Calculo Mecanico Distriucion de Energia electrica

7/26/2019 Calculo Mecanico Distriucion de Energia electrica

1/178

NORMAS DE DISEO DE REDES DEDISTRIBUCIN DE ENERGA

ELCTRICA

VERSIN: 03

VIGENCIA: Enero de 2014.GERENCIA DE DISTRIBUCIN

PGINA: 1 de 178

TABLA DE CONTENIDO

TABLA DE CONTENIDO ........................................................................................ 1LISTA DE TABLAS ................................................................................................. 9LISTA DE FIGURAS ............................................................................................. 121 GENERALIDADES ........................................................................................... 13

1.1 ANTECEDENTES .......................................................................................... 131.2 ALCANCE ...................................................................................................... 131.3 SIGLAS .......................................................................................................... 141.4 DOCUMENTOSDEREFERENCIA ................................................................ 141.5 RESPONSABILIDADTCNICA .................................................................... 16

2 DISEO ELCTRICOS .................................................................................... 17

2.1 INTERVENCIONDELASPERSONASCONLASCOMPETENCIASPROFESIONALES ................................................................................................ 172.2 DISEODELASINSTALACIONESELECTRICAS ...................................... 182.2.1 DISEO DETALLADO ........................................................................................ 182.2.2 DISEO SIMPLIFICADO. ................................................................................... 202.2.3 CASOS DE REEMPLAZO DEL DISEO.................................................................. 212.3 NIVELESDETENSIN .................................................................................. 21

2.4 TIPODESERVICIO ....................................................................................... 222.5 DISPONIBILIDADDESERVICIOENMEDIATENSIN ................................ 222.6 CONDUCTORESELCTRICOSREDMEDIATENSION .............................. 222.6.1 CRITERIOS DE SELECCIN DE CONDUCTORES................................................... 242.6.1.1 Por capacidad amperimtrica .................................................................... 242.6.1.2 Por regulacin de tensin .......................................................................... 272.6.1.3 Por prdidas de potencia ........................................................................... 282.6.1.4 Condensadores por Baja y Media Tensin ................................................ 302.7 PROTECCIONESELCTRICAS ................................................................... 312.7.1 ELEMENTOS DE PROTECCIN CONTRA SOBRECORRIENTE.................................. 312.7.1.1 Criterios de seleccin ................................................................................ 32

2.7.1.2 Coordinacin de protecciones ................................................................... 332.7.2 ELEMENTOS DE PROTECCIN CONTRA SOBRETENSIONES TRANSITORIAS (DPS) .. 342.7.2.1 Para redes en media tensin ..................................................................... 352.7.2.2 Anlisis de riesgo elctrico. ....................................................................... 372.7.2.3 Terminales de captacin o pararrayos. . ................................................... 412.7.2.4 Conductores bajantes. ............................................................................... 412.7.2.5 Instalacin de DPS y cables de guarda ..................................................... 43


2/178


ELCTRICA

VERSIN: 03


PGINA: 2 de 178

2.8 COORDINACINDEAISLAMIENTO ............................................................ 432.8.1 AISLADORES. ................................................................................................ 44

2.8.1.1 Caractersticas constructivas. .................................................................... 442.8.1.2 Seleccin de aisladores. ............................................................................ 452.8.1.3 Distancias mnimas de fuga....................................................................... 452.8.2 DISTANCIAS MNIMAS Y DE SEGURIDAD. ............................................................ 462.9 SISTEMADEPUESTAATIERRA ................................................................. 512.9.1 FUNCIONES DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA. ................................................. 512.9.2 CLCULO DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA. .................................................... 522.9.2.1 Determinar las caractersticas del suelo (resistividad) .............................. 522.9.2.2 Determinar la corriente mxima de falla a tierra ........................................ 532.9.2.3 Determinar el tiempo mximo de despeje de la falla. ................................ 532.9.2.4 Determinar el tipo de carga. ...................................................................... 53

2.9.2.5 Calculo preliminar de la resistencia de puesta a tierra .............................. 532.9.2.6 Clculo de las tensiones de paso y de contacto. ....................................... 542.9.2.7 Investigar las posibles tensiones transferidas. .......................................... 542.9.3 MATERIALES PARA LOS SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA...................................... 542.9.3.1 Electrodos.................................................................................................. 542.9.3.2 Conductor de puesta a tierra ..................................................................... 552.9.3.3 Mejoramiento de tierras ............................................................................. 55

3 DISEO MECNICO. ....................................................................................... 56

3.1 HIPTESISDEDISEO. ............................................................................... 56

3.1.1 HIPTESIS DE VELOCIDAD DE VIENTO MXIMA................................................... 563.1.2 HIPTESIS DE TEMPERATURA MNIMA............................................................... 563.1.3 HIPTESIS DE CONDICIN DIARIA..................................................................... 563.1.4 HIPTESIS DE TEMPERATURA MXIMA AMBIENTE. .............................................. 573.2 CLCULODEVANOS ................................................................................... 573.2.1 VANO REGULADOR.......................................................................................... 573.2.2 VANO MXIMO ................................................................................................ 583.2.2.1 Vano mximo por penduleo ....................................................................... 583.2.2.2 Vano mximo permitido por la altura de la estructura ............................... 593.2.3 VANO CRTICO ................................................................................................ 593.2.4 VANO PESO .................................................................................................... 59

3.2.5 VANO VIENTO ................................................................................................. 593.3 PLANTILLADO .............................................................................................. 603.3.1 SELECCIN DE LA RUTA ................................................................................... 603.3.2 PROCESO DE PLANTILLADO.............................................................................. 613.3.3 CLCULO DE FLECHAS. ................................................................................... 613.3.4 CURVAS DE TENDIDO...................................................................................... 62


3/178


ELCTRICA

VERSIN: 03


PGINA: 3 de 178

3.3.5 CONSIDERACIONES ENTRE EL VANO REGULADOR SUPUESTO Y EL VANO REGULADORREAL 62

3.4 ESFUERZOS ................................................................................................. 623.4.1 GENERALIDADES ............................................................................................ 623.4.2 ESFUERZOS DEBIDOS AL VIENTO ...................................................................... 623.4.2.1 Sobre las estructuras. ................................................................................ 643.4.2.2 Sobre los conductores ............................................................................... 653.4.2.3 Sobre los aisladores, herrajes y accesorios .............................................. 663.4.3 ESFUERZOS LONGITUDINALES .......................................................................... 663.4.4 ESFUERZOS POR CAMBIO DE DIRECCIN DE LA LNEA......................................... 683.4.5 ESFUERZOS POR LEVANTAMIENTO................................................................... 693.4.6 ESFUERZOS VERTICALES ................................................................................. 693.5 CONDICIONESDECARGAPARALASESTRUCTURAS ............................ 69

3.5.1 CONDICIN NORMAL ....................................................................................... 693.5.2 CONDICIN ANORMAL..................................................................................... 693.5.2.1 Estructura de suspensin .......................................................................... 693.5.2.2 Estructura de retencin ............................................................................. 703.5.2.3 Estructura terminal .................................................................................... 703.5.3 CONDICIN DE MONTAJE ................................................................................. 70_Toc4114300063.6 MOMENTOSENLASESTRUCTURASYCURVASDEUTILIZACIN ......... 703.6.1 FACTORES DE SEGURIDAD. .............................................................................. 703.6.2 MOMENTO RESISTENTE DE LA ESTRUCTURA...................................................... 713.6.3 LONGITUD DE EMPOTRAMIENTO....................................................................... 713.6.4 MOMENTO POR PRESIN DEL VIENTO SOBRE LA ESTRUCTURA. ........................... 713.6.5 MOMENTO POR ESFUERZOS DE CAMBIO DE DIRECCIN DE LA LNEA..................... 723.6.6 CURVAS DE UTILIZACIN................................................................................. 723.7 TEMPLETESORETENIDAS ......................................................................... 723.7.1 TIPOS DE TEMPLETES ...................................................................................... 723.7.2 CARACTERSTICAS TCNICAS........................................................................... 733.7.3 CLCULO DEL TEMPLETE O RETENIDA............................................................... 743.8 CONSIDERACIONESSSMICAS .................................................................. 743.8.1 CIMENTACIONES ............................................................................................. 753.8.1.1 Aporte de hormign (cilndrico). ................................................................. 763.8.1.2 Monobloque o bloque nico (prismtico) ................................................... 76

4 CONSTRUCCIN DE REDES EN MEDIA TENSIN. ..................................... 78

4.1 REDESAREAS ........................................................................................... 784.1.1 GENERALIDADES ............................................................................................ 784.1.2 CODIFICACIN DE ESTRUCTURAS ..................................................................... 794.1.3 DETALLES CONSTRUCTIVOS ............................................................................. 81


4/178


ELCTRICA

VERSIN: 03


PGINA: 4 de 178

4.1.3.1 Apoyos ...................................................................................................... 814.1.3.2 Crucetas .................................................................................................... 83

