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Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam Hector Oscar Segovia Página 1 FACULTAD DE INGENIERÍA TRABAJO FINAL Carrera Ingeniería Electromecánica Proyecto de desarrollo “Instalación de una nueva Línea Rural de media Tensión” Alumno: Hector Oscar Segovia Tutor: Ing. Daniel Alberto Mandrile

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

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Hector Oscar Segovia Página 1

FACULTAD DE INGENIERÍA TRABAJO FINAL

Carrera

Ingeniería Electromecánica

Proyecto de desarrollo

“Instalación de una nueva Línea Rural de media

Tensión”

Alumno: Hector Oscar Segovia Tutor: Ing. Daniel Alberto Mandrile

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ÍNDICE GENERAL

1º Parte del Trabajo Final: Cálculo de una línea en media tensión con el sistema de retorno por tierra.

Página

1. Memoria descriptiva - Parte I…………………………………………. 2. Prescripciones para la electrificación rural mediante línea

monofásica con retorno por tierra………………………………….. 2.1. Generalidades. 2.2. Requisitos particulares:

2.2.1. Intensidad máxima admisible. 2.2.2. Paralelismo con líneas telefónicas.

2.3. Líneas principales. 2.4. Líneas de derivación. 2.5. Transformadores. 2.6. Puestas a tierra:

2.6.1. Puesta a tierra de servicio en el transformador del usuario.

2.6.2. Método del hincado superficial de la jabalina. 2.6.3. Método de la puesta a tierra profunda. 2.6.4. Método de la puesta a tierra mediante contrapesos.

2.7. Puesta a tierra de seguridad. 3. Cálculo mecánico del conductor…………………………………….

3.1. Determinación de cargas especificas sobre el conductor. 3.2. Determinación de las tensiones mecánicas, flechas y vano

crítico. 3.3. Tabla de tendido. 3.4. Características generales del conductor utilizado.

4. Cálculo y verificación de soportes y fundaciones………………. 4.1. Soportes sostén. 4.2. Soporte de retención angular. 4.3. Soporte terminal tipo “A”.

5. Cálculo de caída de tensión………………………………………….. 6. Evaluación del impacto ambiental simplificado…………………..

6.1. Síntesis de la evaluación. 6.2. Inventario ambiental. 6.3. Descripción del proyecto y alternativas estudiadas. 6.4. Identificación y valoración de los impactos ambientales. 6.5. Medidas de mitigación. 6.6. Plan de gestión ambiental. 6.7. Plan de capacitación.

7. Cálculo del área de servidumbre administrativa eléctrica……... 8. Apéndice: Planimetría y planos de postes………………………...

4

5

8

14

60 62

68 70

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2º Parte del Trabajo Final: Dispositivos de protección en líneas de media tensión.

Página

1. Memoria descriptiva - Parte II…................................................

2. Datos generales: Esquema unifilar de la subestación……………. 3. Datos característicos de la línea....................................................

3.1. Ubicación geográfica de la línea. 3.2. Características eléctricas de la línea.

4. Cálculo de cortocircuito …………………………………………….. 4.1. Metodología de trabajo

4.1.1. Datos requeridos. 4.1.2. Análisis de resultados.

5. Elementos de protección…………………………………………….. 5.1. Descripción. 5.2. Selección de protecciones

5.2.1. Protección de transformadores. 5.2.2. Coordinación de elementos fusibles. 5.2.3. Selección de reconectadores. 5.2.4. Selección de seccionalizadores. 5.2.5. Coordinación de fusibles con reconectadores au-

tomáticos. 5.2.6. Selección de seccionadores. 5.2.7. Selección de descargadores de sobretensión. 5.2.8. Selección de aisladores y sus características.

Apéndice I: Cálculo de la corriente de cortocircuito………………… Apéndice II: Coordinación de elementos fusibles……………………

Apéndice III: Ejemplo de coordinación de “reconectador, seccio-nalizador y fusible”………………………………………………………… Apéndice IV: Traza y planos de montaje………………………………

72

73 74

76

77

86

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PARTE I Cá lculo de uná lí neá en mediá tensio n

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1. MEMORIA DESCRIPTIVA – PARTE I Este trabajo fue realizado en conjunto con la Cooperativa Eléctrica y de Ser-vicios “Mariano Moreno” Limitada de Nueve de Julio. Dicha cooperativa presta el servicio eléctrico en el partido de Nueve de Julio. Recibe energía a través de la subestación de transmisión en esta misma ciu-dad. Esta primera parte consiste en la verificación de la línea en media tensión con el sistema de retorno por tierra que transportará energía eléctrica a un nuevo usuario. El futuro usuario se encuentra cercano a la localidad de Dudignac, dentro de la jurisdicción de la Cooperativa Eléctrica y de Servicios “Mariano Moreno” Limitada. La línea se construyó en postación de madera; el vano medio fue de 150 m lo cual permitió la rápida conversión con vano de 75 m. La longitud de la derivación es de aproximadamente 750 m y el utilizado fue de acero zincado de 3,46 mm de diámetro el cual cumple la norma IRAM 777. Las retenciones son estructuras de tipo “A” y se colocó una retención angular con estructura tipo “A” como desvío de línea a 90º. En el arranque se instaló un seccionador fusible y en cada poste sostén se amarró el cable con atadura preformada y antivibratoria. Este ramal de derivación parte de una línea trifásica existente y su intensidad de corriente total no supera los 10 A. En la traza elegida no existe paralelismo con líneas telefónicas y se instalará un transformador monofásico, apto para el sistema de retorno por tierra, de 10 kVA de potencia. La Cooperativa, para este sistema constructivo, viene realizando las puestas a tierra con hincado profundo a 10 m, mejorando sensiblemente los valores má-ximos de puesta a tierra permitidos en la norma. Los alambrados que corren bajo la línea se conectarán adecuadamente a tie-rra. Para todos los cálculos se utilizarán las normas indicadas por la Dirección de Energía de la Provincia de Buenos Aires y sus resoluciones complementarias.

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2. PRESCRIPCIONES PARA LA ELECTRIFICACIÓN RURAL MEDIANTE LÍNEA MONOFÁSICA CON RETORNO POR TIERRA.

2.1. Generalidades:

Se admite la utilización del sistema con retorno por tierra para uso en electrifi-cación rural. Para este caso en la tensión de 7,62 kV.

2.2. Requisitos particulares:

2.2.1. Intensidad máxima admisible: la intensidad máxima por ramal

será de 10 A. 2.2.2. Paralelismo con líneas telefónicas: la distancia mínima de para-

lelismo a líneas telefónicas será de 50 m.

2.3. Líneas principales: En aquellos casos en que las líneas con retorno por tierra, por su ubicación y recorrido inicial, estén destinadas en el futuro a alimentar un área rural deter-minada, es decir, que revistan el carácter de troncales, su construcción deberá hacerse con parámetros constructivos y materiales normalizados de manera de efectuar, cuando la demanda lo requiera una rápida transformación al sistema trifásico con el solo agregado de los elementos complementarios.

2.4. Líneas de derivación:

Cuando las líneas con retorno por tierra revistan el carácter de derivación, y que en general admitan ampliaciones futuras, se permitirá el uso del conductor de acero cincado y vanos mayores a lo habitualmente usados.

2.5. Transformadores:

Serán unipolares, cumplirán con lo prescripto por la norma IRAM 2279, admi-tiéndose solo el uso de potencias nominales de 5 y 10 kV.A. Se requiere como condición adicional que el terminal de tierra del arrollamiento de alta tensión este interna y sólidamente unido a la cuba y los dos terminales del arrollamiento de baja tensión salgan aislados.

2.6. Puestas a tierra:

2.6.1. Puesta a tierra de servicio en el transformador del usuario A esta toma se conectará el correspondiente terminal de tierra del arro-llamiento de media tensión del transformador, la cuba del mismo y el terminal de tierra del descargador de sobretensiones. La bajada desde este punto de conexión se realizará mediante conduc-tor de cobre desnudo, enterizo de 35 mm2 de sección, protegido en su parte inferior hasta 3 m del suelo mediante caño HºGº, quedando este último ligeramente enterrado en el suelo. La unión entre cable de bajada y electrodo de puesta a tierra se realizará mediante soldadura de bronce o del tipo cuproaluminotermico, no admi-tiéndose en ningún caso uniones roscadas o de otro tipo que sean des-montables.

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Para las tomas de tierra se utilizarán las variantes que a continuación se puntualizan: 2.6.2. Método del hincado superficial de jabalina: Se utilizaran tramos de jabalinas roscadas, del tipo alma de acero recu-biertas de cobre, debiendo quedar la cabeza de la misma a una profun-didad mínima de 0,80 m del nivel del suelo.

2.6.3. Método de la puesta a tierra profunda: Se utilizara una jabalina de bronce de 19 mm2 de sección y de 70 – 80 cm de longitud, introduciéndola, previa perforación del terreno a tal fin, hasta la primer napa de agua.

2.6.4. Método de la puesta a tierra mediante contrapesos: Como contrapeso se utilizará conductor de cobre enterrado a una pro-fundidad mínima de 0,80 m. Se podrá proponer la utilización de otros tipos de puestas a tierra que reúnan condiciones técnicas y económicas aceptables a juicio de la au-toridad de aplicación. Se prohíbe expresamente en todos los casos la utilización de hierro, galvanizado o no, como material del electrodo de puesta a tierra o de los conductores de bajada o interconexión entre electrodos. La resistencia eléctrica de cada puesta a tierra, cualquiera sea el méto-

do empleado, será de 10 con una tolerancia del + 20 % debiendo es-te valor ser verificado a los 6 meses de la puesta en funcionamiento de la instalación y adecuarlo al valor establecido en caso de haberse pro-ducido un aumento del mismo.

2.7. Puesta a tierra de seguridad: A esta puesta a tierra, que deberá ser independiente de la de servicio, se conectará únicamente el borne de tierra del bobinado de baja tensión del transformador del usuario. El conductor de bajada será de cobre, de 25 mm2 de sección, aislado de P.V.C.

La resistencia de puesta a tierra será como máximo de 5 con una toleran-cia de + 20 %, valor que deberá verificarse, y eventualmente corregirse a los 6 meses de la puesta en servicio de la instalación. En la base del poste se conectara el cable aislado en P.V.C. a un cable de cobre desnudo de 25 mm2 de sección. El elemento de unión utilizado será un morseto, que quedará al pie del poste ligeramente enterrado. El cable de cobre desnudo se extenderá hasta el electrodo de puesta a tierra tomándose las mismas precauciones en cuanto a la unión con este que las considera-das en la puesta a tierra de servicio. Para esta toma de tierra serán de aplicación las variantes propuestas para la puesta a tierra de servicio. Como exigencia común para las puestas a tierra de seguridad y de servicio se debe considerar que la distancia entre ellas deberá ser de 4 m como mí-

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nimo y no menos de 2 m del pie del poste cada una. En cuanto a los cables de bajada desde el transformador, deberán disponerse sobre el poste, des-plazados 180º uno de otro. Los conductores de P.A.T. en su trayecto hori-zontal deberán estar enterrados a una profundidad de 0,80 m. En todos los casos anteriormente detallados la prestadora del servicio debe-rá garantizar el mantenimiento de los valores prescriptos para la resistencia de puesta a tierra efectuando para ello mediciones cada dos años, como máximo. En tal sentido mantendrá un archivo con los valores obtenidos, fe-chas de lectura, etc., y convenientemente marcados los puntos de medición en un plano de la obra desarrollada. Para todo lo no expresamente indicado en el presente tendrá vigencia lo exi-gido en el presente Reglamento Técnico y Normas Generales para el uso en Electrificación Rural.

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3. CÁLCULO MECÁNICO DEL CONDUCTOR El cálculo mecánico del conductor lo haremos en dos partes: Por un lado verifi-caremos la línea monofilar construida con conductor de acero zincado de

de sección real, y por otro lado verificaremos en caso de una posible conversión a línea trifásica con conductor de aleación de aluminio de

de sección real. FÓRMULAS PARA LA DETERMINACIÓN DE LAS CARGAS ESPECÍFICAS

Cargas verticales:

a) Peso propio

b) Peso del manguito de hielo

Donde Espesor del manguito de hielo

Diámetro del conductor Carga específica vertical:

Cargas horizontales:

a) Carga por viento:

Donde Superficie expuesta al viento

Presión dinámica del viento, siendo velocidad del viento en el

estado que corresponda [ ⁄ ]. Coeficiente de presión dinámica. Coeficiente que contempla la desigualdad de la velocidad del viento a lo largo del vano.

( ) [

]

[

]

( )

[

]

[

]

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Carga específica total

PREMISAS A TENER EN CUENTA EN LOS CÁLCULOS MECÁNICOS DEL CONDUCTOR Para la provincia de Buenos Aires responderán al punto 7.2 del Capítulo VII del “Reglamento Técnico y Normas Generales para el Proyecto y Ejecución de Obras de Electrificación Rural”. ESTADOS ATMOSFÉRICOS

Estados Temperatura [ ]

Velocidad del Viento [ ⁄ ]

Espesor manguito

de hielo[ ]

I 45 0 0

II -10 0 0

III 15 130 0

IV -5 30 0

V 16 0 0

Nota: Dudignac se encuentra ubicada aproximadamente a 25 km de 9 de Julio, al oeste de Capital Federal, pcia.de Bs. As.; por lo que corresponde a la zona „C‟.

Zona C: incluye las provincias de Entre Ríos, Buenos Aires y parte de la pro-vincia de Santa Fe al sur del paralelo 30º.

