MD Línea de Transmisión

Memoria Descriptiva Lnea de Transmisin - ELM

SZ-11-327/002-Rev.01 R:\LBRENA\SZ-11-327\Ingeniera Definitiva-Revision 1\Volumen I - Memoria Descriptiva\ParteI\MDLenastrasmisin.doc

NDICE

Pg.

1.0 GENERALIDADES 1.1

1.1 ANTECEDENTE 1.1

1.2 OBJETIVO DEL PROYECTO 1.1

1.3 ALCANCE DEL PROYECTO 1.1

1.4 DESCRIPCIN DE LA OBRA DE LA LNEA DE TRASMISIN 1.1

1.5 CONDICIONES CLIMATOLOGICAS Y AMBIENTALES 1.2

1.5.1 Caractersticas Climatolgicas 1.2

1.5.2 Presin de Viento 1.3

1.6 INSTALACIONES EXISTENTES 1.4

2.0 DESCRIPCIN DE RUTA DE LA LNEA 2.1

2.1 CRITERIOS PARA LA SELECCIN DE LA RUTA DE LA LNEA 2.1

2.2 DESCRIPCIN DE LA RUTA 2.1

2.2.1 Descripcin del trazo de lnea 2.1

2.2.2 Interferencias en su recorrido y soluciones planteadas 2.14

2.2.3 Reubicaciones de lneas y trabajos complementarios 2.17

3.0 CRITERIOS DE DISEO 3.1

3.1 CDIGO Y NORMAS 3.1

3.2 DISTANCIAS MNIMAS DE SEGURIDAD 3.1

3.3 DETERMINACIN DE LA SECCIN PTIMA DEL CONDUCTOR 3.3

3.3.1 Clculo de Prdidas de Potencia por Efecto Joule 3.4

3.3.2 Consideraciones para la Evaluacin Econmica de Conductores 3.4

3.3.3 Resultados y Conclusiones 3.4

3.4 CAPACIDAD TRMICA DEL CONDUCTOR 3.6

3.5 CALCULO DEL CREEP 3.7

3.6 CLCULO MECNICO DEL CONDUCTOR 3.8

3.6.1 Hiptesis para el cambio de estada de Conductores 3.8

3.6.2 Hiptesis de cambio de estado para el cable OPGW 3.9

3.7 DISEO DEL AISLAMIENTO 3.9

3.8 DISEO MECANICO DE ESTRUCTURAS 3.10

3.8.1 Determinacin de cargas en las estructuras 3.10

3.8.2 Factores de seguridad 3.11

3.9 DISEO DEL TRAMO SUBTERRNEO 3.12

3.9.1 Caractersticas tcnicas del cable 3.14

3.9.2 Resultados del Clculo 3.14

4.0 MATERIALES PRINCIPALES 4.1

4.1 ESTRUCTURAS 4.1

4.1.1 Postes metlicos 4.1

4.1.2 Torres de celosa 4.1

4.2 CONDUCTORES DE FASE Y CABLE TIPO OPGW 4.1

4.2.1 Conductores de Fase 4.1

4.2.2 Cable tipo OPGW 4.2

4.3 AISLADORES 4.2

4.3.1 Aisladores polimrico tipo Tensin 4.2



Pg.

4.3.2 Aisladores polimrico tipo Line Post 4.3

4.4 PUESTA A TIERRA 4.4

4.4.1 Conductor de cobre 4.4

4.4.2 Varilla de copperweld 4.4

4.5 PLANILLA DE LOCALIZACIN 4.4

CUADROS

Cuadro N 1.1: Presin del viento

Cuadro N 3.1: Demanda elctrica ao a ao

Cuadro N 3.2: Cuadro de Evaluacin econmica de conductores

Cuadro N 3.3: Valores mnimos de resistencia elctrica y mecnica de aisladores

Cuadro N 3.4: Resultados de la capacidad de transmisin

Cuadro N 3.5: Resultados de clculo de la tensin inducida

IMAGEN

Imagen N 3.1: Curvas de costos de lnea 138 kV con diferentes tipos de seccin del conductor

Imagen N 4.1: Aislador tipo tensin polimrico

Imagen N 4.2: Aislador tipo line post

FOTOS

Foto N 1 : Salida de la lnea desde la S.E. Socabaya

Foto N 2 : Trazo de ruta entre vrtices V1 al V2

Foto N 3 : Lnea a reubicar Paucarpata

Foto N 4 : Zona ladrillera

Foto N 5 : Tramo V3 V5

Foto N 6 : Tramo V5 V12

Foto N 7 : Vrtice V13

Foto N 8 : Vrtices V14 al V15

Foto N 9 : Vista hacia el vrtice V18

Foto N 10 : Vista atrs desde el vrtice V24

Foto N 11 : Vista al vrtice V25 desde el vrtice V24

Foto N 12 : Vista al vrtice V27

Foto N 13 : Vista adelante del tramo subterrneo

Foto N 14 : Vista atrs del tramo subterrneo

Foto N 15 : Vista adelante del vrtice V33

Foto N 16 : Vista atrs del vrtice V34

Foto N 17 : Tramo subterrneo

Foto N 18 : Vista del tramo V45 y V46

Foto N 19 : Vista atrs hacia el vrtice V45

Foto N 20 : Vista adelante hacia el vrtice V48



Foto N 23 : Vista de interferencia de lnea 10 kV



Foto N 24 : Vista del vrtice V53

Foto N 25 : Vista de la S.E Parque Industrial

Foto N 26 : Vista desde el interior de la S.E. Socabaya

Foto N 27 : Tramo V15-V16

Foto N 28 : Vista del primer tramo subterrneo

Foto N 29 : Vista del segundo tramo subterrneo

Foto N 30 : Vista de la lnea 33kV Socabaya -Paucarpata

Foto N 31: Tramo V6-V7

Foto N 32 : Vista de interferencia con lnea 10 kV

Foto N33: Vista de entrada a la SE Parque Industrial- Interferencias de lneas areas en

33 kV y 10 kV.

Foto N34: Otra vista de las interferencias de lneas areas en 33 kVy10 kV.

ANEXO

Anexo N 1: Cronograma de obra.

Anexo N 2: Planilla de estructuras



1.0 GENERALIDADES

1.1 ANTECEDENTE

Sociedad Elctrica del Sur Oeste S.A. contrato los servicios de la empresa S&Z Consultores

Asociados S.A. para realizar el Estudio de INGENIERIA DEFINITIVA DE LNEA DE

TRANSMISIN 138 kV SOCABAYA PARQUE INDUSTRIAL Y

SUBESTACIONES ASOCIADAS.

1.2 OBJETIVO DEL PROYECTO

El proyecto tiene como objetivo la construccin de una lnea en 138 kV en simple terna de

9,766 km de longitud, entre la subestacin Socabaya y la subestacin Parque Industrial.

Esta lnea se usara postes metlicos para las estructuras de suspensin, ngulos, retencin y

terminal, por otro lado, para cruce especiales se usaran cuatro (4) torres de celosa.

Por requerimientos de SEAL, el tramo inicial de 3,7 km de la lnea, ubicado en la perifrica

de la ciudad, estar preparada para llevar una terna adicional; es decir se disearn las

estructuras para soportar doble terna de conductores, el cual permitir contar en el futuro

con una ruta disponible para una terna adicional a la salida de la S.E. Socabaya

1.3 ALCANCE DEL PROYECTO

El Alcance del proyecto es desarrollar el estudio de Ingeniera Definitiva de lo siguiente:

- Construccin de la Lnea en 138 kV Socabaya Parque Industrial de 9,766 km

- Ampliacin de la S.E. Parque Industrial 33/10 kV 2x25 MVA, que consiste en la

implementacin del patio de llaves 138/33 kV, 60/75 MVA (ONAN/ONAF) de potencia,

su adecuacin a las instalaciones existentes y el reemplazo de la barra en 33 kV.

- Equipamiento de la celda de salida de lnea en 138 kV de la S.E. Socabaya

1.4 DESCRIPCIN DE LA OBRA DE LA LNEA DE TRANSMISIN

Las obras electromecnicas y civiles correspondientes a la lnea de trasmisin son las

siguientes:

- Construccin de la Lnea en 138 kV Socabaya Parque Industrial de 9,766 km

compuesta de un tramo areo de 9,0 km y dos tramos soterrados de 250,87 m y

514,89 m.

Memoria Descriptiva Lnea de Transmisin ELM 1.2


En el tramo areo se instalaran conductores de AAAC-240 mm en estructuras de acero

de alturas variables, entre 80 a 120 y 4 torres de celosa.

Los tramos subterrneos estarn compuestos de cables unipolares de Cu de 240 mm en

aislamiento tipo XLPE que sern enterrados en ductos de concreto y se ubicarn cmaras

de paso en cada uno de los vrtices de su recorrido. En los planos LSP-024 se muestran

los detalles de las obras civiles de las cmaras de paso.

En cada uno de los extremos de los tramos soterrados se instalarn estructuras

terminales, de transicin de lnea area a subterrnea, provistas cada una de ellos de

terminales unipolares y pararrayos para cada fase.

Forma parte de la construccin de la Lnea de Transmisin en 138 kV, las reubicaciones

siguientes:

- Reubicacin de 1,1 km de lnea 33kV Socabaya- Paucarpata, simple terna (Ver plano

LSP-005 hojas 1 al 4).