4.1.3.3 Herrajes. .................................................................................................... 844.1.3.4 Templetes o retenidas ............................................................................... 844.1.3.5 Aisladores. ................................................................................................. 864.1.3.6 Conductores .............................................................................................. 874.1.4 SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA PARA MEDIA TENSIN. ...................................... 884.1.5 SERVIDUMBRES .............................................................................................. 884.2 REDESSUBTERRNEAS ............................................................................ 884.2.1 GENERALIDADES ............................................................................................ 884.2.2 ZANJAS. ......................................................................................................... 894.2.3 DUCTOS ........................................................................................................ 904.2.4 CAJAS DE INSPECCIN .................................................................................... 91

4.2.5 CONDUCTORES. ............................................................................................. 914.2.6 TERMINALES PREMOLDEADOS .......................................................................... 924.2.7 PUESTA A TIERRA DE CONDUCTORES ................................................................ 934.2.8 IDENTIFICACIN Y ROTULADO ........................................................................... 93

5 DISEO Y CONSTRUCCIN DE SUBESTACIONES. .................................... 94

5.1 NIVELESDETENSINNORMALIZADOS .................................................... 945.2 SUBESTACIONESAREAS ......................................................................... 945.2.1 GENERALIDADES ............................................................................................ 945.2.2 EQUIPO DE PROTECCIN Y MANIOBRA.............................................................. 96

5.2.3 SISTEMA DE PUESTA A TIERRA......................................................................... 965.2.4 FORMAS CONSTRUCTIVAS............................................................................... 975.3 SUBESTACIONESDEPATIO ....................................................................... 975.3.1 GENERALIDADES. ........................................................................................... 975.3.2 EQUIPO DE PROTECCIN Y MANIOBRA.............................................................. 985.3.3 SISTEMA DE PUESTA A TIERRA......................................................................... 985.3.4 FORMAS CONSTRUCTIVAS............................................................................... 985.4 SUBESTACIONESDEPEDESTALOPAD-MOUNTED ................................ 985.4.1 GENERALIDADES ............................................................................................ 995.4.2 EQUIPO DE PROTECCIN Y MANIOBRA.............................................................. 995.4.3 SISTEMA DE PUESTA A TIERRA......................................................................... 99

5.4.4 FORMAS CONSTRUCTIVAS............................................................................. 1005.5 SUBESTACIONESDETIPOINTERIOROENEDIFICACIONES ................ 1005.5.1 GENERALIDADES .......................................................................................... 1005.5.2 EQUIPO DE PROTECCIN Y MANIOBRA............................................................ 1005.5.3 BOVEDAS,PUERTAS CORTAFUEGO,COMPUERTAS DE VENTILACION Y SELLOSCORTAFUEGO. ....................................................................................................... 1025.5.3.1 Bovedas ................................................................................................... 102


5/178


ELCTRICA

VERSIN: 03


PGINA: 5 de 178

5.5.3.3 COMPUERTA DE VENTILACIN.................................................................... 1025.5.3.4 SELLOS CORTAFUEGO.............................................................................. 102

5.5.4 SISTEMA DE PUESTA A TIERRA....................................................................... 1025.5.5 FORMAS CONSTRUCTIVAS............................................................................. 1025.6 SUBESTACIONESSUBTERRNEAS ........................................................ 1035.7 SELECCINYCOORDINACINDEPROTECCIONES ............................. 1045.7.1 PROTECCIN DE TRANSFORMADORES. ........................................................... 1045.7.1.1 Proteccin contra sobrecorrientes ........................................................... 1045.7.1.2 Proteccin contra sobretensiones ........................................................... 1055.7.1.3 Protecciones adicionales para transformadores ...................................... 1055.7.2 PROTECCIN DE CIRCUITOS.......................................................................... 1055.8 CONSTRUCCINDELAMALLADEPUESTAATIERRA ......................... 1055.8.1 GENERALIDADES.. ........................................................................................ 105

5.8.2 PARMETROS DE DISEO. ............................................................................. 1065.8.3 METODOLOGA DE DISEO ............................................................................. 1065.9 PROTECCINCONTRADESCARGASATMOSFRICAS. ....................... 1075.9.1 PROTECCIN CON CABLES DE GUARDA ........................................................... 1075.9.2 PROTECCIN CON MSTILES Y PUNTAS . ......................................................... 1085.9.3 DISEO DEL SISTEMA DE APANTALLAMIENTO................................................... 1085.10 NIVELESDEAISLAMIENTO ..................................................................... 1085.11 REQUISITOSPARA INSTALACINYCONEXINDETRANSFORMADORES ....................................................................................... 1095.12 PLANTASDEEMERGENCIA .................................................................... 110

6 DISEO DE REDES DE BAJA TENSIN. .................................................... 112

6.1 NIVELESDETENSIN ................................................................................ 1126.2 DISPONIBILIDADDESERVICIOENBAJATENSION ................................ 1126.3 FACTORDEPOTENCIADEDISEO ......................................................... 1136.4 DEMANDAMXIMADIVERSIFICADA ....................................................... 1136.5 CONDUCTORESELCTRICOS.................................................................. 1156.5.1 CARACTERSTICAS TCNICAS. ........................................................................ 1156.5.2 CRITERIOS DE SELECCIN DE CONDUCTORES................................................. 1166.5.2.1 Por capacidad amperimtrica .................................................................. 1166.5.2.2 Por regulacin de tensin ........................................................................ 117

6.5.2.3 Por prdidas de potencia y energa ......................................................... 1176.6 PROTECCIONESELCTRICAS ................................................................. 1186.6.1 ELEMENTOS DE PROTECCIN CONTRA SOBRECORRIENTE................................ 1186.6.2 ELEMENTOS DE PROTECCIN CONTRA SOBRETENSIONES. ................................ 1186.7 AISLAMIENTO ............................................................................................. 1186.7.1 AISLADORES ................................................................................................ 1186.7.2 DISTANCIAS DE SEGURIDAD ........................................................................... 118


6/178


ELCTRICA

VERSIN: 03


PGINA: 6 de 178

6.8 SISTEMASDEPUESTAATIERRA ............................................................. 1196.9 DISEOMECNICO ................................................................................... 119

6.10 CAJASPARADERIVACINYACOMETIDAS ......................................... 1196.10.1 CAJAS PARA DERIVACIN. ............................................................................ 1206.10.2 CONDUCTORES........................................................................................... 1206.10.3 SELECCIN DE DUCTOS ............................................................................... 1206.10.4 INTENSIDAD MXIMA PERMISIBLE. ................................................................. 1216.10.5 REGULACIN DE TENSIN. ........................................................................... 1216.10.6 PROTECCIN DE ACOMETIDAS. ..................................................................... 121

7 CONSTRUCCIN DE REDES DE BAJA TENSIN. ..................................... 122

7.1 REDESAREAS ......................................................................................... 122

7.1.1 GENERALIDADES .......................................................................................... 1227.1.2 CODIFICACIN DE ESTRUCTURAS ................................................................... 1227.1.3 DETALLES CONSTRUCTIVOS. .......................................................................... 1237.1.3.1 Apoyos .................................................................................................... 1237.1.3.2 Herrajes. .................................................................................................. 1247.1.3.3 Templetes o retenidas ............................................................................. 1247.1.3.4 Aisladores. ............................................................................................... 1257.1.3.5 Conductores. ........................................................................................... 1257.1.4 CONEXIN DE FASES. ................................................................................... 1257.1.4.1 Redes trenzadas ..................................................................................... 1257.1.4.2 Redes abiertas. ....................................................................................... 126

7.2 REDESSUBTERRNEAS .......................................................................... 1267.2.1 GENERALIDADES. ......................................................................................... 1267.2.2 CANALIZACIONES .......................................................................................... 1267.2.3 DUCTOS. ..................................................................................................... 1267.2.4 CAJAS DE INSPECCIN. ................................................................................. 1277.2.5 INSTALACIN DE CONDUCTORES. ................................................................... 1277.3 SISTEMADEPUESTAATIERRA ............................................................... 1277.4 ACOMETIDAS ............................................................................................. 128

8 MEDICIN DE ENERGA. .............................................................................. 130

8.1 GENERALIDADES ...................................................................................... 1308.2 NORMATIVIDAD.......................................................................................... 1308.3 ELEMENTOSPARAELPROCESODEMEDIDA ........................................ 1308.4 CLASEDEPRECISINDEEQUIPOS ........................................................ 1318.5 MEDIDORESDEENERGA ......................................................................... 1318.6 TRANSFORMADORESDECORRIENTEYPOTENCIAL ........................... 132


7/178


ELCTRICA

VERSIN: 03


PGINA: 7 de 178

8.6.1 TENSIONES Y CORRIENTES NORMALIZADAS..................................................... 1338.6.2 BURDEN. ..................................................................................................... 134

8.6.3 CLASE DE PRECISIN. ................................................................................... 1358.6.4 NIVEL DE AISLAMIENTO. ................................................................................. 1358.6.5 DETALLES DE CONEXIN. .............................................................................. 1358.7 CAJASYARMARIOSPARAMEDIDORES ................................................ 1358.7.1 CAJAS PARA UNO A TRES MEDIDORES ............................................................. 1358.7.2 ARMARIOS PARA MS DE TRES MEDIDORES ..................................................... 1368.7.3 DETALLES CONSTRUCTIVOS ........................................................................... 1368.8 ACCESIBILIDADAEQUIPOSDEMEDIDA ................................................ 1378.9 PRUEBASAEQUIPOSDEMEDIDA ........................................................... 1378.10 SELLOSENEQUIPOSDEMEDIDA. ......................................................... 137