CÁLCULO DE CARGAS SOBRE EL CONDUCTOR A. CONDUCTOR UTILIZADO

Conductor de acero zincado de 9,4mm2 de sección real.

Datos:

(debido a la zona)

CARGAS ESPECÍFICAS Estado [ ⁄ ] [ ⁄ ] [ ⁄ ] [ ⁄ ] [ ⁄ ]

I 0,07552 0 0,07552 0 0,075

II 0,07552 0 0,07552 0 0,075

III 0,07552 0 0,07552 0,233 0,245

IV 0,07552 0 0,07552 0,014 0,077

V 0,07552 0 0,07552 0 0,075

B. CONDUCTOR A UTILIZAR (ampliación futura)

Conductor de aleación de aluminio de ( ).

[

]

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Datos:

(Debido a la zona)

CARGAS ESPECÍFICAS Estado [ ⁄ ] [ ⁄ ] [ ⁄ ] [ ⁄ ] [ ⁄ ]

I 0,069 0 0,069 0 0,069

II 0,069 0 0,069 0 0,069

III 0,069 0 0,069 0,434 0,439

IV 0,069 0 0,069 0,026 0,073

V 0,069 0 0,069 0 0,069

ECUACIONES PARA LA DETERMINACIÓN DE LAS TENSIONES MECÁNI-CAS Y FLECHAS I. CÁLCULO DE LAS TENSIONES MECÁNICAS. Ecuación de cambio de estado:

Donde Tensión mecánica del cable en el estado básico [ ⁄ ]

Carga específica en el estado básico [ ⁄ ]. Temperatura en el estado básico [ ]. Tensión mecánica del cable en el estado considerado [ ⁄ ].

Temperatura en el estado considerado [ ]. Vano medio[ ]. Módulo de elasticidad longitudinal [ ⁄ ].

Coeficiente de dilatación térmica [ ⁄ ].

Sección real del conductor [ ].

II. CÁLCULO DE LAS FLECHAS.

( )

( )

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Donde

Carga en el estado considerado[ ⁄ ].

Tensión mecánica en el estado considerado[ ⁄ ].

III. CÁLCULO DEL VANO CRÍTICO.

Siendo: El subíndice i corresponde al estado de máxima carga (Estado III).El subíndice j corresponde al estado de mínima temperatura (Estado II).

CARACTERÍSTICAS DEL CONDUCTOR UTILIZADO (acero zincado) Coeficiente de dilatación lineal ( ) [ ⁄ ] Sección nominal ( )

Sección real ( )

Tensión de tracción específica máxima de trabajo par el estado más desfavo-rable ( )

Tensión de tracción específica máxima de trabajo para la temperatura media anual ( )

Módulo de elasticidad ( ) ⁄

Resultando que Vano crítico

Vano medio

Como el vano crítico es menor al vano medio, resulta que el estado más desfa-vorable será el estado III que es el de máxima carga.

Consideramos el estado 5 como base, en el que según las “Tablas de Tiros y Flechas de Conductores de Acero” dada por la dirección de la Energía de la Provincia de Buenos Aires, la tensión de tracción específica máxima a tempera-

tura media anual es de ⁄ . A partir de este estado se obtendrán los valores de tensión de los estados restantes. Se deberá verificar que la máxima tensión de los estados restantes no deberá superar tensión de tracción específica máxima de trabajo para el estado más

desfavorable que es [ ⁄ ].

DETERMINACIÓN DE LA FLECHA MÁXIMA

√ ( )

(

)

( )

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DETERMINACIÓN DE LAS CONSTANTES A, B, Y FLECHAS

Estado Coeficiente A Coeficiente B [ ⁄ ] f[ ] I -9,5491 1304,5118 15,1975 1,487

II -23,1846 1304,5118 25,2335 0,895

III -16,9866 13683,904 31,1180 2,352

IV -21,9449 1349,6074 24,2410 0,948

V ---------------- ---------------- 20,0000 1,130

CARACTERÍSTICAS DEL CONDUCTOR A UTILIZAR (Aleación de Alumi-nio)

Coeficiente de dilatación lineal ( ) ⁄

Sección nominal ( )

Sección real ( )

Diámetro exterior aproximado

Formación

Peso aproximado ⁄

Tensión de tracción específica máxima de trabajo para el estado más desfavo-rable ( )

Tensión de tracción específica máxima de trabajo para la temperatura media anual ( ) sin elementos antivibrato-rios.

Tensión de tracción específica máxima de trabajo para la temperatura media anual ( ) con elementos antivibra-torios.

Módulo de elasticidad ( ) ⁄

Resistencia a ( ) ⁄

Corriente máxima admisible ( )

Resultando que Vano crítico

Vano medio

Como el vano crítico es menor al vano medio, resulta que el estado más desfa-vorable será el estado III que es el de máxima carga.

Consideramos el estado 5 como base, en el que según el Reglamento, la ten-sión de tracción específica máxima a temperatura media anual es de

⁄ (por carecer de elementos antivibratorios). A partir de este estado se obtendrán los valores de tensión de los estados restantes. Se deberá verificar que la máxima tensión de los estados restantes no deberá superar tensión de tracción específica máxima de trabajo para el estado más

desfavorable que es [ ⁄ ].

DETERMINACIÓN DE LA FLECHA MÁXIMA

( )

Page 14: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

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DETERMINACIÓN DE LAS CONSTANTES A, B, Y FLECHAS

Estado Coeficiente A Coeficiente B [ ⁄ ] I -0,1079 10,37 2,217

II -7,698 10,37 7,866

III -4,248 419,74 9,2

IV -7 11,83 7,226

V ---------------- ---------------- 4,6

TABLA DE TENDIDO PARA EL CONDUCTOR DE ACERO

Teniendo en cuenta que el vano medio es de , la zona es rural y el con-ductor es de sección real 9,4 mm2.

Donde: Tiempo cada 10 retornos de onda

Temperatura [ ]

Tensión

[ ⁄ ]

Tiro [ ]

Flecha [ ]

Tiempo[ ] 10 Re-tornos de onda

10 21,08 198,15 1,07 18,72

15 20,19 189,79 1,12 19,11

20 19,25 180,95 1,18 19,62

25 18,35 172,49 1,24 20,09

30 17,48 164,37 1,30 20,59

35 16,70 156,98 1,36 21,08

40 15,88 149,27 1,43 21,61

45 15,20 142,86 1,48 22,13

TABLA DE TENDIDO PARA CONDUCTOR DE ALEACIÓN DE ALUMINIO.

Teniendo en cuenta que el vano medio es de , la zona es rural y el con-ductor es de sección real 25,41 mm2

Temperatura [ ]

Tensión

[ ⁄ ]

Tiro [ ]

Flecha [ ]

Tiempo[ ] 10 Re-tornos de onda

10 5,31 134,87 0,353 10,73

15 4,71 119,80 0,397 11,38

20 4,16 105,62 0,450 12,11

25 3,64 92,62 0,514 12,95

30 3,19 81,07 0,587 13,83

35 2,84 72,15 0,669 14,77

40 2,47 62,90 0,756 15,70

45 2,21 56,16 0,847 16,62

Page 15: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 15

4. CÁLCULO Y VERIFICACIÓN DE SOPORTES Y FUNDACIONES.

4.1. SOPORTE SOSTÉN

4.1.1. LÍNEA MONOFILAR

Donde: Longitud total del poste [ ].

Longitud libre [ ].

Profundidad de empotramiento del poste [ ]. Altura libre mínima del conductor sobre el terreno [ ]. Flecha máxima del conductor[ ].

: Altura a los aisladores[ ]

LONGITUD DEL POSTE.

Si tenemos como datos:

Resulta que:

DIMENSIONES DEL POSTE SELECCIONADO

Altura del poste

Diámetro de la cima

Carga admisible Peso del poste Altura libre

Empotramiento

( )[ ]

Page 16: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 16

CARGAS RESULTANTES PARA LAS HIPÓTESIS DE CÁLCULO

Hipótesis 1.a Carga del viento máximo en dirección perpendicular a la línea, sobre cables en ambos semivanos adyacentes, sobre poste, crucetas, aisladores y acce-sorios. V V V

Solicitación total sobre el poste en dirección normal a la línea.

Donde: Esfuerzo total sobre el poste [ ]. Esfuerzo producido por acción del viento sobre conductores [ ].

Esfuerzo producido por acción del viento sobre el poste [ ].

Esfuerzo producido por acción del viento sobre crucetas, aisladores y accesorios [ ]. ESFUERZO DEL VIENTO SOBRE CONDUCTORES

Donde: Longitud del vano [ ].

Número de conductores = 1.

( ) Carga específica en el estado 3[ ⁄ ].

Resultando que

ESFUERZO DEL VIENTO SOBRE ACCESORIOS

ESFUERZO POR VIENTO SOBRE EL POSTE.

Donde:

Coeficiente que contempla la desigualdad de la velocidad del viento a lo largo del vano.

Se toma para determinar la presión del viento sobre las estructuras del soporte.

[ ]

( )[ ]

( )

[ ]

Page 17: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 17

Coeficiente de presión dinámica y se toma de la tabla 7.2 cap. VII del Re-glamento Técnico de Electrificación Rural. ”R.T.E.R”.

Presión por acción del viento [ ⁄ ].

Longitud libre [ ].

Diámetro del poste en la cima [ ].

Diámetro del poste en el empotramiento [ ].

A su vez:

Donde: Velocidad del viento en el estado considerado [ ⁄ ].

Siendo:

Resulta que:

FUERZA TOTAL

COEFICIENTE DE SEGURIDAD A LA ROTURA.

Se adopta:

. De acuerdo al R.T.E.R capítulo VII.

Donde: Carga admisible del poste. Fuerza total sobre el poste.

Page 18: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 18

Por tanto, se verifica el poste adoptado

VERIFICACIÓN DEL EMPOTRAMIENTO. PESO DE LA TIERRA GRAVANTE

Donde

Índice de compresibilidad= ⁄

Ángulo de la tierra gravante=

Peso específico de la tierra= ⁄

Resultando que

Entonces

PESO DE LOS CONDUCTORES

Teniendo como datos

Resulta que

Teniendo en cuenta la siguiente ecuación

Obtenemos

ÍNDICE DE COMPRESIBILIDAD

( )

[

(

)

]

Page 19: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 19

MOMENTO ESTABILIZANTE.

Donde Siendo:

Coeficiente de fricción entre el terreno y el poste

Entonces

Por lo cual

Donde: Diámetro del empotramiento [ ].

Longitud del empotramiento [ ]. Coeficiente de compresibilidad del terreno [ ⁄ ] a profundidad de em-

potramiento promedio. Ángulo de giro de los soportes. En este caso .

Teniendo como datos:

( )

Resulta que:

MOMENTO DE VUELCO.

[ ]

(

)

( )

( )

Page 20: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 20

Donde:

Carga total en la cima del poste [ ]. Longitud libre [ ]. Longitud del empotramiento [ ]

Teniendo como datos

Resulta que:

MOMENTO DE REACCIÓN DEL FONDO

Entonces

Por lo cual Resultando que

RELACIÓN DE MOMENTOS.

Con lo que MOMENTO TOTAL

( )

( )

( )

Page 21: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 21

COEFICIENTE DE SEGURIDAD

La fundación verifica.

RESULTADOS GENERALES HIPÓTESIS 1.a. DATOS PARA EL CÁLCULO

Diámetro de la cima.

Altura total del poste.

Empotramiento.

Altura libre mínima de los conductores.

Flecha para la condición de máxima temperatura.

Altura libre.

Peso del poste. Vano.

Cantidad de conductores.

Tiro máximo del conductor. Conicidad del poste. ⁄

Diámetro en la base.

Diámetro en el empotramiento.

CÁLCULO DE LA ACCIÓN DEL VIENTO

Acción del viento sobre la estructura. Acción del viento sobre los conductores. Acción del viento sobre accesorios VERIFICACION DEL POSTE

Fuerza total. Poste adoptado.

Coeficiente de seguridad.

VERIFICACION DEL EMPOTRAMIENTO

Índice de compresibilidad. ⁄

Coeficiente de fricción.

Momento de vuelco.

Momento de fondo.

Momento de estancamiento lateral.

Coeficiente de seguridad de Sulzberger

Momento total

Coeficiente de seguridad resultante.

Nota: la verificación del empotramiento se efectuó con el soporte directamente enterrado.

Page 22: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 22

4.1.2. LÍNEA TRIFÁSICA

Donde: Longitud total del poste [ ]. Longitud libre [ ].

Profundidad de empotramiento del poste [ ]. Altura libre mínima del conductor sobre el terreno [ ]. Flecha máxima del conductor [ ].

: Altura a los aisladores[ ]

POSTE SELECCIONADO

Altura del poste

Diámetro de la cima

Carga admisible Peso del poste Altura libre

Empotramiento

CARGAS RESULTANTES PARA LAS HIPÓTESIS DE CÁLCULO ESFUERZO DEL VIENTO SOBRE CONDUCTORES

Donde

( ) ⁄

Resulta que

ESFUERZO DEL VIENTO SOBRE ACCESORIOS

ESFUERZO POR VIENTO SOBRE EL POSTE.

Siendo:

Page 23: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 23

Resulta que:

FUERZA TOTAL

COEFICIENTE DE SEGURIDAD A LA ROTURA.

Se adopta:

. De acuerdo al R.T.E.R capítulo VII.

Donde: Carga admisible del poste. Fuerza total sobre el poste.