- Soterrar 86 m de un tramo areo de la lnea 33 kV Socabaya - Parque Industrial, en

el cruce con la lnea 138 kV entre los vrtices V6 y V7, el cual se muestra en el

plano LSP-005 hoj 6 y 7. En este tramo se ubicarn estructuras de transicin de

area a subterrneo en los extremos provistas de equipo de proteccin y terminales.

- Soterrar un tramo de lnea area en 33kV, en doble terna, a la llegada de la

subestacin Parque Industrial, Ver plano LSP-005 hoja 26. La lnea de 33kV se

deber ubicar en la parte exterior de la S.E. Parque Industrial, una torre de celosa

para la transicin de areo a subterrneo, el cual estar provisto de terminales y

pararrayos de proteccin este tramo tendr una longitud de 85 m. En el plano SSP-

006 Disposicin de equipos y planta de la S.E. Parque Industrial se observa el

recorrido de este tramo subterrneo.

Para el desarrollo de la obra de estas reubicaciones, como parte de la obra, se debe realizar

la ingeniera de detalle de cada una de estas reubicaciones

1.5 CONDICIONES CLIMATOLGICAS Y AMBIENTALES

Las condiciones climatolgicas y ambientales de la zona del proyecto y en especial las

presiones de viento que rige el diseo de la lnea de transmisin area en estudio son las que

se presentan a continuacin:

1.5.1 Caractersticas Climatolgicas

Las caractersticas climatolgicas de la zona del proyecto, se refieren bsicamente a los

principales parmetros, tales como: temperaturas, humedad relativa, presin de viento,

altitud, etc. que caracterizan la zona del proyecto.

Los principales parmetros climatolgicos de la zona del estudio son:

Altitud de la lnea : 2 300 m.s.n.m.

Temperatura ambiente mnima : 8C

Temperatura ambiente media anual : 15C



Temperatura ambiente mxima : 22C

Humedad relativa mnima : 27%

Humedad relativa media anual : 46%

Humedad relativa mxima : 70 %

Sismicidad : Alta

1.5.2 Presin de Viento

La presin de viento que se aplicarn sobre las reas proyectadas de los conductores,

estructuras de soporte y aisladores, se calcular mediante la frmula del Cdigo Nacional de

Electricidad Suministro 2011, regla 250.C., que a continuacin se presenta:

PV = K x V x Sf x A

Donde:

PV = Carga en Newton

K = 0,613 Constante de Presin, para elevaciones hasta 3 000 m.s.n.m.

V = Velocidad del viento en m/s

Sf = Factor de forma

1,00 para conductores, aisladores y postes metlico y 3,2 para torres de celosa

A = rea proyectada en m2

La velocidad del viento se aplicar segn el Cdigo Nacional de Electricidad Suministro

para la zona C de carga y rea 0 para altitudes menores a 3 000 m.s.n.m., utilizando la

Tabla 250-1.B y la formula de la regla 250.C, en donde se establece la velocidad horizontal

de viento igual a 26,0 m/s (94 km/h) relacionado con una temperatura del medio ambiente

de 10C.

Remplazando en la frmula (a):

Para conductor, cable de fibra ptica OPGW, postes de acero galvanizado y aisladores

Pv = 0,613 x (26,11) x 1,00 x 1,00 = 417,94 N/m = 42,60 kg/m

Para estructuras de celosa (torres):

Pv = 0,613 x (26,11) x 3,20 x 1,00x1,00 = 1 337,40 N/m = 136,33 kg/m

Las presiones de viento que se aplicaran a los diversos elementos son los que se resumen en

el Cuadro N 1.1. Cuadro N 1.1

PRESION DE VIENTO

ELEMENTOS DE LA LNEA DE TRANSMISIN

PRESION DE VIENTO

(kg/m)

Estructuras de acero en celosa (torres) 136,33

Postes de acero galvanizado 42,60

Conductor y cable OPGW 42,60

Cadena de aisladores y aisladores polimricos 42,60



1.6 INSTALACIONES EXISTENTES

Las instalaciones elctricas existentes a lo largo del recorrido de la lnea 138 kV son: lneas

de transmisin en 33kV, lneas de distribucin en 10 kV y lneas en baja tensin para el

servicio domiciliario, asimismo existen lneas y cableado telefnico. Las lneas de 33 kV

son las que representan las principales interferencias que se tiene que resolver en la etapa

del diseo de la lnea en 138 kV; estos son los siguientes:

Lnea 33 kV S.E. Socabaya S.E. Parque Industrial

Nivel de tensin : 33 kV

Nmero de ternas : 2

Longitud : 8,17 km

Postes : Metlicos

Conductor : ACSR-126,7 mm

Lnea 33 kV S.E. Socabaya Jesus1


Nmero de ternas : 1

Longitud : 8,37 km

Postes : Metlicos

Conductor : AASC-125 mm

Lnea 33 kV S.E. Socabaya Jesus2


Nmero de ternas : 1

Longitud : 8,37 km

Postes : Metlicos

Conductor : AASC-125 mm

Lnea 33 kV S.E. Socabaya Paucarpata


Nmero de ternas : 1

Longitud : 6,71 km

Postes : Metlicos

Conductor : AAAC-120 mm

Cable de guarda : EHS



2.0 DESCRIPCIN DE LA RUTA DE LA LNEA

2.1 CRITERIOS PARA LA SELECCIN DE LA RUTA DE LA LNEA

Para la seleccin de la ruta ms ptima se tomaron los siguientes criterios:

- Tener la menor cantidad de vrtices

- Evitar pasar por zonas protegidas

- Evitar pasar por zonas arqueolgicas

- Evitar cruces de lneas.

- Evitar pasar por zonas geolgicamente inestables o de deslizamiento

- Ubicar la lnea en zonas accesibles, que facilitan tanto la construccin como el

mantenimiento posterior de la lnea

- Evitar pasar cerca a edificaciones, si es en zona rural cumplir con las distancias de

servidumbre, si es en zona urbana cumplir con las distancias de seguridad y si los

tramos son muy angostos considerar circuito subterrneo.

- Evitar zonas de cultivo. De no ser posible evitar el uso de un rea de cultivo, se

procurar ocupar el mnimo espacio de tal forma de que los daos a la propiedad

tambin sean mnimos, con lo que se conseguir que la negociacin con el propietario

sea ms eficiente.

2.2 DESCRIPCIN DE LA RUTA

2.2.1 Descripcin del trazo de la lnea

La lnea tiene una longitud de 9,766 km y consta de 53 vrtices, la lnea tendr

configuracin area con disposicin vertical de los conductores y consta de dos tramos

subterrneos, uno de 250,87 m entre los vrtices V27 y V32 y el otro de 514,89 m entre los

vrtices V34 y V45.

El trazo de la lnea se ubicar en dos zonas claramente definidos, uno correspondiente a la

perifrica y la otra en zona urbana. La zona perifrica se caracteriza por atravesar terrenos

de cultivos y zonas naturales tales como ros y quebradas; en estas zonas se cuenta con

distancias de servidumbre de 20 m (10 m a cada lado del eje) para la lnea en 138 kV, tal

como se indica en el CNE Suministro 2011 .



En la zona urbana se han ubicado las estructuras de la lnea teniendo en cuenta las distancias

mnimas de seguridad con respecto a las edificaciones existentes en el lugar, tal como se

indica en la Nota 7 de la Tabla N 219 del C.N.E. Suministro 2011. El valor a usarse para

la distancia de seguridad horizontal es 3,90 m, correspondiente a un vano mximo de

180 m, tal como se indica en el literal f del tem 3.2 Distancias Mnimas de Seguridad .

A continuacin se presenta la descripcin del trazo de la ruta seleccionada para la lnea de

transmisin.

Salida desde la subestacin Socabaya (Va Pblica rural: Vrtices V0 al V3)

El recorrido de la lnea de trasmisin se inicia en el vrtice V0, este vrtice se ubica dentro

del rea de la subestacin Socabaya, a 50 m del prtico proyectado para la salida de la

lnea. En el vrtice V0 se ha previsto ubicar una torre de la altura necesaria, de tal forma

que sea posible hacer el cruce de la lnea proyectada encima de la lnea 33 kV Socabaya -

Parque Industrial y la lnea en 10 kV Paisajista, as como tambin a la lnea 33 kV

Socabaya-Paucarpata en su nueva posicin. Ver detalle en plano N LSP-004 y en

FotoN 1.

A partir de este punto la ruta de la lnea gira a la derecha con respecto al eje del prtico en

45 ubicando el vrtice V1 a una distancia de 124,07 m, para luego a partir de ese vrtice

continuar con direccin norte ubicando a 817,81 m el vrtice V2.

Foto N 1 Salida de lnea desde la S.E. Socabaya.- En la vista se

observa la ubicacin de la estructura inicial (torre) de la LL.TT.

138 kV, a partir de este vrtice el trazo de la ruta de la lnea cruza

encima de las lneas de MT existentes en 33 kV y 10 kV

Entre los vrtices V1 y V2 la lnea proyectada ocupara la ruta actual de la lnea 33 kV

Socabaya- Paucarpata, debiendo esta lnea ubicarse al lado izquierdo paralela a su ubicacin

actual y a una distancia de 10 m; la longitud total de la lnea a reubicar es 1,08 km. Los

detalles de este tramo se observan en el plano LSP-007 hojas 1 al 4 y en la Foto N 2.