9 PRESENTACIN DE PROYECTOS. ............................................................. 139

9.1 DOCUMENTOPARAPRESENTACINDELPROYECTO ......................... 1399.1.1 PASTA ......................................................................................................... 1399.1.2 CARTULA ................................................................................................... 1399.1.3 PORTADA ..................................................................................................... 1399.1.4 TABLA DE CONTENIDO ................................................................................... 1399.1.5 SNTESIS DEL PROYECTO............................................................................... 1409.1.6 CUERPO DEL TRABAJO .................................................................................. 1409.1.7 DESCRIPCIN DEL PROYECTO ........................................................................ 1419.1.7.1 Instalaciones Elctricas ........................................................................... 141

9.1.7.2 Contenido del Diseo Elctrico. ............................................................... 1429.1.8 MEMORIAS DE CLCULO ................................................................................ 1439.2 PRESENTACINDEPLANOS ................................................................... 1439.2.1 RTULO,CONVENCIONES Y ESCALAS............................................................. 1439.3 RADICACINDELPROYECTOPARA APROBACIN ............................. 1449.4 DECLARACINESDISEADORYFORMATOS ........................................ 144

ANEXO I .............................................................................................................. 151

CONSTANTESDEREGULACINPARAMEDIATENSIN .............................. 151

ANEXO II ............................................................................................................. 155

CONSTANTESDEREGULACINPARABAJATENSIN ................................ 155

ANEXO III ............................................................................................................ 157


8/178


ELCTRICA

VERSIN: 03


PGINA: 8 de 178

PRESENTACINDEPLANOS ........................................................................... 157III.1ROTULODEUSOOBLIGATORIOYEXCLUSIVOPARAPROYECTOS

ELCTRICOSPARTICULARESQUESEPRESENTENALAEBSAE.S.P. ...... 157

GLOSARIO .......................................................................................................... 167


9/178


ELCTRICA

VERSIN: 03


PGINA: 9 de 178

LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Tensin de servicio en media tensin segn el nivel de demanda ............ 22Tabla 2. Conductores en aluminio desnudo. ........................................................... 23Tabla 3. Cables para media tensin........................................................................ 23Tabla 4. Porcentaje de aislamiento para cables. ..................................................... 23Tabla 5. Calibres mnimos en media tensin. ......................................................... 24Tabla 6. Capacidades de corriente para conductores desnudos en cobre. ............. 25Tabla 7. Capacidades de corriente para conductores desnudos en aluminio. ......... 25Tabla 8. Capacidades de corriente para conductores aislados en cobre MV90(2).... 26Tabla 9. Factores de correccin por temperatura para conductores aislados. ........ 26Tabla 10. Lmites de regulacin de tensin en media tensin. ................................ 28Tabla 11. Prdidas mximas de potencia y energa en media tensin. ................... 28

Tabla 12. Tipos de fusibles. .................................................................................... 31

Tabla 13. Tipos de reconectadores. ........................................................................ 32Tabla 14. Coordinacin reconectador-fusible. ......................................................... 33Tabla 15. Tensiones nom. y MCOV para descargadores de xido metlico. .......... 35Tabla 16. Indicador de parmetros del rayo y nivel de riesgo (NR) segn laNorma NTC 4552. ................................................................................................... 38

Tabla 17. Subindicador relacionado con el uso de la estructura (USO

I ). ................. 39

Tabla 18. Subindicador relacionado con el tipo de estructura (T

I ). ....................... 39

Tabla 19. Subindicador relacionado con rea y altura de la estructura (AA

I ). ........ 39

Tabla 20. Determinacin del indicador de gravedad. ............................................. 40Tabla 21. Matriz de anlisis de riesgo. ................................................................... 40

Tabla 22. Valores tpicos de riesgo tolerable. ........................................................ 41Tabla 23. Niveles de aislamiento normalizados. ..................................................... 44Tabla 24. Tipos de aisladores. ................................................................................ 44Tabla 25. Distancias mnimas de fuga. ................................................................... 45Tabla 26. Distancias mnimas de seguridad en zonas con construcciones. ............ 46Tabla 27. Distancias mnimas de seguridad en cruces con carreteras,ferrocarriles, reas cultivadas, ros. .................................................................... 47Tabla 28. Distancias mnimas de seguridad en cruce de lneas con diferentestensiones. ............................................................................................................... 50Tabla 29. Distancias mnimas de seguridad entre conductores en la mismaestructura pertenecientes al mismo circuito o a circuitos diferentes. ....................... 51Tabla 30. Parmetros para la hiptesis de velocidad de viento mxima. ................ 56Tabla 31. Parmetros para la hiptesis de temperatura mnima. ............................ 56Tabla 32. Parmetros para la hiptesis de condicin diaria. ................................... 57Tabla 33. Parmetros para la hiptesis de temperatura mxima ambiente. ............ 57Tabla 34. Coeficiente de oscilacin de los conductores. ......................................... 58Tabla 35. Coeficiente de topografa S1.................................................................... 63Tabla 36. Clasificacin del terreno. ......................................................................... 63Tabla 37. Coeficiente de rugosidad del terreno, del tamao de la estructura y dealtura sobre el terreno S2........................................................................................ 63


10/178


ELCTRICA

VERSIN: 03


PGINA: 10 de 178

Tabla 38. Coeficiente de variacin de la densidad del aire S4................................. 64Tabla 39. Coeficiente de fuerza Cfpara estructuras de seccin circular. ................ 64Tabla 40. Coeficiente de fuerza Cfpara estructuras en celosa............................... 64Tabla 41. Coeficientes de fuerza Cfpara alambres y cables. .................................. 65Tabla 42. Valores del coeficiente de reduccin K para miembros de longitud yesbeltez finitas. ....................................................................................................... 65Tabla 43. Coeficiente de fuerza Cfpara miembros estructurales de seccincircular. ................................................................................................................... 66Tabla 44. Factores de seguridad. ........................................................................... 70Tabla 45. Cables utilizados en el levantamiento de retenidas. ................................ 73Tabla 46. Estructura del cdigo en media tensin. .................................................. 79Tabla 47. Codificacin para el tipo de apoyo. ......................................................... 80Tabla 48. Especificaciones tcnicas de postes en ferroconcreto vibrados ycentrifugados. ......................................................................................................... 81Tabla 49. Especificaciones tcnicas de postes en polister reforzado con fibrade vidrio. ................................................................................................................. 82Tabla 50. Especificaciones tcnicas de postes de madera de eucalipto. ............... 82Tabla 51. Detalle de enterramiento y cimentacin de postes. ................................. 83Tabla 52. Especificaciones crucetas en polister reforzado con fibra de vidrio. ...... 84Tabla 53. Seleccin del dimetro de ductos. ........................................................... 90Tabla 54. Porcentaje de seccin transversal en tubos conduit, para el llenado deconductores. ........................................................................................................... 90Tabla 55. Niveles de tensin normalizados para transformadores de distribucin. . 94 Tabla 56. Calibres mnimos para conductor de puesta a tierra bajante delneutro y carcasa del transformador......................................................................... 97Tabla 57. Planos de detalles constructivos de subestaciones areas. .................... 97Tabla 58. Planos de detalles constructivos de subestaciones de pedestal............ 100

Tabla 59. Planos de detalles constructivos de las subestaciones capsuladas. ..... 102Tabla 60. Elementos de proteccin lado de alta del transformador. ...................... 104Tabla 61. Elementos de proteccin lado de baja del transformador. ..................... 104Tabla 62. Distancias dielctricas mnimas fase-tierra y fase-fase ......................... 108Tabla 63. Tensin de servicio de la red segn tipo de usuario. ............................. 112Tabla 64. Demanda mxima diversificada ............................................................ 113Tabla 65. Conductores en aluminio desnudo. ....................................................... 115Tabla 66. Cables mltiplex con neutro como mensajero con aislamiento en

polietileno reticulado para 90 C de temperatura. ................................................. 115Tabla 67. Conductores en cobre o aluminio aislado. ............................................. 115Tabla 68. Calibres mnimos en baja tensin. ........................................................ 116Tabla 69. Capacidades de corriente para cables de aluminio aislado mltiplex

en polietileno reticulado, redes areas. ................................................................. 116Tabla 70. Lmites de regulacin de tensin (desde bornera de baja tensin deltransformador hasta caja de derivacin). .............................................................. 117Tabla 71. Prdidas mximas de potencia y energa en baja tensin. .................... 117Tabla 72. Calibre de acometidas areas concntricas e interruptor mximo de

proteccin. ............................................................................................................ 120Tabla 73. Codificacin de estructuras en baja tensin. ........................................ 123


11/178


ELCTRICA

VERSIN: 03


PGINA: 11 de 178

Tabla 74. Lmites permitidos de valores de resistencia de puestas a tierra ........... 128Tabla 75. Tipo de medicin y equipos segn la capacidad instalada .................... 130Tabla 76. Clases de precisin mnimas para equipos. .......................................... 131Tabla 77. Relacin de transformacin de transformadores de corriente paramedicin semidirecta. ........................................................................................... 133Tabla 78. Relacin de transformacin de transformadores de corriente paramedicin indirecta. ................................................................................................ 134Tabla 79. Distancias mnimas entre barrajes ........................................................ 137Tabla 80. Mrgenes .............................................................................................. 141Tabla 81. Escalas. ................................................................................................ 143Tabla 82. Escala para planos de subestaciones. .................................................. 143