Por tanto, se verifica el poste adoptado

VERIFICACIÓN DEL EMPOTRAMIENTO. PESO DE LA TIERRA GRAVANTE

PESO DE LOS CONDUCTORES

Teniendo como datos

Resulta que

Page 24: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 24

Teniendo en cuenta la siguiente ecuación

Siendo

Obtenemos

ÍNDICE DE COMPRESIBILIDAD

MOMENTO ESTABILIZANTE.

Donde Siendo:

Coeficiente de fricción entre el terreno y el poste

Entonces

Por lo cual

Teniendo como datos:

( )

Resulta que:

[ ]

( )

( )

Page 25: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 25

MOMENTO DE VUELCO.

Donde:

Carga total en la cima del poste [ ]. Longitud libre [ ]. Longitud del empotramiento [ ]

Teniendo como datos

Resulta que:

MOMENTO DE REACCIÓN DEL FONDO

Entonces

Por lo cual Resultando que

RELACIÓN DE MOMENTOS.

Con lo que MOMENTO TOTAL

(

)

( )

( )

( )

Page 26: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 26

COEFICIENTE DE SEGURIDAD

La fundación verifica.

RESULTADOS GENERALES HIPÓTESIS 1.a.

DATOS PARA EL CÁLCULO

Diámetro de la cima.

Altura total del poste.

Empotramiento.

Altura libre mínima de los conductores.

Flecha para la condición de máxima temperatura.

Altura libre.

Peso del poste. Vano.

Cantidad de conductores.

Conicidad del poste. ⁄

Diámetro en la base.

Diámetro en el empotramiento.

CÁLCULO DE LA ACCIÓN DEL VIENTO

Acción del viento sobre la estructura. Acción del viento sobre los conductores. Acción del viento sobre accesorios VERIFICACION DEL POSTE

Fuerza total. Poste adoptado. 575kg

Coeficiente de seguridad.

VERIFICACION DEL EMPOTRAMIENTO

Coeficiente de compresibilidad. ⁄

Coeficiente de fricción.

Momento de vuelco.

Momento de fondo.

Momento de encastramiento lateral.

Momento total

Coeficiente de seguridad resultante.

Page 27: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 27

4.2. SOPORTE DE RETENCIÓN ANGULAR (R.A).

4.2.1. LÍNEA MONOFILAR

Tipo A, de eucalipto creosotado.

LONGITUD MÍNIMA DEL POSTE.

Donde:

Longitud mínima total del poste [ ]. Profundidad de empotramiento [ ]. Altura libre mínima del conductor sobre el terreno [ ]. Flecha máxima del conductor [ ]. Diámetro del poste en la cima [ ]. Diámetro del poste en el empotramiento [ ]. Diámetro del poste en la base [ ]. Si tenemos como datos:

Resulta que:

( )

( ⁄ )

Page 28: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 28

DIMENSIONES DEL POSTE SELECCIONADO:

Altura del poste

Diámetro de la cima

Carga admisible Peso del poste Altura libre

Empotramiento

CARGAS RESULTANTES PARA LAS HIPÓTESIS DE CÁLCULO PARA TIROS EQUILIBRADOS

Hipótesis 4.1.a. La resultante del tiro máximo de todos los cables y simultáneamente carga del viento correspondiente al estado de solicitación máxima de los conduc-tores, sobre cables en ambos semivanos adyacentes, sobre poste, cruceta, aisladores y accesorios en la dirección de esa resultante.

Hipótesis 4.1.b. La resultante del tiro de todos los cables, correspondiente al estado de viento máximo y simultáneamente carga del viento máximo, sobre cables en ambos semivanos adyacentes, sobre poste, cruceta, aisladores y acce-sorios en la dirección de esa resultante.

Hipótesis 4.1.c. Dos tercios del tiro máximo unilateral de todos los cables, considerando sus componentes en el sentido de la bisectriz del ángulo de desalineación y en el sentido perpendicular a la bisectriz; simultáneamente carga del viento co-rrespondiente al estado de solicitación máxima de los conductores sobre postes y sobre cruceta, aisladores y accesorios en dirección normal a la bi-sectriz del ángulo de desalineación.

Page 29: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 29

En este caso

Resultando que los tiros son equilibrados Entonces: Por tanto

Hipótesis 4.1.a:

ESFUERZO DEL VIENTO SOBRE CONDUCTORES

Donde:

Longitud del vano [ ]. Número de conductores. ( ) Carga específica en el estado 3[ ⁄ ].

Resultando que

ESFUERZO DEL VIENTO SOBRE ACCESORIOS

ESFUERZO POR VIENTO SOBRE EL POSTE

Donde:

( ) ( )

( )

( )

[ ]

( )

Page 30: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 30

Coeficiente que contempla la desigualdad de la velocidad del viento a lo largo del vano.

Se toma para determinar la presión del viento sobre las estructuras del soporte.

Coeficiente de presión dinámica y se toma de la tabla 7.2 cap. VII del Re-glamento Técnico de Electrificación Rural. ”R.T.E.R”.

Presión por acción del viento [ ⁄ ].

Longitud libre [ ].

Diámetro del poste en la cima [ ].

Diámetro del poste del empotramiento [ ]. A su vez: Donde:

Velocidad del viento en el estado considerado [ ⁄ ]. Siendo:

Resulta que:

ESFUERZO TOTAL POR VIENTO.

Resultando que

FUERZA TOTAL

[ ]

Page 31: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 31

Resultando que

COEFICIENTE DE SEGURIDAD A LA ROTURA.

Resultando que

Donde, según el “R.T.E.R”:

Por tanto, verifica el coeficiente de seguridad. Hipótesis 4.1.b.

Si el vano medio ( ) es mayor que el vano crítico( ), o sea que: . Entonces la hipótesis 4.1.b. coincide con la hipótesis 4.1.a. Hipótesis 4.1.c. ESFUERZO EN LA DIRECCIÓN NORMAL A LA BISECTRIZ DEL ÁNGULO DE DESALI-NEACIÓN.

Donde:

Número de conductores. Tiro máximo del conductor [ ]. Resultando que

Obtención del coeficiente de seguridad

Page 32: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 32

Resultando que

Donde, según el “R.T.E.R”:

Por tanto, verifica el coeficiente de seguridad. VERIFICACIÓN DEL POSTE AL HUNDIMIENTO EN EL TERRENO EN EL SEN-TIDO DE LA BISECTRIZ DEL ÁNGULO DE DESALINEACIÓN.

SUPERFICIE DE APOYO.

Donde:

Número de muertos.

Longitud del muerto [ ]. Diámetro del muerto [ ]. Diámetro de la base del poste [ ].

Si tenemos como datos

Resulta que

RESISTENCIA DE PENETRACIÓN.

Donde:

Fuerza de penetración[ ].

Presión de penetración [ ⁄ ].

Peso del poste + (crucetas + aisladores y accesorios)/2 [ ].

DETERMINACIÓN DE

( ⁄ )

Page 33: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 33

Teniendo como datos:

Resulta que:

Resultando que, si

Entonces

El terreno verifica la tensión admisible. VERIFICACIÓN DEL POSTE AL ARRANCAMIENTO EN EL TERRENO EN EL SENTIDO DE LA BISECTRIZ DEL ÁNGULO DE DESALINEACIÓN.

ESFUERZO DE ARRANQUE. VOLUMEN DE TIERRA A DESPLAZAR.

Siendo: Donde

Ángulo de fricción interna

Profundidad de empotramiento [ ]. Teniendo como datos:

( √ )

( ( )) ( ( ))

( )

( )

⁄ ⁄

Page 34: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 34

Resulta que:

Por tanto:

RESISTENCIA AL ARRANQUE

Donde:

Peso de la tierra a arrancar [ ]. Peso específico de la tierra [ ⁄ ]. Teniendo como datos:

Resulta que:

SEGURIDAD DE ARRANQUE

Donde: Peso del poste + (crucetas + aisladores y accesorios)/2 [ ].

Finalmente

Verifica el coeficiente de seguridad al arranque.

Page 35: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

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Hector Oscar Segovia Página 35

VERIFICACIÓN DEL EMPOTRAMIENTO EN EL SENTIDO NORMAL A LA BI-SECTRIZ DEL ÁNGULO DE DESALINEACIÓN.

PESO DE LA TIERRA GRAVANTE

Donde

Índice de compresibilidad= ⁄

Ángulo de la tierra gravante= Peso específico de la tierra= ⁄

Resultando que

Entonces

PESO DE LOS CONDUCTORES

Teniendo como datos

Resulta que

Teniendo en cuenta que

Resulta que

ÍNDICE DE COMPRESIBILIDAD

( )

[

(

)

]

Page 36: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 36

MOMENTO ESTABILIZANTE.

Donde Siendo:

Coeficiente de fricción entre el terreno y el poste

Entonces

Por lo cual

Donde:

Diámetro del empotramiento [ ]. Longitud del empotramiento [ ]. Coeficiente de compresibilidad del terreno [ ⁄ ] a profundidad de

empotramiento promedio.

Ángulo de giro de los soportes. En este caso . Teniendo como datos:

( ) Resulta que: MOMENTO DE VUELCO.

Donde:

Carga total en la cima del poste en la dirección normal a la bisectriz del ángulo de desalineación [ ].

[ ]

(

)

( )

( )

Page 37: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 37

Longitud libre [ ]. Longitud del empotramiento [ ]. Teniendo como datos

Resulta que: MOMENTO DE REACCIÓN DEL FONDO

Entonces Por lo cual Resultando que

REACCIÓN DE MOMENTOS.

Con lo que MOMENTO TOTAL

COEFICIENTE DE SEGURIDAD

Verifica la fundación.

( )

( )

( )

( )

Page 38: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 38

RESULTADOS GENERALES HIPÓTESIS DE CÁLCULO 4a-4b.

DATOS PARA EL CÁLCULO

Ángulo de desvío. Diámetro de la cima.

Altura total del poste.

Empotramiento.

Distancia mínima de los conductores al suelo.

Flecha para la condición de máxima temperatura.

Altura libre.

Peso del poste. Vano.

Cantidad de conductores.

Tiro máximo del conductor. Conicidad del poste. ⁄

Diámetro en la base.

Diámetro en el empotramiento.

CALCULO DE LA ACCION DEL VIENTO

Acción del viento sobre la estructura. Acción del viento sobre los conductores. Acción del viento sobre crucetas y accesorios. VERIFICACIÓN DEL POSTE

Tiro de los conductores. Esfuerzo debido al viento. Poste adoptado. Esfuerzo total sobre el poste Coeficiente de seguridad. Hipótesis 4.1.a.

Esfuerzo total en la cima del poste. Hipótesis 4.1.c. Coeficiente de seguridad.

VERIFICACION DEL EMPOTRAMIENTO

Angulo formado por generatrices internas postes ( ). Naturaleza del terreno. Categoría C

Peso especifico de la tierra. ⁄

Coeficiente de compresibilidad. ⁄

Diámetro del muerto de madera.

Largo del muerto de madera al hundimiento.

Largo del muerto de madera al arrancamiento.

Resistencia al arrancamiento.

Resistencia a la penetración. ⁄

Coeficiente de seguridad de Sulzberger.

Page 39: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 39

4.2.2. LÍNEA TRIFÁSICA

POSTE ADOPTADO.

Altura del poste

Diámetro de la cima

Carga admisible Peso del poste Altura libre

Empotramiento

CARGAS RESULTANTES PARA LAS HIPÓTESIS DE CÁLCULO TIRO MÁXIMO DE LOS CONDUCTORES

Resultando que los tiros son equilibrados Entonces: Por tanto Hipótesis 4.1.a:

ESFUERZO DEL VIENTO SOBRE CONDUCTORES

ESFUERZO DEL VIENTO SOBRE ACCESORIOS

ESFUERZO POR VIENTO SOBRE EL POSTE

Siendo:

( )

( )

[ ]

( )

Page 40: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 40

Resulta que:

ESFUERZO TOTAL POR VIENTO.

Resultando que

FUERZA TOTAL

Resultando que

COEFICIENTE DE SEGURIDAD A LA ROTURA.

Resultando que

Donde, según el “R.T.E.R”:

Por tanto, verifica el coeficiente de seguridad. Hipótesis 4.1.b.

Si el vano medio ( ) es mayor que el vano crítico( ), o sea que: . Entonces la hipótesis 4.1.b. coincide con la hipótesis 4.1.a. Hipótesis 4.1.c. ESFUERZO EN LA DIRECCIÓN NORMAL A LA BISECTRIZ DEL ÁNGULO DE DESALI-NEACIÓN.

[ ]

Page 41: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 41

Donde:

Número de conductores. Tiro máximo del conductor [ ]. Resultando que

Obtención del coeficiente de seguridad

Resultando que

Donde, según el “R.T.E.R”:

Por tanto, verifica el coeficiente de seguridad. VERIFICACIÓN DEL POSTE AL HUNDIMIENTO EN EL TERRENO EN EL SEN-TIDO DE LA BISECTRIZ DEL ÁNGULO DE DESALINEACIÓN.

SUPERFICIE DE APOYO.

Donde:

Número de muertos. Longitud del muerto [ ]. Ancho del muerto [ ]. Diámetro de la base del poste [ ].

Si tenemos como datos

Resulta que

Page 42: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 42

RESISTENCIA DE PENETRACIÓN.

Donde: Fuerza de penetración[ ].

Presión de penetración [ ⁄ ].

Peso del poste + (crucetas + aisladores y accesorios)/2 [ ].

DETERMINACIÓN DE

Teniendo como datos:

Resulta que:

Resultando que, si

Entonces COEFICIENTE DE SEGURIDAD A LA COMPRESIÓN

Por lo que vemos que el terreno no verifica la tensión admisible.

