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DISEO DE LA RED PRIMARIA

NDICE

1. Introduccin 1

2. Objetivo 1

3. Red subterrnea 1

3.1. Bases de clculo 1

3.2. Cada de tensin permisible 2

3.3. Temperatura de operacin y de ambiente 2

3.4. Tensin nominal 2

3.5. Capacidad de corriente 3

3.5.1. Factor de correccin relativo a la temperatura del suelo (Ft) 3

3.5.2. Factor de correccin relativo a la resistividad trmica del suelo (Frtt) 3

3.5.3. Factor de correccin relativo a la proximidad de otros cables (Fpc) 3

3.5.4. Factor de correccin relativo a la profundidad de tendido (Fpt) 3

3.6. Cable N2XSY 4

3.7. Terminales de media tensin 5

3.8. Ubicacin y trazo 5

4. Red area 7

4.1. Consideraciones elctricas 7

4.1.1. Resistencia 7

4.1.2. Reactancia 8

4.1.3. Calentamiento 8

4.1.4. Clculos mcanicos de conductores 8

4.1.5. Comportamiento frente al medio ambiente 9

4.2. Tipos de conductores para redes areas 9

4.3. Distancias mnimas de seguridad 10

4.4. Clculos elctricos 12

4.5. Corriente de choque 13

I. Datos de entrada 14

II. Seleccin del terminal de MT 21

3. Resumen 25

4. Mapa conceptual 26

5. Preguntas de autocomprobacin 27

Diseo de la Red Primaria

6. Respuestas de autocomprobacin 27

7. Glosario 28

8. Bibliografia 29



1. INTRODUCCIN

Al disear una subestacin elctrica de distribucin, se debe tener especial cuidado al momento de decidir el calibre y tipo de conductor alimentador, ya sea para una subestacin area o subterrnea; para esto, tenemos que desarrollar criterios con base tcnica, para que la seleccin garantice su ptima operacin, la seguridad de la instalacin y la calidad en el servicio. Para cumplir esta tarea, necesitamos apoyarnos en el clculo, pero sin descuidar los criterios arriba mencionados. Como respaldo a los clculos y a la aplicacin de criterios de diseo, es obligatorio tomar como referencia las normas tcnicas nacionales e internacionales. Hay que recordar que para la instalacin de los alimentadores los operadores deben respetar los procedimientos, las normas y las recomendaciones de los fabricantes.

En la presente unidad nos encargaremos del dimensionamiento del alimentador principal de una subestacin, pudiendo ser areos o subterrneos.

2. OBJETIVOS Seleccionar el calibre adecuado del alimentador de una red primaria subterrnea.

Dimensionar el alimentador de media tensin de una red area.

Utilizar las normas y recomendaciones de los fabricantes.

3. RED SUBTERRNEA

3.1. Bases de clculo

Normas aplicables:

Cdigo Nacional de Electricidad - Suministro 2011

Ley de Concesiones Elctricas N 25844

Normas DGE/MEM vigentes.

1


Normas internacionales:

IEC (International Electrotechnical Commission)

ANSI (American National Standard Institute)

VDE (Verband Deutsher Electrotechniker)

3.2. Cada de tensin permisible

La seccin de los conductores alimentadores deber calcularse de tal forma que la cada de tensin desde el punto de diseo fijada por la suministradora hasta nuestra subestacin, no debe exceder 3,5% de la Vn y 6% para sistemas de distribucin rural.

SUBESTACION PROYECTADA

V% < 3,5% Un

PUNTO DE DISEO

Figura 1: Mxima cada de tensin.

3.3. Temperatura de operacin y de ambiente

La temperatura de operacin de un cable est limitada a la mxima temperatura que puedan resistir sus aislamientos sin peligro de deteriorarse.

Cuando los cables trabajan en condiciones de cortocircuito se hallan expuestos a sobrecalentamientos excesivos y a esfuerzos electrodinmicos intensos.

3.4. Tensin nominal

De acuerdo a la R.M.N 065-87-EM/DGE

Tabla 1: Tensin nominal, mxima del sistema y mxima del equipo.

Tensin nominal(kV)

Tensin mxima del sistema (kV)

Tensin mxima del equipo (kV)

10 10,5 1213,2 / 7,62 13,8 15

20 21 2422,9 / 13,2 24 27

La tensin nominal de un cable, debe ser mayor o igual a la tensin mxima del sistema.