12/178


ELCTRICA

VERSIN: 03


PGINA: 12 de 178

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Curva de carga diaria, estratos 1 y 2. ...................................................... 29Figura 2. Curva de carga diaria, estratos 3 y 4. ...................................................... 29Figura 3. Curva de carga diaria, estrato 5. .............................................................. 30Figura 4. Montaje de los DPS ................................................................................. 43Figura 5. Distancias mnimas de seguridad en zonas con construcciones. ............. 47Figura 6. Distancias mnimas de seguridad en cruces con carreteras. .................... 49Figura 7. Distancias mnimas de seguridad en cruces con ferrocarriles noelectrificados. .......................................................................................................... 49Figura 8. Distancias mnimas de seguridad en cruces con ferrocarrileselectrificados. .......................................................................................................... 49Figura 9. Distancias mnimas de seguridad en cruces con ros. .............................. 50

Figura 10. Medicin de la resistividad aparente. ..................................................... 52

Figura 11. Gravivano y eolovano ............................................................................ 60Figura 12. Cimentacin cilndrica y prismtica. ....................................................... 75Figura 13. Estructura de media tensin, cdigo RH-2231. ...................................... 80Figura 14. Estructura de baja tensin, cdigo RT-1005. ....................................... 124


13/178


ELCTRICA

VERSIN: 03


PGINA: 13 de 178

1 GENERALIDADES

1.1 ANTECEDENTES

En el ao 1970, el Instituto Colombiano de Energa Elctrica ICEL (hoy IPSE), pionero enla elaboracin de las normas de construccin de redes elctricas contrat una firma deingeniera de consulta para la elaboracin de normas para sistemas de subtransmisin yDistribucin. Seguidamente un grupo de ingenieros adscrito a la unidad ejecutora delplan de subtransmisin y distribucin ICEL-BID, asumi el reto de continuar con eldesarrollo del proyecto apoyados en las normativas y reglamentos tcnicos de lasdiferentes empresas del sector a nivel nacional, de las normas elctricas internacionalesy de las experiencias de numerosos profesionales de la ingeniera elctrica deconsultora, interventora y construccin. Las normas se terminaron y publicaron a finalesde 1971 y comprenden cuatro volmenes; Manual de procedimientos para lasinvestigaciones, Diseo Elctrico, Diseo Mecnico y construccini. En dichas normas,se establecieron los lineamientos que sirvieron durante muchos aos y an en laactualidad, como referentes para la construccin de redes elctricas en el sector rural enColombia.

Luego en el ao 1982, la antigua Empresa de Energa de Bogot (hoy CODENSA)estableci tambin su propia normatividad, orientada particularmente hacia laconstruccin de redes areas y subterrneas en el sector urbano, las cuales constituyenan un referente importante para la construccin de este tipo de obras. En aosposteriores, empresas como ENERTOLIMA (Empresa de Energa del Tolima), EEPPM(Empresas Pblicas de Medelln), ESSA (Electrificadora de Santander S.A. E.S.P.) y elInstituto de Planificacin y promocin de soluciones energticas (IPSE), entre otros, han

implementado sus propias normas de construccin de redes elctricas.

La Empresa de energa de Boyac S.A. E.S.P. no ajena a esta situacin, en aosanteriores, en un trabajo conjunto con la Escuela de Ingeniera Elctrica de la UniversidadIndustrial de Santander, estableci sus propias normas de diseo y construccin de redese instalaciones elctricas, dando como resultado un documento que contiene los planosconstructivos y la normatividad tcnica adaptada a las necesidades de la Empresa y delos usuarios del servicio elctrico, para su regin de operacin.

Sin embargo, ante la demanda del servicio y el crecimiento poblacional e industrial y lanecesidad de mejorar y desarrollar nuevos elementos y herramientas tcnicas quepropendan por la seguridad y calidad en el suministro de energa elctrica, tal como lo

establece el Gobierno Nacional en la ltima edicin del Reglamento Tcnico deInstalaciones Elctricas del 30 de agosto de 2013, es necesaria la revisin y actualizacinconstante del paquete de normas.

1.2 ALCANCE

A partir de la entrada en vigencia de esta norma, todos los diseos, construccin yremodelacin de redes de uso general de energa elctrica, en la zona de influencia de la


14/178


ELCTRICA

VERSIN: 03


PGINA: 14 de 178

Empresa de Energa de Boyac S.A. E.S.P., deben cumplir con lo establecido en estedocumento.

Para el diseo y construccin de redes de energa elctrica en la zona de influencia de laEmpresa de Energa de Boyac S.A. E.S.P. se tendr en cuenta el desarrollo tecnolgico,lo cual pretende la adopcin de nuevas tecnologas y metodologas de clculos siempre ycuando no contravengan lo establecido en la normatividad dictada o adoptadas por elMinisterio de Minas y Energa.

Esta normatividad est definida para su aplicacin en instalaciones hasta 13,2 kV, sinembargo puede tomarse como referencia para trabajo en 34,5 kV, teniendo en cuenta lasdistancias de seguridad consignadas en el artculo 13 del Reglamento Tcnico deInstalaciones Elctricas.

El presente documento modifica las normas de diseo y construccin para la EBSA E.S.P,publicadas en abril de 2007. As mismo, los aspectos no tratados en las presentesnormas, se regirn por lo especificado en las Normas Nacionales o Internacionales, ascomo en las resoluciones emitidas por la Comisin de regulacin de Energa y Gas(CREG) y por el Reglamento Tcnico de Instalaciones Elctricas, RETIE.

1.3 SIGLAS

Las siguientes son las siglas ms usadas a lo largo del presente documento:

ANSI: American National Standards Institute.CREG: Comisin de Regulacin de Energa y Gas.

DIN: Deutchtland International NormenEBSA: Empresa de Energa de Boyac S.A. E.S.P.ICONTEC: Instituto Colombiano de Normas Tcnicas.IDEAM: Instituto de Hidrologa, Meteorologa y Estudios Ambientales.IEC: International Electrotechnical Commission.IEEE: Institute of Electrical and Electronic Engineers.MME: Ministerio de minas y energa.NEMA: National Electric Manufacturers Association.NSR: Normas Colombianas de Diseo y Construccin Sismo Resistente.NTC: Norma Tcnica Colombiana.RETIE: Reglamento Tcnico de Instalaciones Elctricas.SIC: Superintendencia de Industria y Comercio.

1.4 DOCUMENTOS DE REFERENCIA

La siguiente es la lista de las normas, reglamentos, resoluciones y estndares que sirvencomo soporte tcnico al presente documento:

Resolucin CREG 070/1998. Reglamento de Distribucin de Energa Elctrica.


15/178


ELCTRICA

VERSIN: 03


PGINA: 15 de 178

Reglamento Tcnico de Instalaciones Elctricas (RETIE). Resolucin 90708 del 30 deagosto de 2013 MME

Reglamento Tcnico de Instalaciones Elctricas (RETIE). Resolucin 181294 del 6 deagosto de 2008 MME. NTC 1329. Prefabricados en concreto. Postes de concreto armado para lneas areas

de energa y telecomunicaciones.

NTC 2050. Cdigo Elctrico Nacional. NTC 2145. Especificaciones para torones de acero recubiertos de cinc. NTC 2958. Mtodos de ensayo para cajas para instalacin de medidores y cajas de

derivacin.

NTC 3444. Electrotecnia. Armarios para instalacin de medidores de energa elctrica. NTC 4541. Medidores de electricidad. Rotulado de terminales auxiliares para

dispositivos de tarifa.

NTC 4552-1. Proteccin contra descargas elctricas atmosfricas (Rayos). Principios

generales. NTC 4552-2. Proteccin contra descargas elctricas atmosfricas (Rayos). Manejo del

riesgo.

NTC 4552-3. Proteccin contra descargas elctricas atmosfricas (Rayos). Daosfsicos a estructuras y amenazas a la vida.

NTC 5019. Seleccin de equipos para medicin de energa elctrica NTC 5226. Equipos de medicin de energa elctrica, C.A. Requisitos generales,

ensayos y condiciones de ensayo.

NSR-98. Normas Colombianas de Diseo y Construccin Sismo Resistente. IEC 600711.Insulation CoordinationPart1: Definitions, Principles and Rules. IEC 600712. Insulation CoordinationPart2: Application Guide. IEC 600994. Metal-oxide surge arresters without gaps for A.C. Systems. IEC 60255 6. Electrical Relays Part 6: Measuring Relays and Protection

Equipment.

IEC 60909. Short-circuit currents in three-phase A.C. Systems. IEC 60949. Calculation of thermally permissible short circuit currents, taking into

account non-adiabatic heating effects.

IEC 62052-11. Electricity metering equipment (AC) General requirements, tests andtest conditionsPart 11: Metering equipment.

IEEE Std. 81-1983. IEEE Guide for Measuring Earth Resistivity, Ground Impedance,and Earth Surface Potentials of a Ground System.

IEEE Std. C57.109-1993. IEEE Guide for Liquid Immersed Transformer Through-Fault-Current Duration.