Para verificar la tensión admisible cambiamos la longitud del muerto a con lo que:

Y teniendo como datos

( ⁄ )

( )

⁄ ⁄

Page 43: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 43

Nos da el siguiente resultado:

Resultando que ahora si verifica el terreno la tensión admisible.

VERIFICACIÓN DEL POSTE AL ARRANCAMIENTO EN EL TERRENO EN EL SENTIDO DE LA BISECTRIZ DEL ÁNGULO DE DESALINEACIÓN.

ESFUERZO DE ARRANQUE. VOLUMEN DE TIERRA A DESPLAZAR.

Siendo:

Por tanto:

RESISTENCIA AL ARRANQUE

Donde: Resulta que:

SEGURIDAD DE ARRANQUE

Donde: Peso del poste + (crucetas + aisladores y accesorios)/2 [ ].

Finalmente

( √ )

( ( )) ( ( ))

⁄ ⁄

Page 44: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 44

No se verifica el coeficiente de seguridad al arranque. Variando ahora

Con lo que:

Verifica el coeficiente de seguridad al arranque. VERIFICACIÓN DEL EMPOTRAMIENTO EN EL SENTIDO NORMAL A LA BI-SECTRIZ DEL ÁNGULO DE DESALINEACIÓN.

PESO DE LA TIERRA GRAVANTE

Resultando que

Entonces

PESO DE LOS CONDUCTORES

Teniendo en cuenta que

( )

[

(

)

]

Page 45: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 45

Resulta que

ÍNDICE DE COMPRESIBILIDAD

MOMENTO ESTABILIZANTE.

Entonces

Por lo cual

MOMENTO DE VUELCO.

Donde:

Carga total en la cima del poste en la dirección normal a la bisectriz del ángulo de desalineación [ ].

Longitud libre [ ]. Longitud del empotramiento [ ]. Teniendo como datos

Resulta que:

[ ]

(

)

( )

( )

Page 46: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 46

MOMENTO DE REACCIÓN DEL FONDO

Entonces Por lo cual Resultando que

RELACIÓN DE MOMENTOS.

Con lo que MOMENTO TOTAL

COEFICIENTE DE SEGURIDAD

La fundación verifica.

( )

( )

( )

( )

Page 47: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 47

RESULTADOS GENERALES HIPÓTESIS DE CÁLCULO 4a-4b. DATOS PARA EL CALCULO

Angulo de desvío. Diámetro de la cima.

Altura total del poste.

Empotramiento.

Distancia mínima de los conductores al suelo.

Flecha para la condición de máxima temperatura.

Altura libre.

Peso del poste. Vano.

Cantidad de conductores. 3

Conicidad del poste. ⁄

Diámetro en la base.

Diámetro en el empotramiento.

CÁLCULO DE LA ACCIÓN DEL VIENTO

Acción del viento sobre la estructura. Acción del viento sobre los conductores. Acción del viento sobre crucetas y accesorios. VERIFICACION DEL POSTE

Tiro de los conductores. Esfuerzo debido al viento. Poste adoptado. Esfuerzo total sobre el poste Coeficiente de seguridad. Hipótesis 4.1.a.

Esfuerzo total en la cima del poste. Hipótesis 4.1.c. Coeficiente de seguridad.

VERIFICACIÓN DEL EMPOTRAMIENTO

Ángulo formado por generatrices internas postes ( ). Naturaleza del terreno. Categoría C

Peso especifico de la tierra. ⁄

Coeficiente de compresibilidad. ⁄

Diámetro del muerto de madera.

Largo del muerto de madera al hundimiento. 2x

Largo del muerto de madera al arrancamiento. 1x

Coeficiente de seguridad de Sulzberger

Resistencia a la penetración del terreno ⁄

Resistencia al arrancamiento

Page 48: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 48

4.3. SOPORTE TERMINAL TIPO “A”.

4.3.1. LÍNEA MONOFILAR

Hipótesis de cálculo 5.a y 5.b. LONGITUD DEL POSTE.

Donde:

Longitud total del poste [ ]. Profundidad de empotramiento [ ]. Altura libre mínima del conductor sobre el terreno [ ]. Flecha máxima del conductor [ ]. Diámetro del poste en la cima [ ]. Diámetro del poste en el empotramiento [ ]. Diámetro de la base del poste [ ]. Si tenemos como datos:

Resulta que:

( )

( ⁄ )[ ]

Page 49: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 49

DIMENSIONES DEL POSTE SELECCIONADO:

Altura del poste

Diámetro de la cima

Carga admisible Peso del poste Altura libre

Empotramiento

CARGAS RESULTANTES PARA LAS HIPÓTESIS DE CÁLCULO

Hipótesis 5.a. Tiro máximo de todos los cables, simultáneamente carga del viento corres-pondiente al estado de solicitación máxima de los conductores, sobre ca-bles en el semivano adyacente, sobre poste, cruceta, aisladores y acceso-rios en dirección perpendicular a la línea.

Hipótesis 5.b. Tiro de todos los cables correspondientes al estado del viento máximo y simultáneamente carga del viento máximo sobre cables en el semivano ad-yacente, sobre postes, cruceta, aisladores y accesorios en dirección per-pendicular a la línea.

ESFUERZO EN EL SENTIDO DE LA LÍNEA

Donde:

Número de conductores. Tiro máximo del conductor. ESFUERZO NORMAL AL SENTIDO DE LA LÍNEA. ESFUERZO DEL VIENTO SOBRE CONDUCTORES

( )

Page 50: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 50

Donde:

Número de conductores. Longitud del vano [ ]. ( ) Específica en el estado 3[ ⁄ ]. Teniendo como datos

( ) ⁄

Tenemos que

ESFUERZO DEL VIENTO SOBRE SOPORTES.

Teniendo como datos:

Resulta que:

ESFUERZO DEL VIENTO SOBRE CRUCETAS, AISLADORES Y ACCESORIOS.

FUERZA TOTAL POR VIENTO.

Resultando que:

COEFICIENTE DE SEGURIDAD A LA ROTURA EN EL SENTIDO DE LA LÍNEA.

( )

[ ]

Page 51: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 51

Resultando que

Donde, según el “R.T.E.R”:

Por tanto, verifica el coeficiente de seguridad. COEFICIENTE DE SEGURIDAD A LA ROTURA EN EL SENTIDO NORMAL A LA LÍNEA.

Resultando que

Donde, según el “R.T.E.R”:

Por tanto, verifica el coeficiente de seguridad.

Hipótesis 5.b. Siendo el vano elegido mayor que el crítico se cumple que la hipótesis 5.a. es igual a la hipótesis 5.b.

VERIFICACIÓN DEL POSTE AL HUNDIMIENTO EN EL TERRENO EN EL SEN-TIDO DE LA BISECTRIZ DEL ÁNGULO DE DESALINEACIÓN.

SUPERFICIE DE APOYO.

Donde:

Número de muertos. Longitud del muerto [ ]. Diámetro del muerto [ ].

Page 52: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 52

Diámetro de la base del poste [ ]. DETERMINACIÓN DE LA SUPERFICIE DE APOYO

Si tenemos como datos

Resulta que

RESISTENCIA DE PENETRACIÓN.

Donde:

Fuerza de penetración[ ].

Presión de penetración [ ⁄ ].

Peso del poste + crucetas + aisladores y accesorios [ ].

DETERMINACIÓN DE

Teniendo como datos:

Resulta que:

Y si

Entonces

El terreno verifica la tensión admisible

( ⁄ )

( )

⁄ ⁄

Page 53: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 53

VERIFICACIÓN DEL POSTE AL ARRANCAMIENTO EN EL TERRENO EN EL SENTIDO DE LA BISECTRIZ DEL ÁNGULO DE DESALINEACIÓN.

ESFUERZO DE ARRANQUE.

VOLUMEN DE TIERRA A DESPLAZAR.

Siendo: Donde

Ángulo de fricción interna

Profundidad de empotramiento [ ]. Teniendo como datos:

Resulta que:

Por tanto:

RESISTENCIA AL ARRANQUE.

Donde:

Peso de la tierra a arrancar [ ]. Peso específico de la tierra [ ⁄ ].

( √ )

( ( )) ( ( ))

( )

Page 54: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 54

Teniendo como datos:

Resulta que: SEGURIDAD DE ARRANQUE.

Donde: Peso del poste + (crucetas + aisladores y accesorios)/2 [ ].

Finalmente

Verifica el coeficiente de seguridad al arranque.

RESULTADOS GENERALES

HIPÓTESIS 5.a. y 5.b. DATOS PARA EL CÁLCULO

Diámetro de la cima.

Altura total del poste.

Empotramiento.

Distancia mínima de los conductores.

Flecha para la condición de máxima temperatura.

Altura libre.

Peso del poste. Vano.

Cantidad de conductores.

Tiro máximo del conductor. Conicidad del poste. ⁄

Diámetro en la base.

Diámetro en el empotramiento.

CALCULO DE LA ACCION DEL VIENTO

Acción del viento sobre la estructura. Acción del viento sobre los conductores. Acción del viento sobre crucetas y accesorios. VERIFICACIÓN DEL POSTE

Esfuerzo en la dirección de la línea. Esfuerzo debido al viento. Poste adoptado. Coeficiente de seguridad longitudinal.

Coeficiente de seguridad normal a la línea.

VERIFICACION DEL EMPOTRAMIENTO

Angulo formado por generatrices internas postes. 20º

Page 55: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 55

Naturaleza del terreno. Categoría C

Peso especifico de la tierra. 1700kg/m3

Coeficiente de compresibilidad. 8,8kg/m3

Diámetro del muerto de madera. 0,25m

Largo del muerto de madera al hundimiento. 2x0,6m

Largo del muerto de madera al hundimiento. 1x0,6m

Coeficiente de seguridad al arranque.

Resistencia a la penetración. ⁄

4.3.2. LÍNEA TRIFÁSICA

CARGAS RESULTANTES PARA LAS HIPÓTESIS DE CÁLCULO ESFUERZO EN EL SENTIDO DE LA LÍNEA Donde:

Número de conductores.

( ) Tensión mecánica en el estado 3 [ ⁄ ].

Sección real del conductor [ ]. Resultando que: ESFUERZO NORMAL AL SENTIDO DE LA LÍNEA. ESFUERZO DEL VIENTO SOBRE CONDUCTORES

Donde:

Número de conductores. Longitud del vano [ ]. ( ) Específica en el estado 3[ ⁄ ]. Teniendo como datos

( ) ⁄

Tenemos que

( )

( )

Page 56: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 56

ESFUERZO DEL VIENTO SOBRE SOPORTES.

Teniendo como datos:

⁄ Resulta que:

ESFUERZO DEL VIENTO SOBRE CRUCETAS, AISLADORES Y ACCESORIOS.

FUERZA TOTAL POR VIENTO. Resultando que:

COEFICIENTE DE SEGURIDAD A LA ROTURA EN EL SENTIDO DE LA LÍNEA.

Resultando que

Donde, según el “R.T.E.R”:

Por tanto, verifica el coeficiente de seguridad a la rotura en el sentido de la línea. COEFICIENTE DE SEGURIDAD A LA ROTURA EN EL SENTIDO NORMAL A LA LÍNEA.

( )

[ ]

Page 57: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 57

Resultando que

Hipótesis 5.b. Siendo el vano elegido mayor que el crítico se cumple que la hipótesis 5.a. es igual a la hipótesis 5.b.

VERIFICACIÓN DEL POSTE AL HUNDIMIENTO EN EL TERRENO EN EL SEN-TIDO DE LA BISECTRIZ DEL ÁNGULO DE DESALINEACIÓN. SUPERFICIE DE APOYO

Si tenemos como datos

Resulta que

RESISTENCIA DE PENETRACIÓN.

Donde: Fuerza de penetración[ ].

Presión de penetración [ ⁄ ].

Peso del poste + (crucetas + aisladores y accesorios)/2 [ ].

DETERMINACIÓN DE

Teniendo como datos:

( ⁄ )

Page 58: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 58

Resulta que:

Resultando que, si

El terreno verifica la tensión admisible.

VERIFICACIÓN DEL POSTE AL ARRANCAMIENTO EN EL TERRENO EN EL SENTIDO DE LA BISECTRIZ DEL ÁNGULO DE DESALINEACIÓN. ESFUERZO DE ARRANQUE. VOLUMEN DE TIERRA A DESPLAZAR.

Siendo: Donde

Ángulo de fricción interna

Profundidad de empotramiento [ ]. Teniendo como datos:

Resulta que:

( )

⁄ ⁄

( √ )

( ( )) ( ( ))

( )

Page 59: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 59

Por tanto:

RESISTENCIA AL ARRANQUE

Resulta que:

SEGURIDAD DE ARRANQUE

Donde: Peso del poste + (crucetas + aisladores y accesorios)/2 [ ].

Finalmente

Verifica el coeficiente de seguridad al arranque.

RESULTADOS GENERALES

HIPÓTESIS 5.a. y 5.b. DATOS PARA EL CALCULO

Diámetro de la cima.

Altura total del poste.

Empotramiento.

Distancia mínima de los conductores.

Flecha para la condición de máxima temperatura.

Altura libre.

Peso del poste. Vano.

Cantidad de conductores. 3

Conicidad del poste. ⁄

Diámetro en la base.

Diámetro en el empotramiento.

CÁLCULO DE LA ACCIÓN DEL VIENTO

Acción del viento sobre la estructura. Acción del viento sobre los conductores. Acción del viento sobre crucetas y accesorios. VERIFICACION DEL POSTE

Esfuerzo en la dirección de la línea Esfuerzo debido al viento. Poste adoptado. Coeficiente de seguridad longitudinal.