V% < 3,5% Un

SUBESTACIN PROYECTADA

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3.5. Capacidad de corriente

La capacidad de corriente de los cables indicados en las tablas de caractersticas de los fabricantes ha sido establecida bajo ciertas condiciones de instalacin:

Segn la clase de servicio.

Segn la disposicin de los cables.

Segn la resistividad trmica del suelo.

Profundidad de tendido.

Temperatura del suelo a la profundidad de tendido.

Los cables normalmente son instalados a diferentes condiciones, por lo que los valores de capacidad de corriente dados en la tablas, debern ser afectadas por los factores de correccin segn sea el caso.

3.5.1. Factor de correccin relativo a la temperatura del suelo (Ft)

Es dado segn la tabla del CNE Suministro, en funcin de la temperatura del suelo a la profundidad de instalacin del cable y la temperatura mxima admisible en los conductores (capacidad trmica de los cables).

3.5.2. Factor de correccin relativo a la resistividad trmica del suelo (Frtt)

Se da en la tabla del CNE, en funcin a su composicin y humedad.

3.5.3. Factor de correccin relativo a la proximidad de otros cables (Fpc)

Este factor es establecido considerando la proximidad de otros cables o sistemas de cables unipolares de la misma seccin y que transportan la misma potencia. Es dado en tablas del CNE.

3.5.4. Factor de correccin relativo a la profundidad de tendido (Fpt)

En funcin a la profundidad de tendido, a la tensin nominal y a la seccin de los cables utilizados.

La capacidad nominal del cable a las condiciones de instalacin se ver afectada por el factor de correccin total.

Factores de correccin:

FC = FCt * FCrtt * FCpc * FCpt

FCt : Por temperatura del terreno.

FCrtt : Por resistividad trmica del terreno.

FCpc : Por proximidad de otros cables.

FCpt : Por profundidad de tendido.

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3.6. Cable N2XSY

El cable utilizado para alimentar redes de MT es el cable seco N2XSY, anteriormente se utilizaba el NKY actualmente ya no se fabrica este tipo de cable.

El N2XSY es un conductor de cobre electroltico recocido, cableado compactado. Compuesto semiconductor extruido sobre el conductor. Aislamiento de Polietileno Reticulado (XLPE), compuesto semiconductor extruido y cinta o alambres de cobre electroltico sobre el conductor aislado. Cubierta externa de PVC.

Temperatura del conductor de 90 C para operacin normal, 130 C para sobrecarga de emergencia y 250 C para condiciones de corto circuito. Excelentes propiedades contra el envejecimiento por calor. Resistencia al impacto y a la abrasin. Resistente a la luz solar, intemperie, humedad, ozono, cidos, lcalis y otras sustancias qumicas a temperaturas normales. Retardante a la llama.

Tabla 2: Caractersticas del cable N2XSY.

Seccin Nominal

Resistencia DC a 20 oC

Resistencia AC

Reactancia Inductiva Ampacidad

Enterrado (20 oC)

Ampacidad Aire

(30 oC)(A) (A)(A) (B)

mm2 Ohm/km Ohm/kmOhm/

kmOhm/

kmOhm/

km (A) (A) (A) (A)

50 0,387 0,494 0,494 0,276 1 0,171 1 250 230 280 24570 0,268 0,342 0,342 0,263 8 0,162,2 305 280 350 30095 0,193 0,247 0,247 0,252 8 0,153 9 365 330 425 365

120 0,153 0,196 0,196 0,243 9 0,147 1 410 375 485 420

240 0,075 4 0,098 0,098 0,221 1 0,131 7 580 545 720 630

300 0,060 1 0,078 0,08 0,214 3 0,127 8 645 610 815 720

500 0,036 6 0,05 0,052 0,200 4 0,119 4 770 765 1 015 930

Las caractersticas de la Tabla 2 estn dadas a las siguientes condiciones:

(A) = 3 cables unipolares en formacin tripolar, tendidos paralelos con una separacin de 7 cm.

(B) = 3 cables unipolares en formacin tripolar, tendidos, agrupados en tringulo, en contacto.

Bajo las siguientes condiciones:

Temperatura del suelo = 20 C

Temperatura del aire = 30 C

Resistividad del suelo = 1 .m

Profundidad de instalacin = 700 mm

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3.7. Terminales de media tensin

El terminal pre moldeado es para finalizar el aislamiento elctrico de un cable de media tensin. El objetivo es eliminar el gradiente de tensin que aparece en el cable y dar continuidad a la pantalla semiconductora.

