertical suelo de equipo de servicio eléctricoinstalado en estructuras.

Regirse por la Resolución No 18- 1294 de 2008 , Ministerio de Minas y Energía (RETIE).

DescripcionTension Nominalentre fases (kV)

Distancia (mt)

13.2 5.634.5 5.6<1 5

Cruce de Lineas aereas de baja tension engrandes avenidas <1 5.6

13.2 5.634.5 5.6<1 5

13.2 5.634.5 5.6<1 5

13.2 8.134.5 8.1<1 7.5

13.2 1.834.5 1.8<1 1.2

13.2 5.234.5 5.2

<1 4.613.2 1234.5 12<1 12

13.2 734.5 7<1 7

Distancia horizontalen cruce por campos deportivos abiertos

Distancia minima al suelo "e" en cruces con ferrocarriles sin electrificar o funiculares.Distancia minima al suelo "f" en cruces con ferrocarriles sin electrificar o funiculares.electrificados , telefericos y trole Distancia minima al suelo "g" en cruces rios, canales navegables o flotantes , no adecuadas para embarcaciones con altura mayor a 2 mts

Distancia vertical al piso en cruce por campos deportivos abiertos

Distancia minima al suelo "d" en cruces con carreteras, calles, callejones, zonas peatonales, aereas sujetas a trafico vehicular

Distancia minima al suelo "d1" desde lineas que recorren avenidas , carreteras y calles.Distancia minima al suelo "d" en bosques de arbustos , aereas cultivadas, pastos, huertos, etc. Siempre que se respete los requisitos

Normativa Técnica de Electricaribe

Diseño y Construcción

Calculo Mecánico de Apoyos

39

Calculo Mecánico de Apoyos.

Cargas Verticales.

Teoría del Gravivano:.

Calculo Mecánico de Apoyos.

Cargas Horizontales Transversales:.

Teoría del Eolovano:

Apoyos Alineación y Anclaje:

Apoyos Fin de Línea:

Apoyos Angulo:

Calculo Mecánico de Apoyos.

Cargas Horizontales Longitudinales:

Apoyos Anclaje:

Apoyos Fin de Línea:

Calculo Mecánico de Apoyos.Ejemplo:

a

h1

h2h3

L= 12 –(12*0.1+0.6)=10.2 mts

θ3

v

Vano Regulador:

Longitud Cantón:

Tense Flecha Mínima:

Tense Flecha Máxima:

Cantón:

v

No Apoyo Eolo vano Gravivano (Hip- Viento)

Gravivano (Flecha Minima)

1

2

3

4

© Diseño , elaboración, programación de esta diapositiva : Ing. William Sánchez Esparragoza. Auditoria Técnica.

Do

Calculo Mecánico de Apoyos.Ejemplo:

No Apoyo

H Hipotesis Viento

H Flecha Minima

Th Hipotesis Viento

Th Flecha Minima

Vano 1-2

Vano 2-3

Vano 3-4

No Apoyo Tv(Hip- Viento) Tv (Flecha Minima)

Tht Thl

1

2

3

4

© Diseño , elaboración, programación de esta diapositiva : Ing. William Sánchez Esparragoza. Auditoria Técnica.

Calculo Mecánico de Apoyos.

Ejemplo.

Tt1=

Tt2=

Tt3=

Tt4=

1.8 mts

10 mts

9.9 mts

10.22 mts

30 o

Tht

T

Sen 30o = Tht/T

0.3 mts

Tht=

T=

© Diseño , elaboración, programación de esta diapositiva : Ing. William Sánchez Esparragoza. Auditoria Técnica.

Calcular

Calculo Mecánico de Apoyos.

Ejemplo.

47

Muchas gracias