Page 60: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 60

Coeficiente de seguridad normal a la línea

VERIFICACION DEL EMPOTRAMIENTO

Angulo formado por generatrices internas postes. 20º

Naturaleza del terreno. Categoría C

Peso especifico de la tierra. 1700kg/m3

Coeficiente de compresibilidad. 8,8kg/m3

Diámetro del muerto de madera. 0,25m

Largo del muerto de madera al hundimiento. 2x0,6m

Largo del muerto de madera al arrancamiento. 1x0,6m

Coeficiente de seguridad al arranque.

Resistencia a la penetración ⁄

Page 61: Trabajo Final Ingeniería Electromecánica

Trabajo Final Ingeniería Electromecánica - UNLPam

Hector Oscar Segovia Página 61

5. CÁLCULO DE CAÍDA DE TENSIÓN DATOS NECESARIOS PARA EL CÁLCULO DE CAÍDA DE TENSIÓN. CÁLCULO ELÉCTRICO

Donde

Separación media geométrica entre conductores

Radio del conductor A la reactancia la determinamos como sigue TABLA DE REFERENCIA Nº de no-

do Potencia[kV.A] Distancia entre

nodos[m] Tipo de cable R

Ω/km X

Ω/km

1 365 (0-1)1160 Al/70mm2 0,484 0,3636

2 15 (1-2)1770 Al/70mm2

0,484 0,3636

3 68 (2-3)2630 Al/25mm2

1,31 0,3957

4 2167 (3-4)1540 Al/50mm2

0,654 0,37438

5 100 (4-5)3000 Al/50mm2

0,654 0,37438

6 391 (5-6)3600 Al/50mm2

0,654 0,37438

7 289 (6-7)2265 Al/50mm2 0,654 0,37438

8 311 (7-8)4250 Al/35mm2

0,952 0,3857

9 1101 (8-9)1700 Al/35mm2

0,952 0,3857

10 10 (9-10)500 Acero/9,4mm2

20,36 3,64587

DATOS GENERALES

Potencia total instalada

Máxima potencia registrada

Factor de utilización

Coseno de fi medio del sistema

A continuación se dan las ecuaciones para la determinación de la caída de ten-sión en los distintos nodos de la red. TRIFÁSICO

[ ] √ [ ] [ ] [ ⁄ ]

[ ⁄ ] [ ⁄ ] [ ⁄ ]

[

(

)] [ ⁄ ]

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Donde:

Caída de tensión [ ]. Corriente [ ]. Longitud en esa parte del tramo[ ]. Impedancia de línea [ ⁄ ].

Teniendo en cuenta el factor de utilización que lo denominaremos tenemos que: MONOFÁSICO Los resultados son los que se muestran en la tabla siguiente.

Conclusión: Del cálculo de caída de tensión efectuado se puede concluir que el valor de caída de tensión obtenido cumple con lo permitido; o sea que es menor que el 5%.

*Nota: en el tramo ( ) no se tuvo en cuenta .

Tramo S[ ] Longitud[ ] R[ ⁄ ] X[ ⁄ ] Tipo ( ) Z[ ⁄ ] I[ ] [ ] [ ]

(0-1) 4817 1,16 0,484 0,3636 T 0,95 0,5733 26,55 30,584 0,2317

(1-2) 4452 1,77 0,484 0,3636 T 0,95 0,5733 24,54 43,133 0,3268

(2-3) 4437 2,63 1,31 0,3957 T 0,95 1,3680 24,45 152,364 1,1540

(3-4) 4369 1,54 0,657 0,3744 T 0,95 0,7382 24,08 47,414 0,3590

(4-5) 2202 3 0,657 0,3744 T 0,95 0,7382 12,14 46,567 0,3528

(5-6) 2102 3,6 0,657 0,3744 T 0,95 0,7382 11,58 53,300 04038

(6-7) 1711 2,265 0,657 0,3744 T 0,95 0,7382 9,43 27,310 0,2068

(7-8) 1422 4,25 0,952 0,3857 T 0,95 1,0248 7,84 59,146 0,4480

(8-9) 1111 1,7 0,952 0,3857 T 0,95 1,0248 6,12 18,468 0,1399

(9-10)* 10 0,5 20,36 3,6459 M 0,95 20,4800 1,312 13,43 0,1767

Total

3,8

[ ] [ ]

√ [ ]

[ ] [ ]

[ ]

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6. EVALUACIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL SIMPLIFICADO

6.1. SÍNTESIS DE LA EVALUACIÓN. Las actividades de distribución de energía eléctrica traen aparejadas implican-cias sobre el desarrollo económico y sobre el medio ambiente de la región. Sin embargo, estas cuestiones en general fueron tratadas en el pasado como re-sultantes indirectas de la actividad y no como partes integrantes de la misma. Debe destacarse que este concepto implica que estos aspectos, que hasta la fecha eran considerados como externalidades de las actividades, ahora pasan a ser internalidades de las mismas. En la evaluación ambiental de esas actividades, los estudios incluyen diagnós-ticos y previsiones a nivel de impacto, donde se proponen medidas para mini-mizar las alteraciones que las acciones podrán provocar sobre el sistema am-biental. El plan de Gestión Ambiental constituye la mejor herramienta para medir el al-cance de su política en la materia y las posibilidades de prevención futura.

6.2. INVENTARIO AMBIENTAL.

La obra eléctrica a realizar consiste en la construcción de una línea aérea rural tipo monofilar, que se encontrará ubicada en el cuartel VI del partido de 9 de Julio, cercano a la localidad de Dudignac. El suelo de la zona de construcción corresponde a la Unidad Fisiográfica Pam-pa Ondulada, caracterizada por un relieve suavemente ondulado, recortado por cañadas y arroyos. Apoyado sobre el antiguo basamento cristalino de Brasilia, los materiales loési-cos aparecen cubiertos por espesas camadas de sedimentos limosos-arenosos sueltos, conformando un relieve eólico estabilizado, notoriamente medanoso, con suaves ondulaciones y con numerosas hoyas. El clima del Partido de 9 de Julio corresponde al templado pampeano o de transición. Las temperaturas son en general suaves, sin grandes amplitudes, con una media de verano de 22ºC y una temperatura media de invierno de 9,7ºC. Los valores extremos que pueden darse en verano son de 38ºC y en invierno 2ºC bajo cero. El período de heladas es de aproximadamente 160 días (usualmente entre fi-nes de abril y principios de octubre). No se registra estación seca definida. El promedio anual de precipitaciones es de 900mm con un ligero déficit hídrico en el verano. Los vientos predominantes, por orden de importancia son: Sur Este, Nord Este, Este y Sud Oeste. En cuanto a la vegetación, esta región esta provista de arboles autóctonos, de-nominada de los “pastizales pampeanos”. La vegetación prístina (gramíneas cespitosas) ha sufrido una profunda transformación como resultado de la ex-tensa explotación agrícola y ganadera. La fauna es la típica pampeana de estepa, modificada por la actividad agrícola-ganadera. Por último, las principales vías de drenaje son canales que desem-bocan en el rio Salado. Con respecto a la línea, la misma será conectada a la red rural propiedad de la Cooperativa que alimenta a los usuarios ubicados en la zona rural de Dudig-nac. La misma será construida con conductor de acero cincado de 3,46 mm de diámetro, el cual cumple con lo expresado en la norma IRAM 777, soportada

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sobre postes de eucaliptus curados con Sales Básicas, los cuales no producen ningún tipo de inconveniente ni a las personas ni a los animales nial medio am-biente.

6.3. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO Y ALTERNATIVAS ESTUDIADAS.

Las consideraciones que se tienen en cuenta para la construcción de la línea responden en un todo con el Reglamento Técnico para Electrificación Rural y a las Prescripciones para Electrificación Rural mediante Líneas Monofásicas con Retorno por Tierra, aprobada por el Ministerio de Obras y Servicios Públicos mediante la resolución Nº 1159/87. La línea se construirá con postación sostén y estructuras especiales de made-ra, el vano medio es de 150 m. Permite la rápida conversión con vano de 75 m cuando se necesite que la línea sea trifásica. La longitud de esta derivación es de aproximadamente 580 m y el conductor a utilizar será acero cincado de 3,46 mm de diámetro, el cual cumple con la norma IRAM 777. Las retenciones serán estructuras de tipo A simples. En cuanto a la traza la misma correrá paralela al camino rural aproximadamen-te a 50 cm de la línea de alambrado que separa la propiedad pública de la pri-vada. Generalidades: Se admite la utilización del sistema con retorno por tierra para uso en electrifi-

cación rural. Para este caso en la tensión de .

6.4. IDENTIFICACIÓN Y VALORACIÓN DE LOS IMPACTOS AMBIENTALES.

Vegetación: La vegetación es uno de los componentes del medio natural que más interac-túa con cualquier construcción humana y su alteración en nuestro caso se en-cuentra relacionada con las modificaciones producidas por los suelos.

Fauna: Toda intervención del hombre sobre la vegetación supone un impacto directo o indirecto sobre la fauna debido a que representa el hábitat donde los animales desarrollan su ciclo de vida. La conservación de la fauna no solo implica el cuidado de los animales sino también de su hábitat. Al provocar un cambio en los ecosistemas, los animales son inevitablemente afectados, generándose así un impacto, que si fuera de carácter permanente, pudiese llegar a influir sobre la biodiversidad de dicho ecosistema. Respecto a las aves, las líneas de transmisión eléctrica pueden determinar im-pactos variados sobre sus poblaciones. En áreas con escasa vegetación arbus-tiva y/o arbórea, las instalaciones de líneas eléctricas ofrecen nuevos sitios de nidificación y son utilizadas por aves rapaces como puestos de avistaje de po-sibles presas. Como efecto negativo pueden indicarse las colisiones con los conductores. Las mismas están influenciadas por factores de índole ingenieril, como el diseño, localización y orientación de la línea, y aquellos de carácter biológico, como el comportamiento de las especies así como la topografía del terreno, las condiciones meteorológicas y el uso del suelo.

Excavación:

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Las tareas de excavación para la instalación de los soportes y retenciones con-

sisten en cavar con palas de mano un pozo de aproximadamente 0,6 , luego del cual se colocan los postes, se rellena el volumen libre con suelo natural y se compacta convenientemente.

Tránsito de vehículos: El tránsito de vehículos constituye una amenaza continua para los animales (silvestres y domésticos), por lo que se tendrá especial cuidado cuando se transite por la zona de obra. Además otro factor a tener en cuenta es la ubicación de los vehículos en la vía pública, mientras se estén desarrollando las tareas de montaje de postes.

Residuos: Las tareas de montaje generan una serie de desechos como ser papeles utili-zados para envolver los aisladores, seccionadores, transformadores, acceso-rios, etc. Por último en cuanto a los residuos que consideramos se encuentran los so-brantes de la comida diaria, botellas plásticas, restos de papel, bolsas plásti-cas, etc.

6.5. MEDIDAS DE MITIGACIÓN.

a) Vegetación: La vegetación encontrada en el terreno se ajusta a las características de la denominada pradera graminosa, encontradas en todo el trayecto de la traza de la línea a construir. La remoción u otras perturbaciones innecesarias de la cobertura vegetal na-tural no serán permitidas. En áreas críticas se extremarán las precauciones para la ejecución de la limpieza, incluyendo el marcado de árboles en forma individual para su mejor protección. El desmalezado y/o desmontado se limitará a la franja de servidumbre, y los métodos de limpieza a utilizar serán previamente acordados con las autori-dades competentes. Básicamente la tarea de limpieza de árboles y desma-lezado se efectuará haciendo uso del tipo mecánico, tales como motosierras, desmalezadoras y palas mecánicas. Tanto los acuerdos y permisos deben disponer de la documentación proba-toria necesaria. La tala de árboles cuando corresponda, se efectuará hasta una altura equi-valente al diámetro del tronco o a 0,30 m, optando siempre por la que resulte inferior. La tala de arbustos, cuando sea necesario, se hará hasta una altura de 0,30 m o debajo de su rama más baja, optando por la que resulte inferior. Los tocones de más de 50 cm de diámetro que deban ser retirados deberán ser trozados antes de ser removidos. b) Fauna: Con el objeto de minimizar los impactos negativos que resultan en nuestro caso irrelevantes sobre la fauna, se utilizarán los caminos preexistentes para acceder a las tareas de montaje. La topología del terreno con la construcción de la línea no será alterada por lo que no se esperan impactos negativos de las poblaciones de aves. Desde el punto de vista de la consideración física de la línea de transmisión eléctrica, consideramos como impacto negativo la colisión de las aves con

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los conductores, hecho que en este caso en particular resulta estar minimi-zado, debido al hecho de que no existen lagunas en las proximidades de la construcción. c) Excavación: Se evitará la pérdida excesiva de suelo a causa del viento, para esto las ta-reas de excavación y tapado del pozo se tratarán de realizar el mismo día, con el menor distanciamiento de tiempo posible. Si por un motivo excepcio-nal, los pozos quedaran descubiertos más tiempo de lo aconsejado, se colo-cará una tapa de madera firme, convenientemente señalizada, para prevenir la caída de personas o animales. Si sobrara suelo, resultantes de las excavaciones para implantación de ba-ses, se lo esparcirá en aquellos caminos de acceso o sectores de la franja central que requieran ser mejorados para transitar. d) Tránsito de vehículos El tránsito de vehículos constituye una amenaza continua para los animales (silvestres y domésticos), por lo que se tendrá especial cuidado cuando se transite por el sector de obra. Se evitarán los atropellamientos de animales que suelen desplazarse o atravesar los caminos como por ejemplo las perdi-ces, zorrinos, liebres, zorros, etc.