Seleccin:

Tensin de operacin del cable kV

Calibre del cable (Rango mm2)

Instalacin interior y/o exterior

Nivel de aislamiento kV

Figura 2. Terminales de media tensin interno externo.

3.8. Ubicacin y trazo

Deber ser instalado en una lnea lo ms recta posible, si es necesario realizar curvas, stas debern tener un radio suficientemente grande para evitar el dao del cable.

Debe evitarse el recorrido en suelos inestables, tierras movedizas, suelos corrosivos u otros obstculos naturales.

Nunca hacer el trazo del cable debajo de un edificio o estructura similar.

En el cruce de pistas o lugares donde hay trnsito de maquinaria pesada, proveer de proteccin adicional como ductos de concreto para evitar la transferencia de una carga daina al cable.

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Consideraciones:

Para advertir la presencia de un cable enterrado, sobre el cable se ponen una serie de sealizaciones como cintas, ladrillos, etc., para indicar la presencia del cable, para evitar trabajos accidentes.

La profundidad de instalacin se indica en la Tabla n3 recomendada por el Cdigo Nacional de Electricidad - Suministro.

Tabla 3. Profundidad del cable.

Tensin fase fase(V)

Profundidad de instalacin(mm)

0 a 600 600601 a 50 000 1000

50 001 a 250 000 1500

Vea la Tabla. 352-1 Profundidad de instalacin de conductor o cable de suministro-reas no vehiculares, del CNE-Suministro.

3-1X50 N2XSY-18/30kVPROY. PART. ENROLLADOCON CINTA SEALIZADORACELESTE

TIERRA CERNIDA COMPACTADA


SOLADO DE CONCRETO POBRE (SOLO PARA TERRENO PEDREGOSO)

VEREDA

TIERRA ORIGINAL COMPACTADA

CINTA SEALIZADORA (ROJA)

LADRILLO

0.60

Figura 3: Detalle de un cable directamente enterrado.

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PISTA DE CONCRETO

BASE DE MATERIALAFIRMADO(COMPACTADO)

CINTA SEALIZADORA (ROJA)

TIERRA ORIGINAL SIN PIEDRAS COMPACTADA POR CAPAS


DUCTOS

SOLADO DE CONCRETO0.60

3-1X50 N2XSY-18/30kVPROY. PART. ENROLLADOCON CINTA SEALIZADORACELESTE

Figura 4: Cable en ductos de concreto, para el cruce de pistas o trnsito de maquinaria pesada.

4. RED AREA

Para la seleccin de conductores en redes de distribucin area, que pueden ser de cobre, aluminio o aleacin de aluminio, se deben tener en cuenta consideraciones elctricas y mecnicas.

4.1. Consideraciones elctricas

4.1.1. Resistencia

Vara con la temperatura, al aumentar la temperatura se incrementa el valor de resistencia debido al mayor nmero de choques de los electrones con el ncleo del material que incrementa sus movimientos al ganar energa con el calor.

R20 C = Resistencia del conductor a 20 C (ohm/km)

T = Temperatura de trabajo del conductor (C)

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4.1.2. Reactancia

Este parmetro depende de la disposicin geomtrica de los conductores, en comparacin con el cable seco N2XSY usado en redes subterrneas, donde su reactancia es menor con respecto a los conductores usados en redes areas.

r = radio del conductor, en mm

Dm = distancia media geomtrica entre los ejes de fases, en mm

4.1.3. Calentamiento

Debido a las prdidas por efecto Joule, se genera calentamiento cuando la temperatura sobrepasa cierto nivel, deteriora el material produciendo envejecimiento.

4.1.4. Clculos mcanicos de conductores

Cosiste en determinar el tiro y la flecha de los conductores, para comprobar si mecnicamente estn dentro de los rangos de seguridad que exigen las normas (CNE) y para dimensionar y calcular las estructuras de soporte de los conductores (aisladores, ferretera elctrica, postes, mnsulas, palomillas, etc.).

Definiciones:

Vano: Se llama vano de una lnea area a la distancia entre apoyo y apoyo.

Flecha: Distancia vertical entre la recta que une los puntos de apoyo del conductor y el conductor, medida a la mitad de vano.

Vano

Flec

ha

Figura 5: Flecha y vano.

Cuanto ms se tire el conductor la flecha disminuye.

Flec

ha

Vano

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4.1.5. Comportamiento frente al medio ambiente

Considere el ataque del medio ambiente donde es instalado el conductor, dependiendo de esto, se selecciona el material adecuado para soportar la corrosin marina, la contaminacin, etc.

