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Diseño de redes de media Tensión y distribución BT
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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
26
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