Las maquinarias que forman parte de los equipos son un camión con hidrogrua y una camioneta, los cuales contarán con las siguientes medidas preventivas: 1. La señalización de los caminos de acceso será clara y bien expuesta, indi-

cando las reducciones de velocidad y paradas exigibles acordes con la ne-cesidad de la obra, ubicados a distancias prudenciales que aseguren su efectividad.

2. Los caminos de acceso y los sitios restringidos de la franja de servidumbre

que se usen en la construcción se protegerán de la erosión y de la compac-tación. A su vez, se disminuirá la velocidad y la frecuencia de paso al mínimo posible cuando se transite por caminos vecinales y vías sin pavimentar.

3. Será respetada toda normativa legal para la circulación de maquinarias y/o

vehículos por caminos municipales, vecinales y/o privados – Ley de Tránsito Provincial Nº 11430 – por rutas nacionales y/o provinciales, caminos munici-pales, vecinales y/o privados.

4. Está prohibido, en el ámbito de la obra, la ingestión de bebidas alcohólicas o

estupefacientes. Esta medida es aplicable no solo a los operarios, choferes o conductores de vehículos y/o maquinarias, sino también al resto de los tra-bajadores.

5. Los operarios de maquinarias deberán tener experiencia en sus tareas, que-

dando prohibido el uso de las mismas por cualquier otro trabajador inexperto de la obra. e) Residuos: En lo concerniente al manejo de residuos tomaremos las siguientes medidas a fin de reducir su impacto:

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1. Se adecuarán precauciones y equipamiento adecuado para la recolec-ción, almacenamiento y disposición rutinaria de los residuos sólidos, líqui-dos y semisólidos, fueran domésticos o peligrosos. Comprende entre otras la disposición de los materiales generados durante el desmonte y limpieza del sitio, ubicándolos en lugares apropiados para tal fin.

2. Será responsabilidad de la Cooperativa mantener permanentemente lim-

pias las áreas de trabajo existentes, caminos, accesos, etc.

3. La incineración será solo permitida en los lugares autorizados dentro de la franja de servidumbre. Para ello, se deberán armar montículos con los materiales a fin de reducir al mínimo la emanación de humo, los peligros de incendio y daños en el terreno, utilizando para la incineración métodos de práctica aprobados.

4. El equipamiento contra incendio requerido deberá mantenerse próximo a

las áreas de incineración controlada.

5. Bajo ninguna circunstancia se deberán enterrar o incinerar residuos no biodegradables.

Conclusión: Se puede apreciar que con la instalación de esta línea los impactos negativos generados sobre el medio ambiente se ven neutralizados claramente con la influencia positiva que se obtiene sobre la calidad de vida del futuro usuario de la energía eléctrica.

6.6. PLAN DE GESTIÓN AMBIENTAL.

Para la construcción de esta línea de media tensión se prevén realizar cuatro etapas a saber: Desmalezado y limpieza de la traza elegida. Armado de poste en el suelo. Excavación y montaje de postes y estructuras. Construcción de la subestación de transformación. Tendido del conductor. Alimentación eléctrica de la línea.

Los objetivos generales del PGA a cumplir en las sucesivas etapas son los si-guientes: a. Impedir bajo todo punto de vista el uso inapropiado de los suelos rurales,

previniendo como mínimo la erosión y la compactación de los mismos en las tareas de montaje de postes.

b. Velar por la seguridad del medio ambiente, evitando o minimizando la des-

trucción de la capa fértil del suelo y la eventual perdida de la vegetación, cuando se efectúen tareas de limpieza en la traza elegida.

c. Limitar el uso de los suelos con fines constructivos exclusivamente a la fran-

ja de la servidumbre y los predios de las estaciones transformadoras.

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d. Controlar el paso de vehículos y maquinaria pesada en el camino central y

los caminos de acceso a la pista de trabajo durante las tareas de montaje. e. Restaurar lo máximo posible las áreas afectadas que no se utilicen durante

la operación y el mantenimiento de la Línea de Media Tensión. f. Controlar la disposición final de los residuos sólidos y semisólidos que se

generen durante las tareas de montaje de la línea.

6.7. PLAN DE CAPACITACIÓN.

El programa de capacitación incluye temas de seguridad referidos a riesgos específicos de la actividad y riesgos generales que pueden presentarse en cualquier momento y lugar. El cronograma propuesto es el siguiente: a. Concepto de seguridad y prevención, actos peligrosos y condiciones de tra-

bajo riesgosas. b. Uso de elementos de protección personal. Eliminación de riesgos mediante: Solución de Ingeniero. Aislación de riesgo. Uso de E.P.P.

c. Prevención, protección y extinción de incendios. Teoría del fuego, clases de

fuego, agentes extintores, extinción, evacuación.

d. Prevención de riesgos en tareas de relleno, excavaciones y movimientos de suelo.

e. Riesgo eléctrico, trabajos sin tensión o trabajos supuestamente sin tensión, trabajos con tensión, coordinación con el distribuidor de energía eléctrica, equipos de protección y de medición. Tensiones y distancias de seguridad, trabajos en altura, efectos de la corriente sobre el hombre.

f. Primeros auxilios, botiquín, traumatismos, quemaduras, hemorragias, RCP (Reanimación Cardio Pulmonar).

g. Prevención de riesgos en la realización de trabajos en la vía publica. Ley de Transito Provincial Nº 11430. Señalización. Velocidades permitidas. Acciden-tes.

h. Orden y limpieza. Disposición de residuos.

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7. CÁLCULO DEL ÁREA DE SERVIDUMBRE ADMINISTRATIVA ELÉCTRI-CA.

ZONA DE SEGURIDAD

Se denomina zona de seguridad o de electroducto a la franja de terreno a am-bos lados de la línea de energía eléctrica donde no se permite ejecutar obras sobre el nivel del mismo. El ancho mínimo de la franja de seguridad, a tener en cuenta en el trazado de líneas, es el que se indica a continuación:

Donde:

Ancho total de la franja de seguridad [ ] Distancia horizontal entre conductores extremos [ ]. Longitud de la cadena de aisladores [ ]. Flecha máxima obtenida en la hipótesis de cálculo que considere la má-xima presión por viento [ ]. Seno del ángulo máximo de desviación respecto de la vertical que puede alcanzar el eje de la cadena de aisladores, según cálculo. En el caso de líneas con aisladores a perno, seno del ángulo respecto de la vertical que puede alcanzar el segmento representativo de la flecha máxima al desplazarse el conductor. Distancia horizontal mínima de seguridad, a partir de la posición de elon-gación máxima del conductor extremo en relación con su vertical de suspen-sión, que se fija en:

[ ] [ ]

Nota:

Podrá adoptarse , como caso de excepción cuando exista imposibilidad de material de guardar distancia, en calles ya existentes (abiertas o que estén indicadas en fraccionamiento aprobados antes de la construcción de la línea). En una zona cuyo ancho dependerá de la aplicación de la fórmula anteriormen-te descripta, no se permitirá la ejecución de ninguna obra sobre el nivel de te-rreno. Teniendo como datos

⁄ ⁄ Resulta que

( ) ( )

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Y si

El área de servidumbre es

APE NDICE.

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PLANIMETRÍA, PLANOS DE POSTES Y TABLA DE SELECCIÓN DE CONDUC-TORES

En las siguientes páginas se muestran los planos de postes (retención angular, soporte sostén y soporte terminal), puesto de transformación monofásico, línea M.R.T. de 7,62kV, así como también la planimetría.

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PARTE II Dispositivos de proteccio n

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1. MEMORIA DESCRIPTIVA – PARTE II Esta parte del trabajo consiste en realizar una descripción de los dispositivos de protección utilizados en la línea de media tensión, como así también la de-terminación de los cálculos de las corrientes de cortocircuito en cada uno de los nodos y la selección de los elementos fusibles. La longitud del alimentador es de aproximadamente 22 km. Esta instalación corresponde a un alimentador rural de media tensión (MT), en este caso de 13,2 kV, del partido de Nueve de Julio, Provincia de Buenos Ai-res, bajo la responsabilidad de la Cooperativa Eléctrica de Nueve de Julio. Se plantearon distintas alternativas, entre las que se evaluó la conveniencia de la utilización de reconectadores automáticos, que contemplaron la aplicación de criterios de tipo técnico-económicos para la selección de la alternativa más adecuada. El estudio se realizó sobre el alimentador rural que va desde la estación trans-formadora de Nueve de Julio hasta el alimentador de 7,62 kV calculado en la primera parte del proyecto. La potencia de carga instalada, computada en función de la potencia nominal de los transformadores, es de 4,9 MV.A, compuesta en la mayoría por trans-formadores monofásicos y bifásicos de 5 y 10 kV.A y trifásicos de variadas po-tencias, siendo los más utilizados los de 16 y 25 kV.A. La estación transformadora se encuentra ubicada en avenida Agustín Álvarez y avenida Urquiza. Esta compuesta por dos transformadores de 132/33/13,2 kV, 15/10/15 MV.A, con las salidas de 33 y 13,2 kV en barra partida. La potencia de cortocircuito trifásica de la barra de 13,2 kV es de 92 MV.A y la barra de 33 kV son ambas de 150 MV.A.

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2. DATOS GENERALES

ESQUEMA UNIFILAR DE LA SUBESTACIÓN

En el Apéndice IV se representa el esquema unifilar de la subestación trans-formadora de Nueve de Julio. Se ven en el esquema los dos transformadores de 132/33/13,2 kV de 15/10/15 MV.A cada uno, en conexión estrella-estrella-triángulo. La salida triángulo de 13,2 kV es la que utilizaremos para alimentar la línea en estudio. Existe también para la salida en 13,2 kV para una puesta a tierra con neutro artificial.

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3. DATOS CARACTERÍSTICOS DE LA LÍNEA

3.1. UBICACIÓN GEOGRÁFICA DE LA LÍNEA

La subestación transformadora se encuentra ubicada entre las avenidas Agus-tín Álvarez y Urquiza. El alimentador sigue un recorrido de aproximadamente 22 km y su ubicación se encuentra paralelo a la ruta provincial Nº 65 con un cruce de ruta que se deriva al alimentador de media tensión seleccionado en la primera parte del proyecto. Este alimentador provee de energía a pueblos como Dudignac, El Provincial, Mulcahy, etc. El plano del área de concesión del emplazamiento del proyecto en el partido de 9 de Julio se muestra a continuación.

PLANO DEL ÁREA DE CONCESIÓN EMPLAZAMIENTO DEL PROYECTO

PARTIDO DE 9 DE JULIO

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3.2. CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS DE LA LÍNEA

El alimentador funciona a una tensión de 13,2 kV. Dicho alimentador corresponde a una línea aérea trifásica con disposición co-planar horizontal, donde se utilizan crucetas tipo MN111 según normas IRAM. Las secciones de conductores utilizadas son mayoritariamente de 25, 35 y 50 y 70 mm2 en aleación de aluminio. En toda su extensión la misma posee derivaciones, monofásicas, bifásicas y trifásicas la mayoría de las cuales son de 25 mm2 en aleación de aluminio. Las derivaciones bifásicas tienen una disposición coplanar horizontal y se utili-zan crucetas tipo MN112 según normas IRAM. En la tabla siguiente se muestran los valores de resistencias, reactancias y las impedancias de línea calculados en el punto 5 (1º parte) “C lculo de Ca da de tensión”.

En el Apéndice IV, “Traza y Planos de Montaje”, se detalla la traza del ali-mentador en estudio, mostrando las secciones de conductores empleados.

Tramo S[ ] Longitud[ ] R[ ⁄ ] X[ ⁄ ] Z[ ⁄ ] Tipo

(0-1) 4817 1,16 0,484 0,3636 0,5733 T

(1-2) 4452 1,77 0,484 0,3636 0,5733 T

(2-3) 4437 2,63 1,31 0,3957 1,3680 T

(3-4) 4369 1,54 0,657 0,3744 0,7382 T

(4-5) 2202 3 0,657 0,3744 0,7382 T

(5-6) 2102 3,6 0,657 0,3744 0,7382 T

(6-7) 1711 2,265 0,657 0,3744 0,7382 T

(7-8) 1422 4,25 0,952 0,3857 1,0248 T

(8-9) 1111 1,7 0,952 0,3857 1,0248 T

(9-10) 10 0,5 20,36 3,6459 20,4800 M

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4. CÁLCULO DE CORTOCIRCUITO Los cortocircuitos constituyen los defectos más comunes a tener en cuenta en los sistemas eléctricos. La detección y eliminación selectiva de estas fallas es uno de los aspectos más importantes del diseño del sistema. El estudio de cortocircuito permite establecer las corrientes que se originan en el lugar de falla, en las líneas y transformadores. De esta manera se obtiene la información requerida para la selección y ajuste de las protecciones.

4.1. METODOLOGÍA DE TRABAJO La metodología de trabajo fue la siguiente:

Conocido el modelo y las condiciones de funcionamiento en régimen es-tacionario, se determinaran los valores de corrientes de cortocircuito en cada uno de los nodos.

Se procede a seleccionar los elementos fusibles que serán adecuados para el sistema.

4.1.1. DATOS REQUERIDOS Se requieren las impedancias correspondientes a los diferentes tramos del sis-tema, como así también la potencia base.

4.1.2. ANÁLISIS DE RESULTADOS

Las potencias de cortocircuito disminuyen considerablemente a medida que aumenta la distancia a la subestación, atenuándose dicha disminución en los tramos más alejados. Las corrientes de cortocircuito son apreciablemente mayores que las corrientes de carga en los lugares considerados. En el Apéndice I “Cálculo de la corriente de cortocircuito” se muestran los datos de para el cálculo como así también los resultados volcados en un es-quema sintético.