V0



Desde el V2 la lnea gira un ngulo de 8558 a la izquierda, ubicando a una distancia de

82,12 m el vrtice V3 a la zona denominada LADRILLERA.

Foto N 2: Trazo de ruta entre vrtices V1 al V2.- En la vista se la ruta

de la lnea entre los vrtices V1 al V2, al lado izquierdo se reubicar la

lnea 33 kV a Paucarpata, tal como se muestra en la foto.

Foto N 3: Lnea a reubicar Paucarpata.- En la vista se observa la

estructura final del tramo de lnea 33kV a Paucarpata que se reubicar.

En este poste se conectar la lnea que reubicada con la lnea existente.

Nueva ruta de la LT

33 kV Paucarpata



Foto N 4: Zona Ladrillera.- En la vista se observa el tramo de

la lnea entre los vrtices V2 al V3, el cual se ubicar cerca a

la zona ladrillera.

Tramos de lnea (Zona Perifrica: Vrtices V3 al V13)

Desde el vrtice V3 la ruta de la lnea hace un giro de 4645 a la derecha desde el cual se

cruzar una zona ladrillera y luego una zona de cultivo hasta ubicar el vrtice V4 siendo la

distancias entre vrtices de 235,12 m. El vrtice V4 se ubicar cerca a un estanque y a

partir de all la lnea seguir el curso del rio Socabaya ubicndose al borde de este al

margen izquierdo ubicando a su paso los vrtices los vrtices V5, V6, V7, V8, V9, V10,

V11 y el vrtice V12. En las Fotos 5 y 7 se muestran las imgenes del recorrido.

Foto N 5: Tramo V3-V5.- En la vista se observa el tramo de

la lnea en la zona perifrica entre los vrtices V3 al V5.

V4

V5

V3

V2



Foto N 6: Tramo V5-V12.- En la vista se observa el tramo de la

lnea entre los vrtices V5 al V12, el cual se ubicar cerca a la

zona ladrillera.

En los vrtices V12 y V12A se han ubicado dos torres de celosa. La que se ubica en el

vrtice V12A sirve para el cruce del ro, al otro lado se ubica el vrtice V13.

Zona Periferia Va Pblica.- A partir del vrtice V13 la lnea ingresa a va pblica, sin

embargo en esta parte de la ruta a un lado de la va hay edificaciones dispersas y al otro

lado zonas de cultivo, donde se ubicarn los vrtices V14, V15, V16, V17 y V18. En las

Fotos 7 y 8 se muestran imgenes del recorrido.

Foto N 7: Vrtice V13.- En la vista se observa la ubicacin

el vrtice V13, el trazo de ruta sigue la direccin de la pista.

La toma se realizo desde la ubicacin del vrtice V14

V6

V12

V13

V5



Foto N 8: Vrtices V14 al V15.- En la vista se observa el

recorrido en el tramo comprendido entre el vrtice V14 al

V15.

El vrtice V18 se ubica en la interseccin de las avenidas Paisajista y Las Peas, a partir de

este vrtice la lnea se ubica en calles con edificaciones a ambos lados de la va, los vrtices

del trazo se ubican en puntos que permitirn cumplir con las distancias de seguridad que

exige la norma, se generan los vrtices V19, V20, V21, V22, V23 y V24 en esta misma

avenida Las Peas.

Foto N 9: Vista hacia el vrtice V18.- En la vista se

observa el recorrido en el tramo comprendido entre el vrtice

V15 al V18. Al fondo se observa la avenida Paisajista.

Desde el vrtice V24 la lnea hace un giro a la izquierda ingresando al Jr. Snchez Trujillo

y donde se ubicarn los vrtices V25, V26 y V27.



Foto N 10: Vista atrs desde el vrtice V24.- En la vista se

observa la vista atrs del trazo de la lnea proyectada.

Foto N 11: Vista al vrtice V25 desde el vrtice V24.- El vrtice

V25 se ubicar en la esquina, la lnea 10 kV debe pasa a ser de

alimentacin subterrnea para evitar la interferencia.

Desde el vrtice V27 la lnea tendr un tramo subterrneo de 250,87 m entre el Jr. Snchez

Trujillo y Jr. Cerro Juli hasta el vrtice V32.



Foto N 12: Vista al vrtice V27.- El vrtice V27 se ubica a media

cuadra donde se ubicar una estructura terminal, a partir de esta

estructura se iniciar el primer tramo subterrneo de 250,87 m

Foto N 13: Vista adelante del tramo subterrneo.- En la vista se

observa el recorrido por donde est considerado el tramo subterrneo de

250,87 metros.



Foto N 14: Vista atrs del tramo subterrneo.- Se observa

movimiento de tierra por la instalacin de tuberas de desage en el

recorrido.

En este tramo de la Calle o Jirn Cerro Juli se generan los vrtices V28 al V32 del primer

tramo subterrneo, a partir de all se generan nuevamente un tramo areo hasta el V34, a

partir de este vrtice nuevamente se tiene un tramo subterrneo de 514,89 m donde se

generan los vrtices V35 al V45.

Foto N 15: Vista adelante del vrtice V33.- Se observa el recorrido

de la lnea que se ubicar al lado izquierdo de la toma evitando la

interferencia de la lnea de 10 kV



Foto N 16: Vista atrs del vrtice V34.- En la vista se observa el

recorrido en el tramo areo comprendido entre el vrtice V33 y el

V34. La Lnea area pasar desde V34 a subterrneo.

Foto N 17: Tramo subterrneo.- Se observa el recorrido que tendr el

tramo subterrneo entre los vrtices V42 y V43.



Foto N 18: Vista del tramo V45 y V46.- En la vista se observa la

ubicacin del vrtice V45 y el recorrido de la lnea en la direccin

del vrtice V46 en la Av. Ernesto Gunther.

Foto N 19: Vista atrs hacia el vrtice V45.- En la vista se

observa al lado derecho un grifo. El CNE Suministro 2011 en la

Tabla N 127-1 consigna una distancia mnima de seguridad de

10 m para una lnea de 138 kV, distancia que se consigue al pasar

por el lindero del grifo. La lnea se ubicar a la izquierda de la

toma, al lado del grifo.

V45



Foto N 20: Vista adelante hacia el vrtice V48.- En la vista se

observa el cauce de un rio entre el vrtice V48 y V49 de la lnea.

Foto N 21: Vista atrs hacia el vrtice V48.- En la vista se observa

el recorrido de la lnea en el tramo que se ubica en la Av. Gunther,

la lnea se ubicar en el lado izquierdo de la foto y el vrtice V48 en

la esquina de esta calle.

Desde el vrtice V48 la lnea hace un giro ubicndose en la Av. Victor F. Lira, ubicando en

esta calle los vrtices V49 y V50, ambos en la esquina de esta calle, en el recorrido existe

un canal cubierto ubicada en el eje de la lnea, del vrtice V50 se accede a la Av. Miguel

Forga cruzando una lnea de 10 kV. Se ubicar el vrtice V51 en la Berma central de esta

avenida y el vrtice V52 se cruza a la berma derecha frente a la S.E. Parque Industrial

ubicando el vrtice V53 desde donde la lnea deber ingresar en forma perpendicular al

prtico de la S.E. Parque Industrial.



Foto N 22: Vista atrs hacia el vrtice V49.- En la vista se observa el

recorrido de la lnea en el tramo que se ubica en la Av. Victor Lira

entre los vrtices B49 y B50.

Foto N 23: Vista de interferencia de lnea 10 kV con vrtice V50.- En

la vista se observa el recorrido de una lnea de 10 kV existente que se

cruza con la lnea proyectada en el vrtice V50.



Foto N 24: Vista del vrtice V53.- En la vista se observa un poste

de alumbrado con pastoral doble, a 3m se ubicar el vrtice V53 de

la lnea proyectada.

Foto N 25: Vista de la SE Parque Industrial.- En la toma se observa la

parte interior de la SE Parque Industrial por donde ingresar la lnea

proyectada. Se observa una torre de celosa de doble terna en 33kV

que deber retirarse para la construccin de la ampliacin de la S.E.

Parque Industrial.

2.2.2 Interferencias en el Recorrido y Soluciones Planteadas

Cruce de Lneas en la Salida de la S.E. Socabaya

En el espacio frontal de la S.E. Socabaya se ubican lneas areas, de media tensin de

10 kV y 33 kV que salen de la S.E. Socabaya las cuales representan un obstculo para la

lnea proyectada. En el tramo comprendido entre las vrtices V0 y V1 de la lnea l38 kV se

efectan tres cruces de lnea: con una lnea de 10 kV, una lnea de 33 kV a Parque



Industrial y la lnea 33 kV a Paucarpata; se ha considerado cruzarlas en forma area para

ellos se ubicar una torre de celosa en el vrtice V1. El plano actual de las salidas

existentes en la S.E. Socabaya se muestra en el plano LSP-003 Detalles de salida de la

lnea 138 kV de la S.E. Socabaya.

Foto N 26: Vista desde el interior de la S.E. Socabaya.- En la toma se

observa las lneas de media tensin que salen e ingresan a la S.E.

Socabaya.

Cruce con lnea 33 kV Socabaya Parque Industrial ( vrtice V15)

Este cruce se solucionar en forma area para el cual se ha considerado el uso de postes

metlicos de gran altura.

Foto N 27: Tramo V15-V16.- En la vista se observa que la lnea 33 kV existente cruza en forma

diagonal a la va. La lnea del proyecto se ubicar al lado izquierdo de la va y deber cruzarlo en

forma area.