4.2. Tipos de conductores para redes areas

Para redes areas de media tensin los conductores pueden ser de cobre o aluminio, usualmente se usa cable AAAC aleacin de aluminio (All Aluminum Alloy Conductor). Estos presentan una mayor capacidad de rotura y una buena resistencia a la corrosin, frente a los de aluminio AAC.

Figura 6: Conductor de aleacin de aluminio.

Tabla 4: Caractersticas del cable AAAC.

Calibre Especificaciones de cables de aleacin de aluminio -mm2

Nmero de hilos

Dim.hilo

Conductor Peso Resistencia elctrica

Carga de rotura

Capacidaddecorriente20 0C 80 0C

mm2 mm mm kg/km kg A16 7 1,70 5,1 43 2,09 2,54 452,6 10025 7 2,15 6,5 70 1,31 1,59 723,9 12535 7 2,52 7,6 96 0,952 0,16 994,5 16050 7 3,02 9,1 137 0,663 0,806 1 428 19570 19 2,15 10,8 190 0,484 0,558 1 965 23595 19 2,52 12,6 260 0,352 0,428 2 699 300

120 19 2,85 14,3 335 0,275 0,334 3 453 340150 37 2,25 15,8 405 0,227 0,276 7 191 395185 37 2,52 17,7 510 0,181 0,220 5 257 455240 37 2,85 20,0 650 0,142 0,176 6 724 545300 61 2,52 22,7 840 0,110 0,138 8 666 625400 61 2,85 25,7 1 070 0,086 2 0,109 11 085 755

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4.3. Distancias mnimas de seguridad

Separacin mnima horizontal o vertical entre conductores de un mismo circuito en los apoyos: Horizontal = 0,70 m Vertical = 1,00 m

Esta distancia es vlida tanto para la separacin entre 2 conductores de fase como entre un conductor de fase y uno neutro.

Distancia mnima entre los conductores y sus accesorios bajo tensin y elementos puestos a tierra:

D = 0,25 m

Distancia vertical mnima entre conductores de un mismo circuito a mitad de vano:

Para vanos hasta 100 m : 0,70 m Para vanos entre 101 y 300 m : 1,00 m Para vanos entre 301 y 600 m : 1,20 m

Distancia mnimas del conductor a la superficie del terreno

En lugares accesibles slo a peatones 5,0 mEn laderas no accesibles a vehculos o persona 3,0 mEn lugares con circulacin de maquinaria agrcola 6,0 mA lo largo de calles y caminos, en zonas urbanas 6,0 mEn cruce de calles, avenidas y vas frreas 7,0 m

Figura 7: Distancia vertical en calles y avenidas.

Al cruce7.00 m.

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Distancias mnimas a terrenos a boscosos o arboles aislados

Distancia vertical entre el conductor inferior y los arboles 2,50 m

Distancia radial entre el conductor y los arboles laterales 0,50 m

Tabla 5: Distancias mnimas a edificaciones y otras construcciones

Distancia vertical entre el conductor y cualquier parte del techo similar, normalmente no accesible, pero sobre la cual puede pararse una persona.

4,0 m

Distancia vertical entre el conductor y cualquier parte del techo similar sobre la que no se puede parar una persona. 3,5 m

Distancia radial entre el conductor y paredes y otras es-tructuras no accesibles. 2,5 m

Distancia radial entre el conductor y parte de una edificacin normalmente accesible a personas incluyendo abertura de ventanas, balcones y lugares similares.

2,5 m

Distancia radial entre el conductor y antenas o distintos tipos de pararrayos. 3,0 m

Figura 8: Distancias a edificaciones.

VERTICALMT: 4,00 m.BT: 3,00 m.

HorizontalMT: 2,50 m.BT: 1,00 m.

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4.4. Clculos elctricos

En la seleccin de los conductores para redes de distribucin areas de media tensin, deben considerarse las caractersticas de cada material, considerando las caractersticas elctricas y mecnicas.

Para seleccionar el calibre del alimentador areo, debe cumplir con los tres criterios de clculo:

Capacidad de corriente.

Cada de tensin.

Capacidad de soportar cortocircuitos en el punto de instalacin.

En la seleccin del conductor debe tenerse muy presente el medio ambiente donde sern instalados.

Para el clculo de la cada de tensin es importante tener en cuenta el parmetro de la reactancia del cable que aparece, y depende de la disposicin geomtrica de este, las configuraciones dadas pueden ser:

Distancia media geomtrica entre fases segn disposicin de los conductores:

d3

d1

d2

Figura 9a: Disposicin triangular (simple terna).

d

d

dd

Figura 9b: Disposicin vertical Horizontal (simple terna).