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5. ELEMENTOS DE PROTECCIÓN

5.1. DESCRIPCIÓN

FUSIBLES

Se seleccionaron en diferentes puntos de la línea elementos fusibles de la mar-ca LERCATROL. Dichos fusibles son los denominados a expulsión para seccionadores a cuchi-llas de la marca CAVANNA. Son de baja resistencia eléctrica y el elemento activo lo hace inalterable a las variaciones climáticas. Su accionar produce la interrupción de la corriente en forma instantánea. Además, cumple con la función de despejar las fallas de baja magnitud de co-

rriente (aproximadamente ). Estas fallas menores son las más fre-cuentes y por ello adquiere gran relevancia la actuación eficaz del fusible. RECONECTADORES AUTOMÁTICOS

En líneas aéreas, la mayor parte de las fallas que ocurren son de naturaleza transitoria y no producen un daño permanente al ser despejadas. Es por este motivo que se utilizaron reconectadores automáticos. El reconectador es esencialmente un disyuntor con un sistema para detectar sobrecorrientes, medir e interrumpir corrientes de fallas y así seleccionado permite reenganchar automáticamente, restaurando el suministro en la red. Si la falla persiste el reconectador abrirá definitivamente después de cierto núme-ro de operaciones, aislando el circuito en falla del resto del sistema. Se emplearán reconectadores fabricados por Cooper, modelo KFE. Este reconectador detecta tanto la corriente de fase como la corriente homopo-lar de tierra y automáticamente interrumpe las tres fases del circuito de distri-bución en el que está conectado cuando cualquier corriente exceda el nivel mí-nimo de disparo. El reconectador puede ser ajustado para una operación de no reconectar, es decir, impide el cierre después de la primera operación de disparo. Las operaciones de disparo del reconectador pueden ser rápidas, retardadas o una combinación de ambas, hasta un total de cuatro operaciones. Las operaciones rápidas eliminan fallas momentáneas antes que puedan da-ñarse los fusibles. Las operaciones retardadas permiten a los fusibles despejar fallas permanen-tes. SECCIONALIZADORES

Es un instrumento con una apertura para el circuito que abre automáticamente sus contactos cuando el circuito es desenergizado por un reconectador, es por ello que se utiliza conjuntamente con estos. El seccionalizador no interrumpe la corriente de falla, pero abre la sección de la línea dentro de la zona protegida por él. Puede ser utilizado en lugar de los fu-

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sibles o entre el reconectador y un fusible. Solo detecta el valor de corriente sobre el nivel preseleccionado y no tiene característica de tiempo-corriente. El seccionalizador cuenta las interrupciones de la sobrecorriente y se abre des-pués que ocurran 1, 2 ó 3 de estas interrupciones. Esto se hace del siguiente modo: Cuando censa una corriente por sobre el nivel especificado se prepara para el conteo, que ocurre cuando la corriente que pasa a través del seccionalizador se interrumpe. Si el número predeterminado de mediciones se registra dentro de un período definido de tiempo, el seccionalizador se abrirá cuando el reco-nectador haya interrumpido el flujo de corriente del sistema. DESCARGADORES DE SOBRETENSIÓN

Son aparatos cuya función consiste en reducir la magnitud y la duración de una sobretensión en un sistema a valores tales que, el equipo protegido no se en-cuentre sometido a esfuerzos que puedan dañarlo. Los sistemas de media tensión, como el que es objeto de este estudio, plan-tean exigencias basadas fundamentalmente en sobretensiones de tipo externo, que son derivadas de la acción atmosférica (descargas directas o indirectas). . SECCIONADORES

Para la desconexión de circuitos de media tensión durante su reparación o ins-pección se utilizan los seccionadores, que pueden desconectar un circuito bajo tensión, pero no bajo carga. Se utilizaron seccionadores unipolares para uso a la intemperie. Pueden accio-narse por medio de un bastón o pértiga con aislación adecuada. El seccionador provee entre el lugar que está bajo tensión y el lugar de trabajo, de una aislación por separación visible para el operador.

5.2. SELECCIÓN DE PROTECCIONES

Se hizo, a modo de ejemplo, la protección de la red troncal en el Nodo 4 y la derivación desde el nodo 9 a la línea monofilar, como así también la protección del transformador en M.T. y B.T.

5.2.1. Protección de transformadores

La siguiente tabla muestra la recomendación dada por LERCATROL en la elección de los calibres de los elementos fusibles para la protección de trans-formadores del lado de media tensión.

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Donde: A. Sobrecargas continuas Cuantifica la capacidad de un fusible para resistir sobrecargas de larga dura-ción. B. Sobrecargas por recierre Son las que deben soportar un fusible, cuando estando en servicio, aparece un recierre producido por un reconectador que responde a una falla trifásica. C. Sobrecargas por energización Son las que deben soportar el fusible cuando se energiza la línea en la que se encuentra instalado luego de un tiempo de desenergizado de por lo menos 30 minutos. En esta situación, el fusible ya se ha enfriado y tendrá que soportar los efectos de la irrupción de la corriente de magnetización del transformador y la subsiguiente sobrecorriente transitoria asociada con los consumos de la red de baja tensión.

Por cuestiones operativas se ha optado por el fusible de para proteger los transformadores de potencia , y fusibles de para ; ya que el objetivo de estos fusibles es la protección de cor-tocircuitos en el transformador, mientras que la protección de sobrecarga la realiza el fusible de baja tensión. De este modo se puede mantener en funcionamiento la red con una menor cantidad de calibres de fusibles, reduciendo el stock y facilitando su reemplazo.

5.2.2. Coordinación entre elementos fusibles. Para realizar un correcto escalonamiento entre elementos fusibles se debe de-terminar hasta que valor máximo de falla actuarán en forma selectiva. Este valor se obtiene de la intersección de la curva de tiempo mínimo de fusión del fusible del lado de la fuente con la curva de tiempo total del lado de la carga y se denomina “corriente limite de coordinación”. En el Apéndice II, se observa la tabla de coordinación entre fusibles LERCA-TROL y su implementación, indicando las corrientes limites de coordinación.

Potencia del transformador [kVA]

Corriente nomi-nal del trans-

formador de13,2kV

[A]

Resistencia del fusible a picos de corriente en % de la corriente nomi-nal del transfor-

mador

Calibre del fusible

[A]

Monofásico Trifásico A B C

5 16 0,70 180 185 100 1

10 1,31 185 155 100 2

16 2,09 185 175 100 3

25 1,09 222 186 120 2

40 1,75 207 196 112 3

63 2,76 220 190 119 5

80 3,50 197 190 115 7

100 4,38 190 213 112 7

160 7 188 216 99 10

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5.2.3. Selección de reconectadores El objetivo del uso de los reconectadores es de evitar las interrupciones del servicio provocadas por fallas transitorias. Se tratará de proteger la mayor parte del sistema mediante un reconectador ubicado en el punto de referencia 1 del esquema A, Apéndice III, ya que de este modo me cubre toda la demanda. El reconectador se lo denomina R. Especificaciones técnicas del Reconectador seleccionado: ESPECIFICACIONES 15,5 kV

Tensión máxima 15,5 kV

Corriente nominal 630 A

Poder de cierre sobre falla(Vef) 12,5 kA

Poder de cierre sobre falla(Vpico) 32,5 kA

Capacidad de interrupción de falla 12,5 kA

Tiempo de operación(cierre/apertura) 0,1/0,05 s

Operaciones mecánicas 10000

Operaciones a plena carga 10000

Corriente de corta duración 12,5 kA

CAPACIDAD DE INTERRUPCION

Principalmente activa(factor de potencia 0,7) 630 A

Carga en el cable 25 A

Carga en la línea 5 A

Corriente de magnetización del transformador 22 A

NIVEL DE AISLACION AL IMPULSO

Fase a tierra 110 kV

A través del interruptor 110 kV

NIVEL DE AISLACION A FRECUENCIA INDUSTRIAL

Fase a tierra 50 kV

A través del interruptor 50 kV

AMBIENTAL

Temperatura ambiente(1)

-30 a 50 ºC

Radiación(máxima) 1,1 kW/m2

Humedad 0 a 100 %

Altitud(máxima)(2)

3000 m

PESO NETO

Peso 118 kg

Gabinete de control e Ítems complementarios 145 kg

DIMENSIONES DEL CAJÓN

Estándar Ancho=1160 mm

Prof=960 mm

Alto=1020 mm

En el Apéndice IV se muestra el montaje del reconectador.

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5.2.4. Selección de seccionalizadores Estos actúan conjuntamente con los reconectadores y su función es aislar la sección de la línea en falla. Se utilizaron seccionalizadores trifásicos fabricados por Cooper Power Sys-tems tipo GN3. Se ubica el seccionalizador (S) en el punto de referencia 2 (Esquema A del Apéndice III), que actúan con el reconectador R.

Las características de los seccionalizadores son las siguientes: Relaciones de corrientes de corta duración Momentánea máxima 6000[ ]

Durante 1[ ] 1500[ ] Durante 10[ ] 450[ ]

Como el reconectador se utiliza con la secuencia de operación más efectiva -2 rápidas, 2 retardadas- el seccionalizador se selecciona para 3 mediciones, de este modo cuando el fusible funde antes de la primera operación demorada del reconectador, el seccionalizador no se abre permitiendo la continuidad del ser-vicio.

5.2.5. Coordinación de fusibles con reconectadores automáticos Consideramos lo siguiente: El fusible colocado del lado de la carga (aguas abajo) del reconectador está destinado a resistir una o dos operaciones rápidas del reconectador y fundirse antes de la apertura definitiva. Para el máximo valor de intensidad de falla, el tiempo mínimo de fusión del elemento fusible debe exceder el tiempo total de interrupción de la operación rápida del reconectador. Para la intensidad inferior del reconectador, el tiempo total de interrupción del elemento fusible no debe exceder el tiempo total de interrupción correspondien-te a la operación retardada del reconectador. Puede ocurrir que se necesiten realizar ajustes en las curvas del fusible o del reconectador debido al calentamiento y enfriamiento del fusible y al estado de carga preexistente. Cuando el reconectador debe actuar antes que funda el fusible (operaciones rápidas) se usan las curvas de máximo tiempo de interrupción del reconectador y las de tiempo mínimo del fusible. Cuando el fusible debe fundirse antes que el reconectador opere definitivamen-te, se utilizan las curvas de tiempo total de interrupción del fusible y las de ope-ración retardada del reconectador.

Tensión nominal 14,4 kV

Corriente nominal 35 A

Tensión máxima de diseño 15 kV

BIL ( ) cresta 110 kV

Corriente de rotura de carga 440 A

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5.2.6. Selección de seccionadores SECCIONADOR AUTODESCONECTADOR PORTAFUSIBLE

Descripción general: Posee aislador soporte de porcelana vitrificada color gris cielo. El soporte cabezal superior fijo es de planchuela de acero y la lámina de cone-xión es de cobre plateado con resorte de acero inoxidable. El tubo portafusible es de resina epoxi con fibra de vidrio revestido interiormen-te con material gasificable para permitir la extinción del arco. Los cabezales del tubo son de bronce. El tubo portafusible puede ser reemplazado por una cuchilla rígida hasta 300 A. Los conectores de conexión son de bronce estañado, aptos para conexión di-recta de conductores de cobre o aluminio de 10/120 mm2 (7/250 AWG) de sec-ción. El equipo viene provisto con ganchos para accionamiento con herramien-ta loadbuster y montaje a pértiga. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

MODELO Ten-

sión nomi-

nal [ ]

Intensidad nominal [ ]

Capacidad de interrup-

ción [ ]

Nivel de aislación [ ]

Distancia de fuga a

tierra [ ]

Tensión de ensayo a frecuen-cia indus-

trial

BS 15-100-10 15 100 10 95 216 40 BS 15-100-16 15 100 16 95 216 40 BS 15-100-12 27 100 8 125 292 42 BS 27/33-100-

8 27/33 100 8 150 432 65

BS 33-100-8 33 100 5 170 660 75

Dimensiones del seccionador

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5.2.7. Selección de descargadores de sobretensión Consideraciones generales. Actualmente, los descargadores pueden clasificarse por su tipo de resistencia en descargadores de carburo de silicio (SiC) y de oxido de zinc (OZn). Ambos descargadores, tanto de OZn como de SiC, deben satisfacer dos re-querimientos que son conflictivos entre sí.

Con altas corrientes de impulso deben presentar un valor de resistencia rela-tivamente bajo, de tal forma de permitir limitar las sobretensiones a valores debajo del nivel de los aislamientos.