Primer tramo subterrneo V27 V32.

Para la interferencia de las calles estrechas en la va pblica se ha visto necesario considerar

pasar la lnea a subterrnea. En este tramo la red subterrnea tendr una longitud de

250,87 m y el recorrido se observa en el plano LSP-007 hoja 20.

Foto N 28: Vista del primer tramo subterrneo.- En la vista se observa el recorrido por donde est considerado el tramo

subterrneo de 250,73 metros. En la etapa de Ingeniera

Definitiva se definir exactamente la longitud a soterrar.

Segundo tramo subterrneo V34 V45

Este segundo tramo subterrneo tiene una longitud de 514,89 m y su recorrido se

representa en el plano LSP- 007 (hoja 22,23 y 24).

Foto N 29: Vista del segundo tramo subterrneo.- En la vista se

observa el recorrido por donde est considerado el tramo subterrneo

de 514,91 m que comprende los vrtices V34 al V45. La longitud

final ser determinada en la Ingeniera Definitiva.



2.2.3 Reubicaciones de lneas y trabajos complementarios

Reubicacin de la Lnea 33 kV Socabaya Paucarpata El tramo de la lnea 138 kV del proyecto, comprendido entre los vrtices V1 y V2, se

ubicar en el mismo eje de la lnea 33 kV Socabaya Paucarpata existente. Como parte

de la ejecucin del proyecto se deber tomar en cuenta la reubicacin de esta lnea

33 kV cuya longitud es de 1,08 km, el detalle de esta reubicacin est representado en

los planos LSP-007 (hoja 1 a 4). En el plano LSP-007 hoja 1 se observa el primer cruce

con esta lnea que se solucionar con la instalacin de la torre en el V0, similarmente

se observa un cruce entre los vrtices V2 y V3.

Foto N 30: Vista de Lnea 33 kV Socabaya- Paucarpata.- En la

vista se observa las lneas existente que deber reubicarse al

lado izquierdo a 10 m aproximadamente de su ubicacin actual.

Cruce con lnea 33 kV Socabaya Parque Industrial ( Vrtice V6) Para el cruce con la lnea 33 kV en el vrtice V6 se ha considerado soterrar un tramo de

86m de la lnea existente doble terna, para el cual se considera instalar dos postes metlicos.

El detalle de este cruce est representado en el plano LSP- 007 (hoja 6 y 7).

Foto N 31: Tramo V6-V7.- En este tramo se observa el recorrido de

la lnea 33 kV Socabaya Paucarpata que cruza a la ruta de la lnea 138 kV del proyecto. Se ha determinado pasar este tramo de lnea

33 kV a subterrneo.



Cruce con lnea 10 kV desde el vrtice V50. El cruce con la lnea de 10 kV en el vrtice V50 se cruzar en forma area, para el cual se

considerar la altura necesaria en el poste metlico que se usar para la lnea 138 kV. Se

muestra la Foto N32 con el detalle del cruce. Adems en el recorrido se encuentran otros

cruces con tramos de lnea de 10kV que debern reubicarse.

Foto N 32: Vista de interferencia con lnea 10 kV.- En la vista se

observa el cruce de una lnea existente en 10 kV con la ruta de la

lnea 138 kV del proyecto, se planea el cruce areo.

Cruce con lneas en 33 kV y 10kV al ingreso de la S.E. Parque Industrial

Foto N 33: Vista de entrada a la SE Parque Industrial- Interferencias

de lneas areas en 33 kV y10 kV.- En la vista se observa la

interferencias de lneas existente doble terna en 33kV y 10 kV al

ingreso de la S.E. Parque industrial.



Para el ingreso de la lnea 138 kV del proyecto a la S.E. Parque Industrial, SEAL deber

retirar la lnea de 10 kV, sin embargo la lnea de 33 kV deber reubicarse en forma

subterrnea como parte del proyecto.

El trabajo consistir en ubicar una torre terminal de transicin, para cortar la lnea en 33kV

antes de la llegada a la S.E. Parque Industrial. Desde esta torre el ingreso de esta lnea se

har soterrado.

Foto N 34: Otra vista las interferencias de lneas 33kV y 10kV.- En la

flecha de la imagen deber ubicarse una estructura terminal para

trasladar la lnea en 33kV y a partir de este punto hacer el ingreso a

la S.E. Parque Industrial en forma subterrnea.



3.0 CRITERIOS DE DISEO

3.1 CDIGOS Y NORMAS

Los criterios de diseo a emplear estarn de acuerdo bsicamente con el Cdigo Nacional

de Electricidad Suministro 2011, la que ser complementada con otras normas nacionales e

internacionales vigentes, tales como la IEC, ANSI, DIN, REA, etc.

3.2 DISTANCIAS MNIMAS DE SEGURIDAD

a) Distancia de seguridad (DS) en cualquier direccin desde los conductores hacia los

soportes y hacia conductores verticales o laterales de otros circuitos, o retenidas

unidos al mismo soporte.

Se determinan segn la regla 235.E.1 y la Tabla 235-6.

- Distancia de seguridad a conductor vertical o lateral de otros circuitos:

DS = 580 mm + 10 mm x (145 50) x 1,13 = 1,65 m

- Distancia de seguridad a retenida de anclaje unido a la misma estructura:

DS = 410 mm + 6,5 mm x (145 50) x 1,13 = 1,108 m

- Distancia de seguridad a superficie de los brazos de soporte:

DS = 280 mm + 6,0 mm x (145 50) x 1,13 = 0,924 m

- Distancia de seguridad a superficie de estructuras:

- En estructuras utilizadas de manera conjunta:

DS = 330mm + 5 mm x (145 50) x 1,13 = 0,866 m

- Todos los dems:

DS = 280 mm + 5 mm x (145 50) x 1,13 = 0,817 m



b) Distancia vertical de seguridad de conductor sobre el nivel del piso o camino:

- Al cruce de vas de ferrocarril al canto

superior de la riel : 10,50 m

- Al cruce de carreteras y avenidas : 8,10 m

- Al cruce de calles : 8,10 m

- A lo largo de carreteras y avenidas : 8,10 m

- A lo largo de calles : 8,10 m

- En reas no transitadas por vehculos : 6,60 m

- En terrenos de cultivos recorridos

Por vehculos : 8,10 m

c) Distancia de seguridad vertical (DSV) entre conductores adyacentes o que se

cruzan, tendidos en diferentes estructuras soporte no deber ser menor a la que se

indica en la Tabla 233-1, y aplicando la Regla 233.C.2.a obtenemos:

- A lneas primarias hasta 23 kV : 2,58 m

- A lneas de transmisin de 33 kV : 2,69 m



- A lneas de comunicacin : 3,18 m

d) A postes de alumbrado pblico

Segn la Regla 234.B.2 se considera una distancia vertical de 1,70 m para tensiones

entre 23 y 50 kV, ajustando el valor por tensin y altitud se obtiene lo siguiente:

Vertical : 2,77 m

Segn la Regla 234.B.1a y b se considera una distancia horizontal sin viento de 1,50 m

para tensiones entre 23 y 50 kV, y con viento de 1,40 m para tensiones entre 750 V a

23 kV, ajustando el valor por tensin y altitud se obtiene lo siguiente:

Horizontal : 2,57 m (sin viento)

3,76 m (con viento)

e) Distancia de seguridad de los conductores y partes rgidas con tensin no protegidas

adyacentes pero no fijadas a edificios y otras instalaciones a excepcin de puentes.

Segn las reglas 234.B, 234.C, 234.D y 234.G.1 y la Tabla 234-1. Se utilizarn los

mayores valores.

- Letreros, chimeneas, carteles, antenas de radio y televisin, tanques y otras

instalaciones no clasificadas como edificios y puentes:

- Horizontal : 2,50 m + 0,01 m x (145 23) x 1,13 = 3,88 m (en reposo)

- Vertical : 3,50 m + 0,01 m x (145 23) x 1,13 = 4,88 m



- Distancias horizontales considerando viento de 190 Pa, segn regla 234.C.1.b, se

deber usar las siguientes distancias:

- Conductores de suministros expuestos de 750 V a 23 kV : 2,0 m

- Para tensiones superiores a 60 kV : 1,8 m

Realizando los clculos de oscilacin del conductor por un viento de 190 Pa y 25C se

obtiene lo siguiente: ngulo de oscilacin 13.49 y para un vano 170 m una flecha de

2,54 m

Luego efectuando el clculo se obtiene una distancia horizontal de : 2,43 m

Efectuando las correcciones por tensin y altitud

- Horizontal : 2,43m + 0,01 m x (145 23) x 1,13 = 3,36 m

Para el diseo la distancia de seguridad horizontal a considerar ser mayor al valor de

3,36 m y 3,88 m obtenidos del clculo, por lo que usaremos para este proyecto el

valor:

- Distancia horizontal mxima a edificaciones a medio vano : 3,90

3.3 DETERMINACIN DE LA SECCIN PTIMA DEL CONDUCTOR

De acuerdo a las demandas actualizadas del Sistema Arequipa, se calculado la seccin del

conductor con la finalidad de lograr un diseo ptimo de la lnea, es decir el menor costo

cumpliendo las necesidades tcnicas.