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L

d

d

f

g

Figura 9c: Disposicin vertical (doble terna).

4.5. Corriente de choque

Se denomina corriente de choque Ich al mximo valor que puede llegar a alcanzar la corriente de cortocircuito Icc cuando ste se produce en las peores condiciones posibles.

ICH Corriente asimtrica de cortocircuito

Componente AC

Componente DC

Figura 10: Onda de corriente de choque.

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Ejemplo:

Dimensione el alimentador subterrneo de la subestacin de acuerdo a normas.

I. DATOS DE ENTRADA

Tensin de la red de distribucin primaria: 22,9 kV

Tensin secundaria: 380 V con neutro

rea techada: 3 000 m2

Potencia de corto circuito 22,9 kV: 580 MVA

Tiempo de apertura de la proteccin (10 y 22,9 kV): 0,20 s

Distancia desde el punto de suministro: 400 m

SUBESTACION PROYECTADA

ALIMENTADOR PRIMARIO EN MTN2XSY 18/30 kV 50 mm2

PUNTO DE DISEO

subterraneoPcc = 280 MVA (22,9 kV)t = 0,2 s

Figura 11: Disposicin de cables directamente enterrados.

El punto de diseo para alimentar a nuestra subestacin, lo define la concesionaria.

La tensin de la red primaria, potencia de cortocircuito a la tensin de alimentacin y el tiempo de actuacin de la proteccin, son datos que la concesionaria nos proporciona, una vez definido el punto de diseo.

Estos datos son importantes para calcular la corriente de cortocircuito que debe soportar nuestro cable y los dems componentes de nuestra subestacin, durante el tiempo que demora en actuar la proteccin de la concesionaria.

I.1. Seleccin del Conductor Alimentador

I.1.1. Distancia desde el punto de suministro hasta la subestacin

L = 0,40 km

I.1.2. Condiciones normales para la instalacin del alimentador

Temperatura del suelo: 20 C

Temperatura del aire: 30 C

Resistividad trmica del suelo: 1,5 km/W

Profundidad del tendido: 0,8 m

Temperatura del conductor N2XSY: 90 C

ALIMENTADOR PRIMARIO EN MT

PCC 280 MVA (22,9 KV)

SUBESTACIN PROYECTADA

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I.1.3. Condiciones reales para la instalacin del alimentador

Temperatura del suelo: 25 C

Resistividad trmica del suelo: 2 km/W

Profundidad de tendido dentro de ducto: ,25 m

I.1.4. Clculo de la corriente nominal

I.1.5. Seleccin del alimentador por capacidad de corriente

I.1.5.1. Conductor

Cable unipolar N2XSY 18/30 kV; 90 C

I.1.5.2. Configuracin de tendido

De De

Formacion Tripolar en Triangulo (trebol)

Formacin Tripolar en Paralelo

DIRECTAMENTE ENTERRADOS

Figura 12: Disposicin de cables directamente enterrados.

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EN TUBERIAS

Figura 13: Disposicin de cables en tuberas.

Escogemos la configuracin tres cables en conductos en trbol, con los conductos en contacto en toda su longitud.

Figura 14. Disposicin triangular en tubera

I.1.5.3. Capacidad de corriente de los posibles conductores (ICu) N2XSY 18/30 kV, en formacin tripolar agrupadas en triangulo.

50 mm2: 230 A

70 mm2: 280 A

95 mm2: 330 A

I.1.5.4. Capacidad de corriente corregida:

ICu co = ICu x FC

Factores de correccin

FC = FCt * FCpt * FCrtt * FCpc FCt : Por temperatura del terreno.

FCrtt : Por resistividad trmica del terreno.

FCpc : Por proximidad de otros cables.

FCpt : Por profundidad de tendido.

Por temperatura del suelo (25 C): 0,96

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Tabla 6: Factores de correccin para temperatura del terreno diferente a 20 C

Temperaturamxima delconductor

oC

Temperatura ambiente del terreno

10 15 25 30 35 40 45 5090 1,07 1,04 0,96 0,93 0,89 0,85 0,80 0,76

Por resistividad trmica del terreno (2 K.m/W): 0,91

Tabla 7: Factores de correccin para resistividad trmica del terreno diferente a 1,50 K.m/W para cables unipolares en conductos enterrados (Tabla B.15).