IEEE Std. 738-1993. IEEE Standard for Calculating the Current-TemperatureRelationship of Bare Overhead Conductors. IEEE Std. 1313-1993. IEEE Standard for Power SystemsInsulation Coordination. IEEE Std. 835-1994. IEEE Standard Power Cable Ampacity Tables. IEEE Std. C37.112-1996. IEEE Standard Inverse-Time Characteristic Equations for

Overcurrent Relays.

IEEE Std. 998-1996.IEEE Guide for Direct Lightning Stroke Shielding of Substations.


16/178


ELCTRICA

VERSIN: 03


PGINA: 16 de 178

IEEE Std. C62.22-1997. IEEE Guide for the Application of Metal Oxide SurgeArresters for Alternating Current Systems.

IEEE Std. 1313.2-1999. IEEE Guide for the Application of Insulation Coordination. IEEE Std. C37.91-2000. IEEE Guide for Protective Relay Applications to PowerTransformers.

IEEE Std. 80-2000. IEEE Guide for Safety in AC Substation Grounding. IEEE Std. 242-2001. IEEE Recommended Practice for Protection and Coordination of

Industrial and Commercial Power Systems.

IEEE Std. 1410-2004.IEEE Guide for Improving the Lightning Performance of ElectricPower Overhead Distribution Lines.

De igual forma se tomaron como base documental, los trabajos realizados conanterioridad por algunas Empresas del sector elctrico Colombiano como:

CHEC. Central Hidroelctrica de Caldas. Normas diseo y construccin de redeselctricas. Octubre de 2004. CODENSA. Normas de construccin de redes elctricas. Octubre de 1998. EMPRESA DE ENERGA DE BOGOT. Normas de diseo y construccin de redes.

1982.

EEPPM. Empresas Pblicas de Medelln. Normas de construccin de redes elctricas.Julio de 2000.

ENERTOLIMA. Empresa de Energa del Tolima. Normas de diseo y construccin deredes. 2005.

ESSA.Electrificadora de Santander S.A. Normas de diseo y construccin de redeselctricas. 2005.

ICEL. Instituto Colombiano de energa elctrica. Normas de construccin de redes

elctricas. 1971. IPSE. Instituto de Planificacin y Promocin de Soluciones Energticas. Normas de

construccin. Febrero de 2002.

IPSE. Instituto de Planificacin y Promocin de Soluciones Energticas. Normas demateriales. Febrero de 2002.

1.5 RESPONSABILIDAD TCNICA

La informacin consignada en el presente documento de normas de diseo y construccinde redes elctricas de distribucin para la EBSA E.S.P., constituye solo una gua dereferencia para diseadores, constructores e interventores, y en ningn caso sustituye los

clculos especficos requeridos para cada proyecto.

Por lo tanto, la aplicacin del mismo, no exime de manera alguna al diseador,constructor o interventor, de las responsabilidades propias del desarrollo particular de susactividades, y la Empresa de Energa de Boyac S.A. E.S.P. ni los autores de estedocumento, asumen responsabilidad alguna por eventuales fallas derivadas de lainobservancia de los reglamentos tcnicos aplicables para el diseo y construccin deredes e instalaciones elctricas.


17/178


ELCTRICA

VERSIN: 03


PGINA: 17 de 178

2 DISEO ELCTRICOS

Este captulo comprende el diseo elctrico de las Instalaciones elctricas operadas por laEBSA E.S.P, con base en los aspectos contemplados en el Reglamento Tcnico deInstalaciones Elctricas (RETIE). Los diseos de las instalaciones elctricas debenpropiciar que en la construccin de la instalacin se cumplan todos los requerimientos delRETIE que le apliquen. Tanto las memorias de clculo como los planos o diagramasdeben contemplar en forma legible el nombre, apellidos y nmero de matrcula profesionalde la persona o personas que actuaron en el diseo, quienes firmarn tales documentos ycon la firma aceptan dar cumplimiento a los requerimientos del RETIE, en consecuenciasern responsables de los efectos derivados de la aplicacin del diseo.

El diseador debe atender las inquietudes del constructor e interventor y si se requierencambios hacer los ajustes pertinentes.

El diseador, previamente a la elaboracin del diseo, debe cerciorarse en el terreno quelas distancias mnimas de seguridad y franjas de servidumbre, se pueden cumplir y debedejar las evidencia de esta condicin en la memorias de clculo, planos de construccin yfotografas.1

2.1 INTERVENCION DE LAS PERSONAS CON LAS COMPETENCIASPROFESIONALES

La construccin, ampliacin o remodelacin de toda instalacin elctrica objeto delRETIE, debe ser dirigida, supervisada y ejecutada directamente por profesionales

competentes, que segn la ley les faculte para ejecutar esa actividad y deben cumplir contodos los requisitos del presente reglamento que le apliquen.

Conforme a la legislacin vigente, la competencia para realizar bajo su responsabilidaddirecta actividades de construccin, modificacin, reparacin, operacin y mantenimientode las instalaciones elctricas, corresponder a los siguientes profesionales, quienesrespondern por los efectos resultantes de su participacin en la instalacin:

a. Ingenieros electricistas, electromecnicos, de distribucin y redes elctricas, deconformidad con las Leyes 51 de 1986, 842 de 2003, las dems que la adicionen,modifiquen o sustituyan. Ingenieros electrnicos, Ingenieros de Control y de otrasingenieras especializadas en actividades relacionadas con las instalaciones elctricas,

solo podrn ejecutar la parte o componente de la instalacin elctrica que le correspondaa su especializacin y competencia tcnica y legal. 2

1MME, Reglamento Tcnico de instalaciones Elctricas, Resolucin 90708 Art 10.2.1, Bogot, agosto 30 de 2013, p. 50

2MME, Reglamento Tcnico de instalaciones Elctricas, Resolucin 90708 Art 10.2, Bogot, agosto 30 de 2013, p. 49


18/178


ELCTRICA

VERSIN: 03


PGINA: 18 de 178

b. Tecnlogos en electricidad o en electromecnica, de acuerdo con la Ley 842 de 2003 yen lo relacionado con su Consejo Profesional se regir por la Ley 392 de 1997 deconformidad con lo establecido en la Sentencia C - 570 de 2004.

c. Tcnicos electricistas conforme a las Leyes 19 de 1990 y 1264 de 2008, en el alcanceque establezca su matrcula profesional para el ejercicio de la profesin a nivel medio.

Pargrafo 1. En las actividades donde se acte bajo la supervisin del ingeniero, esteser quien debe suscribir la declaracin de cumplimiento de la instalacin.

Pargrafo 2. Si la persona que dirige y/o ejecuta directamente la instalacin no poseematricula profesional, se deber dar aviso a la autoridad competente, por ejercicio ilegalde la profesin. Del hecho se le informar a la Superintendencia de Industria y Comercio

por el incumplimiento de reglamentos tcnicos.

Cuando el responsable de la construccin, teniendo matrcula profesional no tiene lacompetencia conforme a las leyes que regulan el ejercicio de su profesin, se debe daraviso al consejo profesional respectivo.

Pargrafo 3. Actividades relacionadas con la instalacin pero que no estn directamenteasociadas con riesgos de origen elctrico, tales como, apertura de regatas oexcavaciones, obras civiles, tendido de conductores, roceras y podas de servidumbres,hincada de postes, operaciones de gra y en general las actividades desarrolladas por losayudantes de electricidad, podrn ser ejecutadas por Personas Advertidas, conforme a ladefinicin del presente reglamento.3

2.2 DISEO DE LAS INSTALACIONES ELECTRICAS

Toda instalacin elctrica a la que le aplique el RETIE, debe contar con un diseorealizado por un profesional o profesionales legalmente competentes para desarrollar esaactividad. El diseo podr ser detallado o simplificado segn el tipo de instalacin:

2.2.1 Diseo detallado: El Diseo detallado debe ser ejecutado por profesionales de laingeniera cuya especialidad est relacionada con el tipo de obra a desarrollar y lacompetencia otorgada por su matrcula profesional, conforme a las Leyes 51 de 1986 y842 de 2003. Las partes involucradas con el diseo deben atender y respetar losderechos de autor y propiedad intelectual de los diseos. La profundidad con que se

traten los temas depender de la complejidad y el nivel de riesgo asociado al tipo deinstalacin y debe contemplar los tems que le apliquen de la siguiente lista: 4


4MME, Reglamento Tcnico de instalaciones Elctricas, Resolucin 90708 Art 10.1, Bogot, agosto 30 de 2013, p. 47-48


19/178


ELCTRICA

VERSIN: 03


PGINA: 19 de 178

a. Anlisis y cuadros de cargas iniciales y futuras, incluyendo anlisis de factor depotencia y armnicos.b. Anlisis de coordinacin de aislamiento elctrico.c. Anlisis de cortocircuito y falla a tierra.d. Anlisis de nivel de riesgo por rayos y medidas de proteccin contra rayos.e. Anlisis de riesgos de origen elctrico y medidas para mitigarlos.f. Anlisis del nivel tensin requerido.g. Clculo de campos electromagnticos para asegurar que en espacios destinados aactividades rutinarias de las personas, no se superen los lmites de exposicin definidosen la Tabla 14.1h. Clculo de transformadores incluyendo los efectos de los armnicos y factor depotencia en la carga.i. Clculo del sistema de puesta a tierra.