Los valores de demandas elctricas ao a ao se obtenido interpolando los valores de

demanda que se obtuvieron en cada etapa durante 20 aos. Los valores de demanda usada

para el clculo se muestra en el Cuadro N 3.1

Cuadro N 3.1

DEMANDA ELCTRICAS AO A AO tasa 12%

TIABAYA ao actual Costo anualizado

Ao Aos P (MW) Factor P (MW)

1 2013 33.1 0.8929 33.100 40.215 34.206 28.478 24.479 21.504

2 2014 34.4 0.7972 34.400 38.782 32.987 27.464 23.607 20.738

3 2015 36.7 0.7118 36.700 39.412 33.523 27.910 23.990 21.075

4 2016 39.3 0.6355 39.300 40.352 34.322 28.575 24.562 21.578

5 2017 41.9 0.5674 41.900 40.953 34.834 29.001 24.928 21.899

6 2018 44.2 0.5066 44.200 40.690 34.610 28.815 24.768 21.758

7 2019 47.5 0.4523 47.500 41.958 35.688 29.712 25.540 22.436

8 2020 49.7 0.4039 49.700 41.013 34.885 29.043 24.964 21.931

9 2021 51.7 0.3606 51.700 39.625 33.704 28.060 24.120 21.189

10 2022 54.7 0.3220 54.700 39.605 33.687 28.046 24.107 21.178

11 2023 57.2 0.2875 57.238 38.718 32.933 27.418 23.568 20.704

12 2024 59.8 0.2567 59.775 37.703 32.069 26.699 22.950 20.161

13 2025 62.3 0.2292 62.313 36.582 31.116 25.905 22.267 19.562

14 2026 64.9 0.2046 64.850 35.377 30.091 25.052 21.534 18.917

15 2027 67.4 0.1827 67.388 34.107 29.010 24.153 20.761 18.238

16 2028 69.9 0.1631 69.925 32.789 27.890 23.219 19.959 17.533

17 2029 72.5 0.1456 72.463 31.439 26.742 22.264 19.137 16.812

18 2030 75.0 0.1300 75.000 30.071 25.578 21.295 18.304 16.080

19 2031 77.5 0.1161 77.538 28.697 24.409 20.322 17.468 15.345

20 2032 80.1 0.1037 80.075 27.327 23.243 19.351 16.634 14.612

7.469 735.417 625.527 520.783 447.645 393.251



3.3.1 Clculos de Prdidas de Potencia por Efecto Joule (P)

El clculo de las prdidas de potencia se calcular empleando la siguiente frmula:

)(

cos1000

)(22

2

kWV

LRPP

L

Donde:

L : Longitud del tramo de lnea (km).

P : Potencia (kW).

R : Resistencia de operacin del conductor (/km)

Cos : Factor de potencia (Fp = 0,9)

VL : Tensin entre fases (kV)

3.3.2 Consideraciones para la Evaluacin Econmica de conductores

Para la evaluacin econmica de conductores se ha considerado los siguientes costos:

Costos de prdidas Joule

Asociados a los costos de prdidas de energa y potencia al transportar la energa por la

lnea, con un conductor determinado, para la lnea de 138 kV.

El costo considerado fue:

Potencia: S/. 27,04

Energa: ctv. S/. 10,40

Se uso su equivalente en dlares

Potencia: 116 719,42 $/MW

Energa: 37,41 $ MWh

Factor de carga = Fc = 0,9

El factor de prdidas Fp= 0,3.Fc+ 0,7xFc

Costo de la inversin inicial

El costo asociado al equipamiento de la lnea, se ha considerado costo de suministro y

montaje de la lnea con diferentes conductores preseleccionados por capacidad de

conduccin.

3.3.3 Resultados y Conclusiones

Se ha determinado el conductor de aleacin de aluminio de 240 mm como el ms

econmico, aunque hay secciones mayores cuyos resultados son cercanos al valor ms



econmico. La inversin inicial es menor con el de menor seccin. En la Imagen N 3.1 y

el Cuadro N 3.2 se muestran los resultados de la evaluacin.

Imagen N3.1

CURVAS DE COSTO DE LNEA 138kV

CON DISTINTAS SECCIONES DEL CONDUCTOR

3

4

5

6

0

200

400

600

800

1,000

1,200

1,400

1,600

1,800

2,000

180 230 280 330 380 430 480

INV

ER

SIO

N (M

iles U

S$)

SECCION DE CONDUCTOR (mm2)

DETERMINACIN DE LA SECCIN PTIMA DEL CONDUCTOR

Series1

Series2

Series3

Cuadro N3.2

CUADRO DE EVALUACIN ECONMICA DE CONDUCTORES. EVALUACION DE LA SECCION OPTIMA DEL CONDUCTOR

CANTON CAIRO DARIEN ELGIN FLINT

DESCRIPCION UNIDAD VALOR VALOR VALOR VALOR VALOR

TIPO DE CONDUCTOR AAAC AAAC AAAC AAAC AAAC

CANTON 465.4MCM 559.5 MCM 652.4 MCM 740.8 MCM

SECCION DEL CONDUCTOR mm 199.9 235.8 283 331 375

DIAMETRO DEL CONDUCTOR mm 18.3 19.88 21.79 23.53 25.16

N DE CIRCUITOS 1 1 1 1 1

N DE CONDUCTORES POR FASE 3 3 3 3 3

POTENCIA NOMINAL POR CIRCUITO MVA 60 60 60 60 60

FACTOR DE POTENCIA 0.98 0.98 0.98 0.98 0.98

POTENCIA ACTIVA POR CIRCUITO MW 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8

RESISTENCIA A 25c ohm/km 0.1715 0.1423 0.1181 0.10135 0.0892

TEMPERATURA (Tc) C 75 75 75 75 75

TENSION kV 138 138 138 138 138

COEFICIENTE DE RESISTIVIDAD

RESISTENCIA CORREGIDA A Tc. ohm/km 0.2001 0.1702 0.1417 0.1218 0.107

CORRIENTE DE LINEA Amp 251 251 251 251 251

LONGITUD DE LA LINEA km 9.61 9.61 9.61 9.61 9.61

POTENCIA DE PRDIDAS JOULE x CIRCUITO MW 0.364 0.309 0.257 0.221 0.194

POTENCIA DE PRDIDAS JOULE x TOTAL MW 0.364 0.309 0.257 0.221 0.194

PERDIDAS DE ENERGIA MWh/ao 2665 2267 1887 1622 1425

% PERDIDAS DE POTENCIA x CIRCUITO % 0.62 0.53 0.44 0.38 0.33

FACTOR DE CARGA 0.90

FACTOR DE PERDIDAS 0.837

TASA DE DESCUENTO 12.00%

AOS 10

Factor de actualizacin 5.65

COSTO DE POTENCIA (promedio) 116719.42 $/MW-Ao

COSTO DE ENERGIA (promedio) 37.41 $/MWh

COSTO DE PERDIDAS JOULE ao 142 121 101 87 76

COSTO DE PERDIDAS JOULE ACTUALIZADAS Miles $ 735 626 521 448 393

COSTO LINEA POR km Miles $ 102 106 117 126 133

COSTO DE INVERSION Miles $ 980 1019 1124 1211 1278

COSTO TOTAL Miles $ 1716 1644 1645 1659 1671

LT 138 kV- SIMPLE TERNA SOCABAYA - PARQUE INDUSTRIAL



3.4 CAPACIDAD TRMICA DEL CONDUCTOR

Del clculo de la capacidad trmica para un conductor trenzado desnudo, en donde son

conocidas la temperatura del conductor (Tc) y los parmetros ambientales del estado estable

(Ta = temperatura ambiente, Vv = velocidad del viento, etc.), se efecta mediante la

siguiente ecuacin de balance trmico.

csrc TRIqqq 2

; (1a)

Esta ecuacin de balance trmico est conformada por las prdidas de calor debido a la

conveccin y radiacin (qc y qr), ganancia debido al calor solar (qs) y resistencia del

conductor R(Tc); en donde la corriente (I) que produce la temperatura del conductor bajo

las condiciones ambientales establecidas; se calculan mediante la ecuacin de balance de

calor en estado estable.

csrc

TR

qqqI

(1b)

Donde:

..60

acenconductordelinealpieporaresistenciTR

HzaamperiosenconductordelcorrienteI

solarnirradiaciporganadocalorq

radiacinporperdidocalorq

conveccinporperdidocalorq

c

s

r

c

El clculo de la capacidad trmica del conductor y la temperatura del conductor para una

capacidad dada, se efecta mediante el programa de cmputo de la norma IEEE Std.738

2006 Clculo de las Relaciones Corriente Temperatura de Conductores Areos

Desnudos. A continuacin se presenta el clculo de la mxima capacidad de transmisin

del conductor AAAC de 240mm

A continuacin se muestra el clculo de la mxima potencia de transmisin, a la

temperatura mxima de operacin que soporta el conductor es decir a 75C.

IEEE Std. 738-2006 method of calculation

Air temperature is 22.00 (deg C)

Wind speed is 0.61 (m/s)

Angle between wind and conductor is 90 (deg)

Conductor elevation above sea level is 2300 (m)

Conductor bearing is 90 (deg) (user specified bearing, may not be value

producing maximum solar heating)

Sun time is 13 hours (solar altitude is 74 deg. and solar azimuth is -61

deg.)