Deben ayudar a limitar la corriente subsiguiente de frecuencia industrial. Esto es posible debido a la linealidad característica de estos resistores y, tanto mejor satisfacen estos requerimientos, cuanto mayor es el grado de dicha ali-nealidad. En los descargadores de OZn la curva característica “tensión-corriente” presen-ta mayor alinealidad que en los de SiC. La característica altamente no lineal del OZn permite la eliminación del conjun-to de explosores, ya que solo conduce magnitudes de microamperes a las ten-siones del sistema. El OZn es básicamente una impedancia capacitiva a tensiones por debajo del cuello de la curva de conducción y una baja resistencia a tensiones por encima de este cuello. Esta característica permite una rápida respuesta a las sobreten-siones. Los descargadores de OZn son hoy en día los elegidos para la protección de equipos y redes debido a las ventajas que ofrecen sobre el carburo de silicio, tales como: -Mayor duración. -Mayor capacidad de disipación de energía. -Tiempo de retardo pequeño para responder a las sobretensiones, esto hace que la tensión residual para las sobretensiones de frente abrupto sea menor que en los de SiC. -Corriente subsiguiente despreciable. -La posibilidad de evitar el uso de explosores, haciendo que la construcción sea más simple. Por lo descripto más arriba se opta por los descargadores de OZn. El descargador elegido es el INAEL con envolvente de silicona. A continuación se dan las especificaciones técnicas del descargador ele-gido: Tipo “INZP”

Ref. INZP 12 10

Tensión asignada (Ur) 12kV

Tensión de servicio continuo (Uc) 10.2kV

Frecuencia asignada 50/60Hz

Corriente de descarga asignada 10kA

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Tensiones soportadas por el aislamiento Envolvente polimérica:

Impulsos tipo rayo 1.2/50μs

Frecuencia industrial bajo lluvia 10s

Frecuencia industrial en seco 1min Soporte aislante

Impulsos tipo rayo 1.2/50μs

Frecuencia industrial en seco 1min

150kV-cresta 54kV 65kV 76kV-cresta 35kV

Tensiones residuales con:

Impulsos de corriente de frente de onda escarpada (1/T, siendo T<20μs, según CEI 99-4)

Impulsos de corriente tipo rayo 8/20μs 5kA-cresta 10kA-cresta 20kA-cresta

Impulsos tipo maniobra (CEI 99-4) 125A-cresta 500A-cresta

42.4kV-cresta 36.8kV-cresta 39.6kV-cresta 44.4kV-cresta 28.5kV-cresta 30.5kV-cresta

Peso 3.2kg

Línea de fuga de la envolvente polimérica 462mm

Línea de fuga protegida de la envolvente polimérica 160mm

Línea de fuga del soporte aislante 218mm

Distancia del aislamiento 190mm

Distancia de arco 172mm

Esfuerzo máximo a flexión 20 daN.m

5.2.8. Selección de aisladores y sus características Se utilizaron aisladores orgánicos de montaje rígido a perno para líneas aéreas de media tensión, marca “ADMO”, AMR555 y AMR561.

DIMENSIONES [mm]

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Cota AMR 554 AMR 555

A 105 123

B 118 136

C 140 145

MODELO PERNO

AMR 561 c MN 411b

AMR 561 MN 414

El modelo AMR 554 corresponde a tensiones nominales de 10kV.

Los modelos AMR 555 y AMR 561 corresponden a tensiones nominales de 15kV y 15kV-Fuertes, respectivamente.

Responden a las normas IRAM, IEC y ANSI.

Son antivandálicos.

Excelente resistencia a la intemperie.

Excelente comportamiento en atmósferas contaminadas.

Muy alta resistencia mecánica y eléctrica.

Excelente nivel de extinción de las descargas parciales.

Material: P.E.A.D. Normas: IRAM 2408-95, 2405-90 y 2236-98. Atadura elastomérica MP para aisladores de líneas eléctricas aéreas so-bre perno fijo Es empleada para el amarre del conductor al tope del aislador. Aumenta el BIL (Nivel básico de aislación) de la instalación en más de 50% en el punto del sis-tema donde se concentran más del 90% de las fallas eléctricas. Características

Material elastómero de 75º dureza SHORE A.

Resistencia al ozono según ASTM-D-1149.

Envejecimiento acelerado según ASTM-G-154.

Higroscopicidad menor al 0,5%. Cualidades

Reutilizable indefinidamente.

Aumenta el BIL de toda la instalación.

Tiempo de instalación: inferior al minuto.

Deslizamiento regulado y controlable.

Un mismo dispositivo amarra a la cabeza del aislador desde tendidos de alambre con ARMOR-ROD a cables desnudos de 150mm2.

Operable bajo tensión.

Alto comportamiento al arrancamiento (desniveles hasta 5% para cables hasta 35mm2).

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APE NDICE I

CÁLCULO DE CORTOCIRCUITO MÉTODO DE CÁLCULO La potencia de cortocircuito base que fue adoptada para el cálculo del Nodo 0 es la siguiente:

Consideramos la impedancia de la red de alimentación como puramente induc-tiva, despreciamos su parte resistiva. Por tanto tenemos lo siguiente:

Donde:

Si tenemos como datos

Resulta que

Por lo tanto Para los nodos restantes TRIFÁSICA

MONOFÁSICA

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A continuación se realizó una tabla con los valores de las corrientes de corto-circuito para los distintos nodos:

Nodo R[] X[] [] [] [] [A]

0 ------------- 1,894 ------------- 1,894 1,894 4023,96

1 0,561 0,422 0,561 2,316 2,383 3198,08

2 0,856 0,643 1,417 2,959 3,28 2323,48

3 3,445 1,040 4,858 3,999 6,292 1211,22

4 1,007 0,576 5,865 4,575 7,438 1024,6

5 1,962 1,123 7,827 5,698 9,681 787,214

6 2,354 1,348 10,181 7,046 12,381 615,542

7 1,481 0,848 11,663 7,894 14,083 541,15

8 4,046 1,639 15,709 9,533 18,375 414,749

9 1,618 0,656 17,327 10,189 20,100 379,155

10 10,18 1,823 25,507 12,012 28,194 270,27

ELEMENTOS FUSIBLES Fueron seleccionados fusibles para los Nodos 10, 9 y 4. NODO 10

Tenemos un transformador monofásico de con una potencia aparente nominal .

Corriente de cortocircuito Corriente nominal en el lado de media tensión Corriente nominal en el lado de baja tensión

En media tensión fue seleccionado un fusible rápido (velocidad K) de . En baja tensión fue seleccionado un fusible NH de alta capacidad de ruptura

de , tamaño 00, clase gTr (propósito general-protección de transforma-dores) de la marca SEMIKRON (Norma VDE 0636-Parte 22).

NODO 9

Derivación de línea troncal a línea monofilar. Corriente de cortocircuito

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Corriente nominal en media tensión

Fue seleccionado un fusible rápido (velocidad K) de NODO 4

Línea troncal Corriente de cortocircuito

Corriente máxima teniendo la potencia total instalada

Corriente nominal teniendo en cuenta el factor de utilización Resultando que:

Fue seleccionado un fusible rápido (velocidad K) de .

El mismo fue seleccionado teniendo en cuenta la y la coordina-ción con los elementos de los nodos 9 y 10.

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CURVAS DE FUSIÓN DE FUSIBLES LERCATROL A EXPULSIÓN

Fue seleccionado un fusible rápido (velocidad K) de

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APE NDICE II.

COORDINACIÓN DE ELEMENTOS FUSIBLES Las curvas de tiempo mínimo y máximo para las distintas velocidades y el ma-nual de coordinación permitirán un ordenamiento adecuado de fusibles tenien-do en cuenta los distintos componentes de la red. A continuación se observa la tabla de coordinación de fusibles LERCATROL indicando las corrientes limites de coordinación.

Corriente límite de coordinación( ) [ ] B A

5 7 10 15 20 25 30 40 50 65 80 100

1 110 220 350 560 720 870 1080 1480 1850 2250 2900 3800

2 87 210 350 560 720 870 1080 1480 1850 2250 2900 3800

3 52 190 340 560 720 870 1080 1480 1850 2250 2900 3800

5 95 320 560 720 870 1080 1480 1850 2250 2900 3800

7 180 490 680 830 1050 1480 1850 2250 2900 3800

10 330 570 760 1000 1400 1800 2200 2900 3800

15 490 820 1300 1750 2150 2850 3800

20 570 1200 1650 2050 2700 3650

25 1000 1500 1950 2650 3600

30 1250 1800 2500 3500

40 1250 2250 3300

50 1650 3000

65 2450

Donde:

Corriente límite de coordinación [ ]. Calibre del fusible del lado de la carga [ ]. Calibre del fusible del lado de la fuente [ ]. Para la aplicación de esta tabla deberá operarse del siguiente modo: Una vez determinados los fusibles de protección de los transformadores, el fu-sible de la red troncal o derivación donde se hallen los transformadores deberá ser de un calibre tal que:

Soporte la corriente total de las cargas alimentadas (afectadas por el factor de simultaneidad).

Ante cualquier falla en uno de los transformadores debe actuar primero el fusible del seccionador fusible troncal de manera que coordine con el mayor de los fusibles de los transformadores y para un valor de corriente límite de coordinación mayor que el nivel de cortocircuito en el lugar de la instalación del fusible protegido.

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Es necesario que para todo el rango de coordinación, el tiempo total de extin-ción del fusible mayor del transformador sea menor que el tiempo mínimo de fusión del fusible de la red troncal. Si esto no se cumple, la falla en uno de los transformadores haría actuar al fusible troncal sacando de servicio innecesa-riamente al resto de los transformadores sin falla. La tabla de coordinación asegura el cumplimiento de esta condición, siempre que el nivel de cortocircuito en el lugar sea menor al valor de la corriente límite de coordinación en ella especificado. SELECCIÓN DE ELEMENTOS FUSIBLES En base a las consideraciones de la coordinación de elementos fusibles y las corrientes de cortocircuito se procede a la selección de los elementos fusibles y su escalonamiento. Se emplearon fusibles rápidos LERCATROL, velocidad K. Este tipo de fusible es apto para todos los seccionadores y esta fabricado de acuerdo a Normas y curvas ANSI C37.43. Están diseñados para conducir hasta el 150% de su corriente nominal indefini-damente sin accionar ni generar daño alguno en el porta fusible donde se halla instalado.

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APE NDICE III.

EJEMPLO DE COORDINACIÓN DE “RECONECTADOR, SECCIONALIZA-DOR, FUSIBLE”. En esta sección se ejemplifica como actúa selectivamente el conjunto reconec-tador R, seccionalizador S y un fusible de alguna parte del ramal. En este caso tomamos el Reconectador R, el seccionador S y el fusible F1. Derivación Derivación P2

T F1

Fusible P1 Derivación

Esquema A Donde: S= seccionalizador. Si ocurre una falla en el punto P1, la corriente de falla es captada por el fusible, el seccionalizador y el reconectador. El seccionalizador se arma para medir la sobrecorriente. El reconectador dispara desenergizando la línea. La corriente que pasa a través del fusible y seccionalizador, se interrumpe y este último cuenta. Si la falla fuera de naturaleza temporaria ella podría ser despejada an-

1

2

3

4

5

10

9

8

7

6

14

0A

S

1

R

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tes de la segunda operación rápida del reconectador (~350ms). Puesto que el fusible no ha actuado y tanto el reconectador como el seccionalizador no com-pletaron la secuencia total de operaciones, se rearman (resetean) a su estado original para otra secuencia completa. En la Figura III.1 se muestra la secuencia de operación del reconectador para este caso:

Figura III.1-Secuencia de operación del reconectador.

Donde: L= corriente de carga. F1= tiempo del primer disparo (1º operación) R1= primer tiempo muerto (~500ms) En caso de que la falla sea permanente, el fusible actuará mientras el reconec-tador este cumplimiento con su segunda operación rápida y el seccionalizador registrará su segunda medición. Se extrae la falla y como el seccionalizador y el reconectador no completaron la secuencia total de operaciones se rearman (resetean) para otra secuencia completa, quedando desenergizado el punto P1, y no el resto de la línea. En la Figura III.2 se muestra la secuencia de operación del reconectador para este caso:

Figura III.2-Secuencia de operación del reconectador. Donde: L= corriente de carga. F1= tiempo del primer disparo (1º operación). R1= primer tiempo muerto (~500 ms). F2= tiempo del segundo disparo (2º operación). R2= segundo tiempo muerto (~500 ms). Si la falla ocurriera antes del fusible y después del seccionalizador, punto P2, la corriente de falla es captada por el seccionalizador S y el reconectador R. El seccionalizador se arma para medir la sobrecorriente. El reconectador dispara y desenergiza la línea. La corriente que pasa a través del seccionalizador se interrumpe y este cuenta. Si la falla es temporaria, ella podría ser despejada antes de la primera opera-ción demorada del reconectador. Como el seccionalizador y el reconectador no

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completaron la secuencia total de operaciones se rearman (resetean) para otra secuencia completa. En la Figura III.3 se muestra la secuencia de operación del reconectador para este caso

Figura III.3-Secuencia de operación del reconectador. Donde: L= corriente de carga. F1= tiempo del primer disparo (1º operación). R1= primer tiempo muerto (~500 ms). F2= tiempo del segundo disparo (2º operación). R2= segundo tiempo muerto (~500 ms). Si la falla es permanente, después de que el reconectador haya sido disparado por tercera vez, el seccionalizador completa su secuencia de mediciones, abre y aísla la falla. El reconectador restituye el servicio al resto del sistema cerrándose y puesto que este no ha alcanzado el número programado de operaciones para blo-quearse, se rearma (resetea) para otra secuencia completa. En la Figura III.4 se muestra la secuencia de operación del reconectador para este caso.

Figura III.4-Secuencia de operación del reconectador.

Donde: L= corriente de carga. F1= tiempo del primer disparo (1º operación rápida). R1= primer tiempo muerto (~500 ms). F2= tiempo del segundo disparo (2º operación rápida). R2= segundo tiempo muerto (~500 ms). F3= tiempo del tercer disparo (1º operación retardada) R3= tercer tiempo muerto (~500 ms).

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APE NDICE IV.

ESQUEMA UNIFILAR DE LA SUBESTACIÓN TRANSFORMADORA, TRAZA Y PLANOS DE MONTAJE En las siguientes páginas se muestran los montajes de los elementos de pro-tección seleccionados en el presente trabajo, así como también sus dimensio-nes más importantes.