j. Clculo econmico de conductores, teniendo en cuenta todos los factores de prdidas,

las cargas resultantes y los costos de la energa.k. Verificacin de los conductores, teniendo en cuenta el tiempo de disparo de losinterruptores, la corriente de cortocircuito de la red y la capacidad de corriente delconductor de acuerdo con la norma IEC 60909, IEEE 242, captulo 9 o equivalente.l. Clculo mecnico de estructuras y de elementos de sujecin de equipos.m. Clculo y coordinacin de protecciones contra sobrecorrientes. En baja tensin sepermite la coordinacin con las caractersticas de limitacin de corriente de losdispositivos segn IEC 60947-2 Anexo A.n. Clculos de canalizaciones (tubo, ductos, canaletas y electroductos) y volumen deencerramientos (cajas, tableros, conduletas, etc.).o. Clculos de prdidas de energa, teniendo en cuenta los efectos de armnicos y factorde potencia.

p. Clculos de regulacin.q. Clasificacin de reas.r. Elaboracin de diagramas unifilares.s. Elaboracin de planos y esquemas elctricos para construccin.t. Especificaciones de construccin complementarias a los planos, incluyendo las de tipotcnico de equipos y materiales y sus condiciones particulares.u. Establecer las distancias de seguridad requeridas.v. Justificacin tcnica de desviacin de la NTC 2050 cuando sea permitido, siempre ycuando no comprometa la seguridad de las personas o de la instalacin.w. Los dems estudios que el tipo de instalacin requiera para su correcta y seguraoperacin, tales como condiciones ssmicas, acsticas, mecnicas o trmicas.

Nota 1. La profundidad con que se traten los tems depender del tipo de instalacin, para lo cualdebe aplicarse el juicio profesional del responsable del diseo.Nota 2. El diseador deber hacer mencin expresa de aquellos tems que a su juicio no apliquen.Nota 3.Para un anlisis de riesgos de origen elctrico, el diseador debe hacer una descripcin delos factores de riesgos potenciales o presentes en la instalacin y las recomendaciones para

minimizarlos.5



20/178


ELCTRICA

VERSIN: 03


PGINA: 20 de 178

2.2.2 Diseo Simplificado: El diseo simplificado podr ser realizado por ingeniero otecnlogo de la especialidad profesional acorde con el tipo de instalacin y que estrelacionada con el alcance de la matrcula profesional. Igualmente, el tcnico electricistaque tenga su certificacin de competencia en diseo elctrico otorgada en los trminos dela Ley 1264 de 2008, podr realizar este tipo de diseo.

El diseo simplificado se aplica para los siguientes casos:

a) Instalaciones elctricas de vivienda unifamiliar o bifamiliares y pequeos comercios opequeas industrias de capacidad instalable mayor de 7 kVA y menor o igual de 15 kVA,tensin no mayor a 240 V, no tengan ambientes o equipos especiales y no hagan parte deedificaciones multifamiliares o construcciones consecutivas objeto de una misma licenciao permiso de construccin que tengan ms de cuatro cuentas del servicio de energa y seespecifique lo siguiente:

Anlisis de riesgos de origen elctrico y medidas para mitigarlos. Diseo del sistema de puesta a tierra. Clculo y coordinacin de protecciones contra sobrecorrientes. Clculos de canalizaciones y volumen de encerramientos (tubos, ductos,

canaletas, electroductos). Clculos de regulacin. Elaboracin de diagramas unifilares. Elaboracin de planos y esquemas elctricos para construccin. Establecer las distancias de seguridad requeridas.

b) Ramales de redes areas rurales de hasta 50 kVA y 13,2 kV, por ser de menorcomplejidad. El diseo simplificado debe basarse en especificaciones predefinidas por eloperador de red y cumplir lo siguiente:

Anlisis de riesgos de origen elctrico y medidas para mitigarlos. Diseo de puesta a tierra. Protecciones contra sobrecorriente y sobretensin. Elaboracin de planos y esquemas elctricos para construccin. Especificar las distancias mnimas de seguridad requeridas. Definir tensin mecnica mxima de conductores y templetes.

El diseo simplificado debe ser suscrito por el profesional competente responsable de la

construccin de la instalacin elctrica o quien la supervise, con su nombre, apellidos,nmero de cdula de ciudadana y nmero de la matrcula profesional de conformidad conla ley que regula el ejercicio de la profesin. Dicho diseo debe ser entregado alpropietario de la instalacin. 6

6MME, Reglamento Tcnico de instalaciones Elctricas, Resolucin 90708 Art 10.1, Bogot, agosto 30 de 2013, p. 48-49


21/178


ELCTRICA

VERSIN: 03


PGINA: 21 de 178

2.2.3 Casos de reemplazo del diseo: Para las instalaciones de edificaciones para usodomiciliario o similar, clasificadas como instalaciones bsicas cuya capacidad instalablesea menor o igual a 7 KVA, que no hagan parte de edificaciones con ms de cuatrocuentas, ni contemplen instalaciones especiales, el diseo se podr reemplazar por unesquema o plano de construccin, basado en especificaciones predefinidas, que debesuscribir con su nombre, cdula de ciudadana, nmero de matrcula profesional y firma eltcnico, tecnlogo o ingeniero responsable de la construccin de la instalacin yentregarlo al propietario de la instalacin, el cual deber conservarlo para elmantenimiento y posteriores reparaciones de la instalacin y se anexar copia con ladeclaracin de cumplimiento para efectos de legalizacin de la instalacin con el operadorde la red.

En el esquema o plano de construccin que sustituye el diseo deber evidenciarse yprecisarse los siguientes aspectos:

a. Que se cumplen las distancias mnimas de seguridad a partes expuestas de redeselctricas y no se invaden servidumbres de lneas de transmisin.

b. El tipo y ubicacin del sistema de puesta a tierra, especificando el tipo de electrodo, susdimensiones as como el calibre y tipo del conductor de puesta a tierra.

c. Identificacin de la capacidad y tipo de las protecciones de sobrecorriente, acorde conla carga y calibre del conductor de cada circuito.

d. Un diagrama unifilar de la instalacin y el cuadro de carga de los circuitos.

e. La localizacin de tablero de medicin, tablero de distribucin, tipo y dimetro detubera, nmero y calibres de conductores, interruptores y tomacorrientes y demsaparatos involucrados en la instalacin elctrica.7

2.3 NIVELES DE TENSIN

Para efectos del presente reglamento, se estandarizan los siguientes niveles de tensinpara sistemas de corriente alterna, los cuales se adoptan de la NTC 1340:

a. Extra alta tensin (EAT): Corresponde a tensiones superiores a 230 kV.b. Alta tensin (AT): Tensiones mayores o iguales a 57,5 kV y menores o iguales a 230kV.c. Media tensin (MT): Los de tensin nominal superior a 1000 V e inferior a 57,5 kV.

d. Baja tensin (BT): Los de tensin nominal mayor o igual a 25 V y menor o igual a1000 V.e. Muy baja tensin (MBT): Tensiones menores de 25 V. 8


8MME, Reglamento Tcnico de instalaciones Elctricas, Resolucin 90708 Art 12, Bogot, agosto 30 de 2013, p. 54


22/178


ELCTRICA

VERSIN: 03


PGINA: 22 de 178

Toda instalacin elctrica objeto del RETIE, debe asociarse a uno de los anterioresniveles. Si en la instalacin existen circuitos en los que se utilicen distintas tensiones, elconjunto del sistema se clasificar, en el grupo correspondiente al valor de la tensinnominal ms elevada. 9En el caso puntual que trata el presente documento, se considerade manera preferencial, el diseo y construccin de redes en 13,2 kV.

2.4 TIPO DE SERVICIO

Sin excepcin alguna, el alimentador primario y ramales en redes urbanas y rurales debenser trifsicos trifilares. En el rea rural, solo se permite la construccin de redes bifilares a13,2 kV, cuando no se alimente ms de un transformador y la demanda mximadiversificada suplida a travs de dicha red no supere los 37,5 kVA.

El sistema de distribucin monofsico debe ser obtenido a partir de la conexin a lasfases especificadas por EBSA E.S.P. Se prohben los sistemas de un solo conductor ounifilares, que utilicen el terreno como trayectoria de retorno de la corriente de carga.

2.5 DISPONIBILIDAD DE SERVICIO EN MEDIA TENSIN

La tensin de servicio para un cliente o grupo de clientes est sujeta a la disponibilidaddeclarada por la Empresa y a las consideraciones de la tabla 1.

Tabla 1. Tensin de servicio en media tensin segn el nivel de demanda

NIVEL DE TENSIN (KV) DEMANDA MXIMA DIVERSIFICADA (KVA)

13,2 5

34,5 800

La conexin de cargas industriales est sujeta a las consideraciones tcnicas por parte dela EBSA E.S.P., en lo referente a su impacto sobre la calidad de energa y la confiabilidaddel sistema de distribucin, teniendo en cuenta la reglamentacin vigente.