Conductor latitude is 16.3 (deg)

Atmosphere is CLEAR

Day of year is 164 (corresponds to junio 12 in year 2012) (user specified

day, may not be day producing maximum solar heating)

Conductor description: AAAC - CAIRO - 240



Conductor diameter is 1.988 (cm)

Conductor resistance is 0.1423 (Ohm/km) at 25.0 (deg C)

and 0.1702 (Ohm/km) at 75.0 (deg C)

Emissivity is 0.7 and solar absorptivity is 0.7

Solar heat input is 16.729 (Watt/m)

Radiation cooling is 17.595 (Watt/m)

Convective cooling is 52.781 (Watt/m)

Given a maximum conductor temperature of 75.0 (deg C),

The steady-state thermal rating is 561.4 amperes

La corriente obtenida de 561,4 A es equivalente a 134,18 MVA de potencia para una

temperatura de operacin mxima de 75 C.

En condiciones normales la potencia que transmitir esta lnea es de 80 MVA y para este

valor la temperatura de operacin es de 48 C, y en condiciones de contingencia se podr

transmitir hasta 134 MVA.

3.5 CLCULO DEL CREEP

Se calcula el efecto del creep (elongacin inelstica) para el conductor AAAC-240 mm

seleccionado para la lnea area de 138 kV.

El clculo del creep se efecta para la condicin sin pretensado con 8C adicionales al

EDS, utilizando el mtodo CIGRE (Revista Electra N 75), para lo cual se asume los

siguientes tiempos para cada estado del conductor:

Del clculo efectuado se ha determinado que la temperatura equivalente en el conductor

AAAC debido al efecto creep para 20 aos de instalado es: 16,35 C. El Resultado se

muestra en el Anexo 4 de la Memoria de Clculo



3.6 CALCULO MECNICO DEL CONDUCTOR

De la coordinacin con el conductor AAAC 240 mm de la lnea de transmisin de 138 kV,

y el cable tipo OPGW se han considerado los siguientes valores de tensado:

Tensado EDS del conductor : 16%

Tensado EDS del cable OPGW : 13.5%

3.6.1 Hiptesis para el cambio de estado de Conductores

Las hiptesis de carga que regirn el cambio de estado del conductor tipo AAAC de

240 mm, corresponde a la zona C, rea 0 de carga y son los siguientes:

Hiptesis 1 Condicin EDS Inicial

Presin de viento medio, 0 kg/m

Temperatura media, 15 C (Condiciones del sitio)

Esfuerzo unitario, 16% de resistencia de rotura nominal, condicin Inicial

Hiptesis 2 Condicin de carga de viento slo

Presin de viento mximo, 42,60 kg/m.

Temperatura, 10 C ( Segn recomendacin del CNE Suministro 2011)

Segn la regla 261.H.1.a se verifica que el esfuerzo mximo del conductor, no debe

superar el 60% de la resistencia a la rotura nominal, aplicando el factor de sobrecarga

correspondiente.

Hiptesis 3 Condicin de carga de viento y hielo combinado

Presin de viento reducido, 10,65 kg/m

Temperatura, 5 C ( Segn recomendacin del CNE Suministro 2011)

Espesor de manguito de hielo, 0 mm

Densidad del hielo, 913 kg/m3

Hiptesis 4 Condiciones de mxima temperatura

Presin de viento, 0 kg/m

Temperatura, 91,35 C, para condicin final, en donde se incluye la temperatura

ambiente mxima + la temperatura del conductor por paso de la corriente (75 C) + la

temperatura por efecto CREEP (16,35 C).

Esta hiptesis se utiliza en la ubicacin de estructuras y verifica la distancia de seguridad

del conductor respecto al suelo.

Hiptesis 5 Condiciones de oscilacin de la cadena

Presin de viento, 190 Pa

Temperatura, 25 C



Esta hiptesis se utiliza para determinar el ngulo de oscilacin de las cadenas de aisladores

en la estructura en zonas urbanas. Para zonas rurales se debe utilizar la presin de viento

equivalente a 290 Pa.

3.6.2 Hiptesis de cambio de estado para el cable OPGW

Las hiptesis de carga a utilizar en los cables de guarda OPGW son las siguientes:

Hiptesis 1 Condicin EDS final

Presin de viento medio, 0 kg/m

Temperatura media, 15 C

Esfuerzo unitario, 13,5% de resistencia de rotura nominal, condicin final

Hiptesis 2 Condicin de carga de viento slo

Presin de viento mximo, 42,60 kg/m.

Temperatura, 10 C

Segn la regla 261.H.1.a. se verifica que el esfuerzo mximo del conductor o cable tipo

OPGW, no debe superar el 60 % de la resistencia a la rotura nominal, aplicando factor de

sobrecarga correspondiente.

Hiptesis 3 Condicin de carga de viento y hielo combinado

Presin de viento reducido, 10,65 kg/m

Temperatura, 5 C

Espesor de manguito de hielo, 0 mm

Densidad del hielo, 913 kg/m3

Hiptesis 4 Condiciones de mxima temperatura

Presin de viento, 0 kg/m

Temperatura, 22 C, para condicin final.

3.7 DISEO DEL AISLAMIENTO

El diseo del aislamiento de la Lnea Area de 138 kV SE Socabaya SE Parque Industrial,

se efecta considerando los siguientes criterios:

Diseo mecnico:

a. Clculo de la cadena de aisladores de porcelana o vidrio templado en suspensin;

b. Clculo de la cadena de aisladores de porcelana o vidrio templado en anclaje

Diseo Elctrico:

a. Sobretensin a frecuencia industrial hmedo

b. Sobretensin de maniobra



c. Distancia de fuga.

Los resultados del clculo del asilamiento se presentan en el cuadro N 3.3. Los detalles del

clculo se encuentran en la memoria de clculos Justificativos Volumen V.

Cuadro N 3.3

VALORES MNIMOS DE RESISTENCIA ELCTRICA Y MECNICO DE AISLADORES

Tipo Tensin

(kV)

Sobretensin

a frecuencia

Industrial

(kVrms)

Sobretensin

atmosfrica

(kVpico)

Distancia

de Fuga

(mm)

Fuerza de

rotura al

cantilever

(kN)

Fuerza de

rotura

(kN)

Longitud

a masa

(mm)

Suspensin 138 325 864 4241,25 6,81 - 1 400

Anclaje 138 325 864 4241,25 - 55,50 1 400

3.8 DISEO MECANICO DE ESTRUCTURAS

3.8.1 Determinacin de cargas en las estructuras

Las hiptesis para la determinacin de los diagramas de carga de las para la lnea de

138 kV, se verificarn para las condiciones finales de carga del conductor, con excepcin

de las condiciones de tendido que se efectuarn en condicin inicial.

Para la determinacin de las prestaciones de las estructuras se realizaran los clculos de

vano lateral, vano gravante y vano viento para cada una de las estructuras.

3.8.1.1 Hiptesis de Carga: Estructura de suspensin o alineamiento y ngulo

Para las estructuras de suspensin o ngulo se han considerado las siguientes hiptesis de

carga:

Hiptesis 1: Condicin normal- Mximo viento Transversal

Hiptesis 2: Condicin normal- Viento Reducido y mnima temperatura

Hiptesis 3: Condicin normal- Mximo Viento a 45 del eje de la lnea

Hiptesis 4: Condicin Excepcional Rotura del cable de guarda.

Hiptesis 5: Condicin Excepcional Rotura del conductor fase superior

Hiptesis 6: Condicin Excepcional Rotura del conductor fase media


Hiptesis 8: Condicin de Montaje

3.8.1.2 Hiptesis de Carga: Estructura de anclaje

Para las estructuras de anclaje se consideran las siguientes hiptesis de cargas:



Hiptesis 3: Condicin normal- Mximo Viento a 45 del eje de la lnea








Hiptesis 9: Condicin de estructura terminal

3.8.1.3 Hiptesis de Carga: Estructura de Terminal

Para las estructuras de anclaje se consideran las siguientes hiptesis de cargas:








Hiptesis 8: Condicin de estructura terminal

3.8.2 Factores de seguridad

Los factores de seguridad se han determinado segn las condiciones ambientales de cada

tramo del proyecto, las reglas del Cdigo Nacional de Electricidad Suministro y las

caractersticas fsicas de los materiales seleccionados.

El conductor y cable OPGW no excedern de los siguientes valores:

- De acuerdo a normas vigentes, el esfuerzo mximo admisible (tangencial) en los

conductores, no debe ser superior al 60% del esfuerzo de rotura del conductor.

- Se ha considerado un esfuerzo inicial EDS del 16% tal que el esfuerzo final EDS

resultante sea menor a 16% del tiro del rotura del conductor para evitar el uso de

amortiguadores en vanos regulares.

Para las estructuras se han tomado las consideraciones de la tabla 2.4.2 del CNE Suministro

2011 y se ha seleccionado el grado de construccin B, por la importancia de la lnea, el cual

lleva adems de los conductores de suministro, un cable de comunicacin de fibra ptica en

su estructura.

Los factores de sobrecarga para instalaciones con construccin Grado B, a utilizar con los

factores de resistencia de la Tabla 261-1.A, son las siguientes:

Tabla 253.1

GRADO DE CONSTRUCCION B

Cargas verticales 1,50

Cargas transversales

Debido al viento 2,50



Debido a la tensin en el conductor 1,65

Cargas Longitudinales

En los cruces, en general 1,10

En los cruces en los amarres (anclajes) 1,65

En cualquier lugar, en general 1,00

En cualquier lugar, en los amarres 1,65

Cargas, regla 250.C 1,00

Los factores de resistencia a ser utilizadas con los factores de sobrecarga de la tabla 253-1

sern como se indica a continuacin.

Tabla 261-1A

Factores de resistencia para ser utilizado con cargas de la regla 250.B del CNE Suministro

2001

GRADO DE CONSTRUCCION GRADO B

Estructuras de metal y concreto pretensado 1,0

Estructuras de madera y concreto armado 0,65

Alambre de retenida 0,9

Anclaje y cimentacin de retenida 1,0

Factores de resistencia para ser utilizado con cargas de la regla 250.C del CNE Suministro

2011

Estructuras de metal y concreto pretensado 1,0

Estructuras de madera y concreto armado 0,75

Alambre de retenida 0,9

Anclaje y cimentacin de retenida 1,0

Los cables de retenidas debern tener un factor de seguridad de 1,33/0,9 = 1,48. El valor

de 1,33 se ha elegido considerando las recomendaciones de la nota 2 de la tabla 253-1 del

CNE.

3.9 DISEO DEL TRAMO SUBTERRNEO

Para el diseo de los tramos subterrneos se ha considerado usar un cable de la misma

seccin del conductor areo pero en cobre, para el cual se ha realizado los clculos

correspondientes a la capacidad de transmisin.

En los sistemas subterrneos de transmisin, el valor determinante es la capacidad cclica de

transmisin, vale decir la capacidad de transmisin bajo el rgimen de carga de la carga

atendida. Esta es la caracterstica de los enlaces subterrneos urbanos que presentan la

mxima demanda en las horas punta del servicio.



El mtodo de clculo se basa en la capacidad en rgimen continuo, determinado segn la

Norma IEC 60287, Calculation of the Continuous Current Rating of Cables (100% Load

Factor).

Para el clculo de la capacidad cclica se determina un factor de carga cclica, M, mayor de

1, segn procedimiento indicado en la Norma UNE 21-191-92. Este factor multiplica al

valor en rgimen constante para determinar la capacidad cclica de transmisin.

La capacidad de transmisin de un circuito de cables (con un factor de carga igual a 1), se

determina por la siguiente expresin:

I : Intensidad de corriente en el conductor (A)

: Gradiente admisible de temperatura entre el conductor y medio ambiente (C)

R : Resistencia hmica del conductor en c-a, por unidad de longitud, a la

temperatura de operacin (ohm / m)

Wd : Perdidas dielctricas, por unidad de longitud, del aislamiento del cable (W/m)

T1 : Resistencia trmica, por unidad de longitud, entre el conductor y la pantalla

( K.m/W)

T2 : Resistencia trmica, por unidad de longitud, del relleno de asiento entre la

pantalla y la armadura, ( K.m/W)

T3 : Resistencia trmica, por unidad de longitud, de la capa externa del cable,

( K.m/W)

T4 : Resistencia trmica, por unidad de longitud, entre la superficie del cable y el

medio circundante, ( K.m/W).

n : Nmero de conductores en servicio, dentro del cable (n = 1, dato particular

del proyecto: un conductor por cable)

: Relacin de las prdidas en la pantalla metlica con respecto a las prdidas

totales en todos los conductores del cable

: Relacin de las prdidas en la armadura respecto a las prdidas totales en todos

los conductores del cable (2 = 0, cable sin armadura)

Se efecta el clculo para los dos casos que se puedan presentar: Directamente enterrados y

en ductos de concreto, como en la cruzada por ejemplo que se pudieran presentar. Esta es la

condicin crtica desde el punto de vista de capacidad de transmisin de los cables.

El clculo se efecta para el cable que adquiere la mayor temperatura por su ubicacin

dentro del conjunto de cables.

La forma de instalacin se ilustra en los planos del proyecto.

2/1

4321211

4321

))(1()1(

)(5.0

TTnRTnRRT

TTTnTWdI



3.9.1 Caractersticas tcnicas del cable

La seccin del cable seleccionado es del tipo unipolar, con aislamiento de polietileno

reticulado (XLPE) con conductor de cobre de 240 mm2, cuyas caractersticas tcnicas son:

N de circuitos 1

N conductores/fase 1

Conductor cobre de 240 mm de seccin

- Dimetro exterior del conductor 18,6 mm

- Resistencia elctrica en c-c a 20 C 0,0754 ohm/km

- Temperatura de operacin normal 90 C

- Temperatura de corto-circuito 250 C

Pantalla semiconductora sobre conductor de 1 mm de espesor

Aislamiento Polietileno reticulado (XLPE) de 18mm de espesor

Pantalla semiconductora sobreaislamiento de 1 mm de espesor

Pantalla conductora

- Material

- N de hilos

- Dimetro de hilos

Alambres de cobre

80

1,5mm

Cubierta de protectora exterior : de polietileno (PE) con 4 mm de espesor

Dimetro exterior del cable : 66,56 mm

3.9.2 Resultados del clculo

a. Los resultados del clculo de capacidad de corriente se resumen en el siguiente cuadro:

Cuadro N 3.4

Resultados de la capacidad de transmisin

Capacidad de transmisin cclica de cables

Directamente enterrados En ductos

Configuracin I (A) MVA Configuracin I (A) MVA

(3 cables) 716,9 171,4 3 cables) 630,2 150

La menor capacidad de transmisin en rgimen cclico para las configuraciones

consideradas, es de 150 MVA por el circuito directamente enterrados, con circuitos en

operacin a la mxima temperatura de 90C, segn lo prescrito por la Norma AEIC

CS7 -93. Este valor de capacidad de transmisin supera ligeramente la mxima

demanda esperada del enlace, de 130 MVA.

b. Las tensiones inducidas para la longitud promedio de cada seccin de cable (longitud entre dos cmaras de empalme), se presenta en el siguiente cuadro.



Cuadro N 3.5

Resultados de clculo de la tensin inducida

El valor de la tensin inducida en operacin normal (para la corriente de carga), es

menor que el valor normalmente aceptado de 100 V. De otro lado, dado el valor de

tensin inducida en cortocircuito, de 1,5 kV, se recomienda instalar un limitador de

tensin de pantalla (SVL) de 2 kV, para proteger al personal y a la cubierta protectora

del cable, en especial en caso se eleve el nivel de la corriente de cortocircuito.

CONDICION

CABLE XLPE 240 mm2 DE Cu

S (mm)

d (mm)

I (A)

[Eb] (V/m)

[Ea]=[Ec] (V/m)

Longitud de seccin (m)

Maxima Tensin Inducida en el

tramo (V)

OPERACIN NORMAL CICLICA 250 58,56 630,22 0,102 0,122 500 60,880

OPERACIN EN CORTOCIRCUITO 250 58,56 15 000,00 2,425 2,898 500 1 449,022



4.0 MATERIALES PRINCIPALES

4.1 ESTRUCTURAS

Las estructuras que se usarn en la Lnea 138 kV Socabaya Parque Industrial estarn

compuestas por postes metlico, adicionalmente se instalaran cuatro (4) torres de celosa,

dos (2) para el cruce del ro Socabaya y dos (2) para el cruce de lneas areas existentes a la

salida de la S.E. Socabaya

4.1.1 Postes metlicos

Los postes metlicos para el proyecto sern de acero galvanizado embonables en dos o tres

cuerpos y sern diseados de acuerdo a la carga y a su funcin segn los tipos de armados

considerados:

Las longitudes de los postes metlicos consideradas para el proyecto son: 80 , 85 , 90 ,

100 , 110 y 120 .

4.1.2 Torres de celosa

Las torres de celosa sern diseados con perfiles de AG, para las alturas que requerir el

proyecto; se ha considerado el uso de torres de las siguientes alturas:

- 02 torres de 30 m de altura

- 02 Torre de 33 m de altura

4.2 CONDUCTORES DE FASE Y CABLE TIPO OPGW

4.2.1 Conductores de Fase

Las caractersticas del conductor de fase seleccionado es el siguiente:

Las caractersticas del conductor de fase son las siguientes:

- Tipo : AAAC

- Cdigo : CAIRO

- Calibre : 465.4 MCM

- Seccin nominal : 240 mm


SZ-11-327/002 R:\LBRENA\SZ-11-327\Ingeniera Definitiva\Volumen I - Memoria Descriptiva\Parte I\Memoriadescriptiva.doc

- Seccin real : 235,8 mm

- Dimetro exterior : 18,3 mm

- N de hilos de aleacin/dimetro del hilo : 19 x 3,98

- Peso unitario : 0,6457 kg/m

- Carga de rotura : 7 098kg

- Resistencia DC a 20 C : 0,142 ohm/km

- Coeficiente de dilatacin lineal : 0,000019 1/C

- Mdulo de elasticidad final : 6 400 kg/mm

4.2.2 Cable tipo OPGW

La lnea de transmisin de 138 kV, llevar un cable de guarda tipo OPGW con refuerzo no

metlico para las fibras, el cual tendr las siguientes caractersticas mecnicas:

- Tipo : OPGW

- Seccin : 70 mm

- Dimetro : 13,6 mm

- Peso unitario : 0,550 kg/m

- Carga de rotura mnima : 7 880 kg

- Mdulo de elasticidad final : 12 500 kg/mm

- Coeficiente de expansin lineal : 14,4 E-06 C-1

4.3 AISLADORES

El aislamiento a utilizar en la lnea de transmisin en 138 kV, se efectuar con aisladores

polimricos tipo tensin, para ser utilizados en posicin de anclaje y se usarn del tipo Line

Post para la posicin de suspensin y orientacin.