2.6 CONDUCTORES ELCTRICOS RED MEDIA TENSION

Caractersticas tcnicas. El conductor seleccionado para la construccin de redes enmedia tensin debe corresponder a alguna de las tecnologas y aplicaciones citadas enlas tablas 2 y 3.Los cables de aluminio con refuerzo de acero (ACSR) y de aleaciones

9MME, Reglamento Tcnico de instalaciones Elctricas, Resolucin 90708 Art 12, Bogot, agosto 30 de 2013, p. 54


23/178


ELCTRICA

VERSIN: 03


PGINA: 23 de 178

de aluminio (AAAC) deben tener el nmero de hilos definidos en las Tablas 20.4 y 20.5

del RETIE. 10

Tabla 2. Conductores en aluminio desnudo.

DESIGNACIN DESCRIPCIN APLICACIN

AAAC Conductor de aleacin de aluminio.Transmisin y distribucin area,urbana y rural, zonas de altacontaminacin.

ACSRConductor de aluminio reforzado enacero recubierto con zinc.

Transmisin y distribucin areaurbana y rural.

Tabla 3. Cables para media tensin.

DESIGNACIN DESCRIPCIN APLICACIN

Cable monopolarMV

Cable de cobre o aluminio, aislado con materialtermoestable.

Distribucin area ysubterrnea urbana rural.

Cable tripolar MVTres fases de cobre o aluminio, aisladas conmaterial termoestable, cableadas y con chaquetacomn de PVC.

Distribucin area ysubterrnea, urbana y rural.

Cable triplex MVTres fases de cobre o aluminio, aisladas conmaterial termoestable, cableadas y con chaquetaindividual de PVC, cableadas entre si.

Distribucin area ysubterrnea, urbana y rural.

ACSR forradoConductor de aluminio con ncleo de acero

recubierto con una capa de polietileno reticulado.

Distribucin area en zonasarborizadas en las cuales no

se realiza mantenimiento deservidumbres.

La tensin de operacin especificada para cables aislados no debe ser inferior a latensin de operacin nominal del sistema. El porcentaje de aislamiento a utilizar, segnlas condiciones, se especifica en la Tabla 4.

Tabla 4. Porcentaje de aislamiento para cables.

AISLAMIENTOPARA CABLES

CONDICIONES DE APLICACINPUESTA A TIERRA Y PROTECCIN DEL

SISTEMA

100 % Despeje de fallas a tierra en menos deun (1) minuto.

Sistema slidamente puesto a tierra yprotegido por rels.

133 % Despeje de fallas a tierra en menos deuna (1) hora.

Sistema puesto a tierra a travs deimpedancia o sin proteccin por rels.



24/178


ELCTRICA

VERSIN: 03


PGINA: 24 de 178

173 % Despeje de fallas a tierra en ms deuna (1) hora.

Sistema aislado.

Los conductores utilizados deben cumplir con los requisitos establecidos en el Art. 20 delRETIE y poseer certificado de conformidad expedido por un ente acreditado por la SIC.

2.6.1 Criterios de seleccin de conductores. El calibre del conductor debeseleccionarse con base en los siguientes criterios:

Capacidad de corriente. Regulacin de tensin. Prdidas de potencia y energa.

Tabla 5. Calibres mnimos en media tensin.

NIVEL DE TENSIN Y TIPO DE RED TIPO DE CONDUCTOR CALIBRE MNIMO [AWG]34,5 kV Area ACSR 2/0

34,5 kV Subterrnea Cobre 1/0

13,2 kV Area ACSR 2

13,2 kV Subterrnea Cobre o Aluminio 2

La seccin mnima de los conductores a utilizar en alimentadores primarios es 2/0 AWGen Aluminio y 1/0 AWG en Cobre.

El calibre seleccionado para un proyecto especfico est sujeto a modificacin por parte

de EBSA E.S.P. de acuerdo con los lineamientos establecidos para la expansin yoperacin del sistema ante contingencias. En particular, el conductor en alimentadoresprimarios a 34,5 kV y 13,2 kV se seleccionar de tal forma que tenga una capacidad decorriente igual o superior al 200% y 150% de la corriente correspondiente a la demandamxima diversificada, respectivamente.

2.6.1.1 Por capacidad amperimtrica. La capacidad de corriente del conductorseleccionado para circuitos en media tensin, no debe ser inferior a la corrientecorrespondiente a la demanda mxima diversificada y puede ser calculada a partir de lassiguientes ecuaciones:

Sistemas trifsicos:

V

S

nomI

3

3

(Ec. 1)

Sistemas bifsicos:

V

S

nomI

2

(Ec. 2)


25/178


ELCTRICA

VERSIN: 03


PGINA: 25 de 178

Luego la corriente del conductor con un margen de sobrecarga del 15% ser:

nomcond II 15,1 (Ec.3)

Para conductores desnudos se deben tomar como referencia las tablas 6 y 7 para cobre yaluminio, respectivamente.

Tabla 6. Capacidades de corriente para conductores desnudos en cobre.

CONDUCTOR DE COBRE DURO CAPACIDAD DE CORRIENTE (A)(1)

4 AWG 154

2 AWG 206

1 AWG 239

1/0 AWG 2762/0 AWG 319

3/0 AWG 369

4/0 AWG 427

300 kcmil 531

350 kcmil 584

Nota:1. Capacidad de corriente a temperatura ambiente 40C, temperatura del conductor

80C, velocidad del viento 2 ft/s, a nivel del mar y a 60Hz.

Tabla 7. Capacidades de corriente para conductores desnudos en aluminio.

CALIBRE

DELCONDUCTOR

CAPACIDAD DE CORRIENTE2

ACSR (A)(1)

CAPACIDAD DE CORRIENTE2

AAAC (A)(1)

2 AWG 162 153

1 AWG 186 177

1/0 AWG 213 205

2/0 AWG 243 236

3/0 AWG 277 273

4/0 AWG 316 316

266,8 kcmil 393 365

336,4 kcmil 469 422

477 kcmil 584 525


80C, velocidad del viento 2 ft/s, a nivel del mar y a 60Hz.


26/178


ELCTRICA

VERSIN: 03


PGINA: 26 de 178

Para conductores aislados, se deben tomar como referencia las capacidades de corrienteincluidas en la tabla 8.

Tabla 8. Capacidades de corriente para conductores aislados en cobre MV90(2)

CALIBRE AWG CAPACIDAD DE CORRIENTE SEGN NMERO DE CONDUCTORES PORDUCTO (A)(1)

3 6 9

2 AWG 155 135 126

1 AWG 175 152 141

1/0 AWG 200 173 162

2/0 AWG 230 198 184

3/0 AWG 260 223 207

4/0 AWG 295 252 234

250 kcmil 325 277 256350 kcmil 390 330 305

500 kcmil 465 391 360

750 kcmil 565 471 432

1000 kcmil 640 530 485


90C. Cables monopolares en ducto subterrneo.

2. La designacin MV hace referencia a cable aislado para media tensin. Un tipo de

aislamiento para cables MV es el polietileno reticulado XLPE.

Para condiciones de trabajo diferentes a las indicadas en la tabla 8, se deben aplicar lossiguientes factores de correccin:

Por temperatura Por efecto piel Por cableado.

Tabla 9. Factores de correccin por temperatura para conductores aislados.

TEMPERATURA AMBIENTE (C) FACTOR DE CORRECCIN

21 - 25 1,00

26 - 30 0,96

31 - 35 0,92

36 - 40 0,87

41 - 45 0,84

46 - 50 0,79


27/178


ELCTRICA

VERSIN: 03


PGINA: 27 de 178

51 - 55 0,73

56 - 60 0,68

61 - 70 0,5671 - 80 0,39

En cables aislados, el conductor y la pantalla deben soportar las corrientes decortocircuito durante el tiempo estimado de operacin de las protecciones sin deterioro delaislamiento. De acuerdo con la norma IEC 60949, la corriente mxima admisible debe sercalculada de acuerdo con la ecuacin 4.

t

T

T

AkISC

1

2log

(Ec. 4)

Donde: SCI es la mxima corriente de cortocircuito, en Amperios.A es el rea, en mm2.k constante del material (341 para cobre y 224 para aluminio).

1T es la mxima temperatura de operacin, en grados Celsius.

2T es la mxima temperatura admisible durante el cortocircuito, en grados Celsius.

es una constante (234 para cobre y 228 para aluminio)tes el tiempo de duracin del cortocircuito (operacin de las protecciones), en s.

Las mximas temperaturas tanto para el conductor como para la pantalla deben sersuministradas por el fabricante.

2.6.1.2 Por regulacin de tensin. El calibre del conductor seleccionado deber ser talque la regulacin o cada de tensin, definida en el captulo 1, se encuentre dentro de loslmites establecidos en la tabla 10.

KMe(%) (Ec.5)

Donde:

Momento elctrico:mKVAMe (Ec. 6)

Constante de regulacin:

2)(10

cos

LLKV

senxrK

(Ec. 7)


28/178


ELCTRICA

VERSIN: 03


PGINA: 28 de 178

La constante de regulacin depende del tipo y material del conductor, del tipo y magnitudde la carga y de la tensin de operacin del conductor

Tabla 10. Lmites de regulacin de tensin en media tensin.NIVEL DE TENSI N URBANO Y RURAL

(KV)

REGULACIN MXIMA PERMISIBLE (%)

13,2 3,0

34,5 2,0

Para efectos del clculo de regulacin, el factor de potencia debe estimarse con base enlas caractersticas de la carga sin incluir elementos de compensacin, de igual forma, laimpedancia del circuito debe ser calculada a la mxima temperatura de operacincorrespondiente. El Anexo Iincluye los valores de las constantes de regulacin en media

tensin para distintas configuraciones.2.6.1.3 Por prdidas de potencia. Las prdidas mximas de potencia y energa seestablecen en la tabla 11.