Las caractersticas de los aisladores seleccionados para ser utilizados en posicin de

suspensin, anclaje y orientacin se muestran a continuacin.

4.3.1 Aisladores polimrico tipo Tensin


Dimetro de disco : 145 mm

Longitud : 1 665 mm

Distancia de fuga : 4 320 mm

Carga de falla electromecnica : 70 kN

Voltaje Resistente A Frecuencia Industrial

- Seco : 520 kV

- Humedad : 435 kV

Voltaje Resistente al Impulso : 864 kV

Conexin : Ball & socket

Peso Neto Aproximado : 7,7 kg

Imagen N 4.1



AISLADOR TIPO TENSIN POLIMERICO

4.3.2 Aisladores polimrico tipo Line Post


Dimetro de disco : 160 mm

Longitud : 1 645 mm

Distancia de fuga : 4 450 mm

Carga Cantilever : 6,8 kN

Voltaje Resistente A Frecuencia Industrial

- Seco : 520 kV

- Humedad : 435 kV

Voltaje Resistente al Impulso : 864 kV

Conexin : BGB ( Base y plancha)

Peso Neto Aproximado : 18,5 kg

Imagen N 4.2

AISLADOR TIPO LNE POST

4.4 PUESTA A TIERRA



El sistema de puesta a tierra estar conformado por electrodos de copperweld de 2,40 m x

16 mm de dimetro y contrapesos con conductor de cobre cableado de 85 mm de seccin

4.4.1 Conductor de cobre

Las caractersticas del conductor de cobre son las siguientes:

Seccin total : 85 mm

Dimetro exterior : 11,94 mm

Peso unitario : 0,771 kg/m

Carga de rotura mnima : 1 718 kg

4.4.2 Varillas de Copperweld

Las varillas para puesta a tierra sern de copperweld de 2,40 m de longitud y 16 mm (5/8)

de seccin

4.5 PLANILLA DE LOCALIZACIN

Se adjunta planilla de localizacin de las de estructuras de la lnea, donde se indican el tipo

de estructura, puestas a tierra, volumen de excavacin y amortiguadores. Ver Anexo N 2.



ANEXOS

Memoria Descriptiva Lnea de Transmisin ELM


ANEXO N 1

CRONOGRAMA DE OBRA



CRONOGRAMA DE OBRA



ANEXO N2

PLANILLA DE LOCALIZACIN



PROYECTO : LINEA 138KV SOCABAYA - PARQUE INDUSTRIAL

Hipotesis : MAXIMA TEMPERATURA

Tipo Cable de Progresiva Cota Vrtice Angulo Vano Altura de Vano Vano Amortig. Amortig. Resist. Volumen de

Armado N estruc. Conductor Comunicacin (m) (m) Deflexin Adelante(m) soporte Peso(m) Viento(m) CP CG prom (ohm-m) Tipo long. ContN

varillas

Cimentacin

(m3)0 PORTICO 1 AAAC-240 OPGW-70 0.00 2382.65 50.00 12 m -11.08 25.00 0 0 - - - -

1 TR 1 AAAC-240 OPGW-70 50.00 2382.65 V0 -4050'16.02" 124.07 30 m 116.86 87.04 0 0 600 PAT-E 50 - 18.07

2 TR 1 AAAC-240 OPGW-70 174.07 2384.15 V1 1543'23.98" 127.96 30 m 156.07 126.01 6 2 600 PAT-E 50 - 18.07

3 SMD 1 AAAC-240 OPGW-70 302.03 2389.30 151.13 80 pies 76.13 139.54 0 0 500 PAT-D 40 - 7.75

4 SMD 1 AAAC-240 OPGW-70 453.16 2394.00 123.10 85 pies 183.23 137.12 6 2 300 PAT-C 20 - 8.41



7 SMD 1 AAAC-240 OPGW-70 906.70 2376.17 85.18 80 pies 59.04 92.27 0 0 50 PAT-1 - 1 7.75

8 A3M 1 AAAC-240 OPGW-70 991.88 2369.10 V2 904'34.99" 82.12 120 pies 201.00 83.65 0 0 50 PAT-1 - 1 14.99

9 A2M 1 AAAC-240 OPGW-70 1074.00 2364.00 V3 -4645'15.00" 97.36 100 pies 1.31 89.74 0 0 50 PAT-1 - 1 10.78

10 SMD 1 AAAC-240 OPGW-70 1171.37 2362.45 137.75 100 pies 442.86 117.56 6 2 50 PAT-1 - 1 10.78

11 A2M 1 AAAC-240 OPGW-70 1309.12 2310.00 V4 4642'38.99" 369.16 120 pies -41.64 253.46 6 2 20 PAT-1 - 1 14.99

12 A1M 1 AAAC-240 OPGW-70 1678.28 2302.15 V5 729'50.00" 382.69 120 pies 379.68 375.92 0 0 125 PAT-C 10 - 14.99

13 A1M 1 AAAC-240 OPGW-70 2060.97 2293.40 V6 -1647'10.02" 144.37 120 pies 283.98 263.53 6 2 500 PAT-D 40 - 14.99


15 A1M 1 AAAC-240 OPGW-70 2385.25 2289.10 V8 -140'56.98" 194.76 90 pies 200.53 187.34 6 2 220 PAT-C 20 - 9.14


17 SMD 1 AAAC-240 OPGW-70 2767.98 2279.00 V10 -055'47.97" 288.95 100 pies 291.34 238.46 6 2 80 PAT-C 10 - 10.78

18 SMD 1 AAAC-240 OPGW-70 3056.93 2268.70 V11 -023'35.97" 211.52 100 pies 198.33 250.23 6 2 70 PAT-C 10 - 10.78

19 TR 1 AAAC-240 OPGW-70 3268.45 2265.90 V12 244'9.99" 384.35 33 m 348.87 297.93 6 2 72 PAT-E 10 - 22.20

20 TR 1 AAAC-240 OPGW-70 3652.80 2255.81 V12A -8314'1.00" 225.76 33 m 291.14 305.06 0 0 38 PAT-E 10 - 22.20

21 A2M 1 AAAC-240 OPGW-70 3878.56 2254.00 V13 -3340'22.98" 28.83 110 pies 145.24 127.30 0 0 30 PAT-E 10 - 12.68


23 A1M 1 AAAC-240 OPGW-70 4035.92 2257.31 178.77 90 pies 125.58 153.65 0 0 20 PAT-1 - 1 9.14




27 SM 1 AAAC-240 OPGW-70 4539.84 2265.56 124.97 110 pies 155.48 119.18 0 0 95 PAT-C 10 - 12.68











N

Puesta a tierra

PLANILLA DE ESTRUCTURAS (LINEA AEREA)

Tipo



PROYECTO : LINEA 138KV SOCABAYA - PARQUE INDUSTRIAL

Hipotesis : MAXIMA TEMPERATURA

Tipo Cable de Progresiva Cota Vrtice Angulo Vano Altura de Vano Vano Amortig. Amortig. Resist. Volumen de

Armado N estruc. Conductor Comunicacin (m) (m) Deflexin Adelante(m) soporte Peso(m) Viento(m) CP CG prom (ohm-m) Tipo long. ContN

varillas

Cimentacin

(m3)38 SM 1 AAAC-240 OPGW-70 5644.51 2286.09 99.37 85 pies 97.77 99.37 0 0 260 PAT-C 20 - 8.41

39 SM 1 AAAC-240 OPGW-70 5743.88 2287.80 V19 142'48.99" 121.52 85 pies 105.12 110.44 0 0 215 PAT-C 20 - 8.41






45 SM 1 AAAC-240 OPGW-70 6447.83 2301.40 138.63 85 pies 76.16 116.09 0 0 45 PAT-1 - 1 8.41










55 PTM 1 AAAC-240 OPGW-70 7233.42 2320.98 V27 -1952'30.99" 250.87 85 pies 6.47 13.43 0 0 30 PAT-1 - 1 8.41

XLPE-240

56 PTM 1 AAAC-240 OPGW-70 7484.29 2298.89 V32 139'36.01" 103.92 85 pies 11.77 82.88 0 0 50 PAT-1 - 1 8.41





61 SM 1 AAAC-240 OPGW-70 7991 2303.79 110.44 85 pies 105.67 101.29 0 0 170 PAT-C 10 - 8.41

62 PTM 1 AAAC-240 OPGW-70 8101.44 2307.75 V34 646'12.02" 514.89 85 pies -0.33 60.92 0 0 195 PAT-C 20 - 8.41

XLPE-240

63 PTM 1 AAAC-240 OPGW-70 8616.33 2278.60 V45 -7621'41.00" 89.36 85 pies -1.38 73.89 0 0 220 PAT-C 20 - 8.41


65 SM 1 AAAC-240 OPGW-70 8794.29 2272.96 85 pies 80.86 92.77 0 0 180 PAT-C 20 - 8.41










75 A3M 1 AAAC-240 OPGW-70 9743.37 2275.7 V53 -7851'17.05" 22.62 85pies 45.12 53.85 6 2 145 PAT-C 10 - 8.41

PORTICO 1 AAAC-240 OPGW-70 9765.99 2275.9 12 m 8.54 11.31 0 0

N

TRAMO SUBTERRNEO

TRAMO SUBTERRNEO

Puesta a tierra

PLANILLA DE ESTRUCTURAS (LINEA AEREA)

Tipo

Documents

MD Línea de Transmisión