Tabla 11. Prdidas mximas de potencia y energa en media tensin.

NIVEL DE TENSI N

(KV)

PRDIDAS DE POTENCIA (%)P RDIDAS DE ENERG A

(%)13,2 2,5 1,5

34,5 2,5 1,5

La expresin utilizada para el clculo de las prdidas de potencia por tramo deconductor es:

condnomperd RIP 2

(Ec. 8)

Para efectos de clculo de prdidas de potencia y energa, la resistencia del conductordebe ser calculada a una temperatura no inferior a la mxima temperatura de operacincorrespondiente:

50C, si la condicin lmite es la regulacin, o, La temperatura nominal del conductor si la condicin lmite es la capacidad de

corriente.

El clculo de las prdidas de energa debe efectuarse teniendo en cuenta las curvas dedemanda diaria, segn el tipo de servicio o estrato correspondiente (ver figuras 1,2 y 3.


29/178


ELCTRICA

VERSIN: 03


PGINA: 29 de 178

Figura 1. Curva de carga diaria, estratos 1 y 2.

Curva de carga diaria estrato 1-2

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Hora

p.

u.

Figura 2. Curva de carga diaria, estratos 3 y 4.

Curva de carga diario estrato 3-4

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Hora

p.

u.


30/178


ELCTRICA

VERSIN: 03


PGINA: 30 de 178

Figura 3. Curva de carga diaria, estrato 5.

Curva de carga diaria en el Nivel I - Estrato 5

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Hora

pu

En el diseo de las instalaciones elctricas, excepto en las residenciales de menos de 15kVA de carga instalable, se debe hacer anlisis del conductor ms econmico enacometida y alimentadores, considerando el valor de las prdidas de energa en su vidatil, teniendo en cuenta las cargas estimadas, los tiempos de ocurrencia, las prdidasadicionales por armnicos y los costos de energa proyectando el valor actual en la vidatil de la instalacin. En las instalaciones de uso general se deben cumplir los requisitosde prdidas tcnicas determinadas por la CREG o la reglamentacin tcnica aplicablesobre uso eficiente de la energa elctrica. El constructor de la instalacin debe atendereste requerimiento de diseo y no podr disminuir las especificaciones del conductor, sicon la modificacin supera los niveles de prdidas aceptados.11

En sistemas en donde la distorsin armnica total (THD) en corriente, sea superior o igualal 15%, se deben dimensionar todos los conductores o barras de acuerdo con el factor decorreccin exigido en la IEC 60364-5-523.12

2.6.1.4 Condensadores por Baja y Media Tensin. Los condensadores individuales concapacidad mayor o igual a 3 kVAR y bancos de condensadores con capacidad mayor oigual a 5 kVAR, utilizados en baja o media tensin, deben cumplir los siguientes requisitosadaptados de las normas IEC 60831-1, IEC 60831-2, BS 1650, VDE 0560, CSA 22-2-190,UL 810, UL 945VA, JIS C 4901, NTC 3422, NTC 2834, NTC 2807 o IEC 60871-1/2. 13


12MME, Reglamento Tcnico de instalaciones Elctricas, Resolucin 90708 Art 20.6.3.1, Bt, agosto 30 de 2013, p. 104



31/178


ELCTRICA

VERSIN: 03


PGINA: 31 de 178

a. Clase de aislamiento

b. Pruebas de tensinc. Mxima sobrecarga admisible a frecuencia nominal.

d. Lmite de temperatura de operacine. Rata de cada de tensinf. Enclavamiento electromecnico en bancos de condensadores en media tensin.

g. Nivel admisible de sobrecorriente por efecto de armnicos en la red que es capaz desoportar sin deteriorarse.

Para realizar trabajos sobre condensadores, una vez desconectados se esperar eltiempo de descarga predefinido, de acuerdo con las caractersticas del equipo, luego secortocircuitan sus terminales y se ponen directamente a tierra o por intermedio de lacarcasa, antes de iniciar los trabajos. Los condensadores no se deben abrir contensin.

Para instalaciones donde la distorsin armnica total de tensin (THD), sea superior al5% en el punto de conexin, los bancos capacitivos deben ser dotados de reactanciasde sintonizacin o en su defecto se deben implementar filtros activos de armnicos.14

2.7 PROTECCIONES ELCTRICAS

2.7.1 Elementos de proteccin contra sobrecorriente. Todos los alimentadoresprimarios, ramales, derivaciones y acometidas en media tensin deben poseer proteccincontra sobrecorriente, instalada en el punto de conexin comn o arranque.

Para la proteccin contra sobrecorriente en media tensin se consideran los siguienteselementos:

Fusibles.

Tabla 12. Tipos de fusibles.

TIPO DEFUSIBLE

REACCIN RELACI N DEVELOCIDAD(2)

APLICACIN

H Extra rpidoVara entre 4 para 6 A

y 6 para 100 A

Proteccin por el lado primario detransformadores pequeos y/o enlugares en los que se utilizanequipos electrnicos sensibles o

que exijan una proteccin rpidacomo hospitales o centros decmputo.

K Rpido Vara entre 6 para 6 Ay 8 para 200 A

Proteccin de lneas dedistribucin.



32/178


ELCTRICA

VERSIN: 03


PGINA: 32 de 178

T Lento Vara entre 10 para 6 Ay 13 para 200 A

Coordinacin de reconectadores.

VS Muy lento Vara entre 15 para 5 A

y 13,7 para 100 A

Proteccin de transformadores.

Dual ExtralentoVara entre 13 para 0,4

A y 20 para 2,1 A

Proteccin de transformadores,cuando ocurre una falla que nosea peligrosa para eltransformador el fusible no sefunde, pero si la falla persiste oalcanza un nivel de riesgo, elfusible se fundir.

Notas:

1. Para satisfacer requerimientos especiales tales como la proteccin primaria detransformadores de distribucin, se han desarrollado fusibles por debajo de 10 A. Estos

estn diseados especficamente para proveer proteccin contra sobrecargas y evitaroperaciones innecesarias durante corrientes transitorias de corta duracin asociadas conel arranque de motores y descargas2. Relacin de velocidad = Corriente [A] a 0,1 seg / Corriente [A] a 300 seg. (Para fusiblesde capacidad mayor a 100 amperios, se toma el valor de 600 segundos).

Reconectadores.

Tabla 13. Tipos de reconectadores.

TIPO CARACTER STICAS

Reconectadormonofsico

Se utilizan para la proteccin de lneas monofsicas, tales como ramales oarranques desde un alimentador trifsico. Pueden ser usados en circuitos trifsicoscuando la carga es predominantemente monofsica. De esta forma, cuando ocurreuna falla monofsica permanente, la fase fallada puede ser aislada y mantenidafuera de servicio mientras el sistema sigue funcionando con las otras dos fases.

Reconectadortrifsico

Son usados cuando se requiere aislar (bloquear) las tres fases para cualquier fallapermanente, con el fin de evitar el funcionamiento monofsico de cargas trifsicastales como grandes motores trifsicos.

RelsInterruptores.

2.7.1.1 Criterios de seleccin. Los elementos de proteccin contrasobrecorrientes deben cumplir con los siguientes requisitos:

El nivel de aislamiento del elemento debe seleccionarse con base en la tensinnominal del sistema.

La corriente mxima de carga no debe ser superior a la corriente nominal delelemento.

La capacidad de interrupcin del elemento debe ser superior a la mxima corrientede cortocircuito en el lugar de la instalacin.


33/178


ELCTRICA

VERSIN: 03


PGINA: 33 de 178

La corriente mnima de operacin del elemento de proteccin contrasobrecorrientes no debe ser superior a la capacidad de corriente del conductorutilizado en el circuito a proteger.

Curva caracterstica tiempo-corriente Corriente nominal Tensin nominal. 12 t. Capacidad de interrupcin [KA]. En el caso se fusibles se debe indicar si es de accin lenta, rpida o ultrarrpida.

2.7.1.2 Coordinacin de protecciones. Los tiempos de coordinacin presentados acontinuacin deben tomarse como mnimos. Para un caso especfico, pueden requerirsetiempos superiores para una adecuada coordinacin, dependiendo del tipo de elementosutilizados en el esquema de proteccin.

Coordinacin fusible fusible. Para proteccin de redes en media tensin, sepermite la utilizacin de fusibles tipo K, T o H especificados segn la norma ANSIC37.42. Para adecuada coordinacin con fusibles, el 75% del tiempo mnimo de fusinno debe ser inferior al tiempo mximo de despeje de los fusibles instalados aguasabajo para el intervalo de corrientes de falla comunes. El calibre de los fusiblesutilizados debe ser el mismo en todas las fases. Al reemplazar fusibles se debe teneren cuenta tanto la intercambiabilidad, tanto desde el p

Calculo Mecanico Distriucion de Energia electrica

Documents

Transcript of Calculo Mecanico Distriucion de Energia electrica