Seccin nominal del conductor

mm2

Valor de resistividad trmica del terrenoK.m/W

0,7 0,8 0,9 1 2 2,5 316 1,20 1,17 1,14 1,11 0,92 0,85 0,7925 1,21 1,17 1,14 1,12 0,91 0,85 0,7935 1,21 1,18 1,15 1,12 0,91 0,84 0,7950 1,21 1,18 1,15 1,12 0,91 0,84 0,78

70 1,22 1,19 1,15 1,12 0,91 0,84 0,7895 1,23 1,19 1,16 1,13 0,91 0,84 0,78

120 1,23 1,20 1,16 1,13 0,91 0,84 0,78150 1,24 1,20 1,16 1,13 0,91 0,83 0,78

185 1,24 1,20 1,17 1,13 0,91 0,83 0,78240 1,25 1,21 1,17 1,14 0,90 0,83 0,77300 1,25 1,21 1,17 1,14 0,90 0,83 0,77400 1,25 1,21 1,17 1,14 0,90 0,83 0,77

Por proximidad de otros cables (1 agrupacin de cables): 1,0

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Tabla 8: Factores de correccin para grupos de cables unipolares de circuitos trifsicos enterrados bajo conductos (un circuito por ducto) (Tabla B.21).

Nmero deagrupaciones

de cables

Distancia entre centros de los grupos deconductores

mm

Encontacto 200 400 600 800

2 0,78 0,85 0,89 0,91 0,933 0,66 0,75 0,81 0,85 0,884 0,59 0,70 0,77 0,82 0,865 0,55 0,66 0,74 0,80 0,846 0,51 0,64 0,72 0,78 0,83

7 0,48 0,61 0,71 0,77 0828 0,46 0,60 0,70 0,76 -9 0,44 0,58 0,69 0,76 -10 0,43 0,57 0,68 - -11 0,42 0,56 0,67 - -12 0,40 0,55 0,67 - -

Por profundidad de tendido en ducto (1,25): 0,96

Tabla 9: Factores de correccin para profundidad de tendido diferente a 0,80 m para cables dentro de tubo (Tabla B.13).

Profundidad deltendido en m

Cables unipolares Cables tripolares

Seccin nominal del conductor enmm2

185 mm2

0,5 1,04 1,05 1,030,6 1,02 1,03 1,02

1 0,98 0,97 0,991,25 0,96 0,95 0,971,5 0,95 0,93 0,96

1,75 0,94 0,92 0,952 0,93 0,91 0,94

2,5 0,91 0,89 0,933 0,90 0,88 0,92

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Luego:

FC16 = (0,96) (0,91) (1,0) (0,96) = 0,84

FC25 = (0,96) (0,91) (1,0) (0,96) = 0,84

FC35 = (0,96) (0,91) (1,0) (0,96) = 0,84

ICu co(50) = 230 A x 0,84 = 193,2 A

ICu co(70) = 280 A x 0,84 = 235,2 A

ICu co(95) = 330 A x 0,84 = 277,2 A

50 mm2: 193,2 A

70 mm2: 235,2 A

95 mm2: 277,2 A

Luego por capacidad de corriente se selecciona el conductor de 50 mm2 con R = 0,494 /Km y X = 0,171 1 /km

Para este nivel de tensin de aislamiento del cable 18/30 kV el calibre mnimo que se fabrica es de 50 mm2.

I.2. Seleccin del alimentador por cada de tensin

Segn el CNE, para alimentadores urbanos la cada de tensin mxima es de 3,5% de la tensin nominal.

Como la cada de tensin es menor que el 3,5%, tambin por cada de tensin se selecciona el conductor N2XSY de 50 mm2.

19


I.3. Seleccin del alimentador por corriente de cortocircuito

Donde:

ICC : Corriente de cortocircuito (kA)t : Tiempo de disparo del dispositivo de proteccin (0,2 s)k : Constante del conductor (N2XSY = 0,143)

Luego por corriente de cortocircuito se selecciona el conductor N2XSY de 50 mm2

Comparando los tres resultados obtenidos se selecciona el conductor:

N2XSY 3 - 1 x 50 mm2 18/30 kV

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II. SELECCIN DEL TERMINAL DE MT

El terminal se selecciona para instalacin interior o exterior y teniendo en cuenta el tipo y la seccin del cable.

Figura 15: Instalacin de terminales MT.

QT-III TERMINALES CONTRCTUALES EN FRO USO INTERIOR

ModeloDimetro sobreaislamiento del

cable

Rango del conductor (AWG y kcmil)

5 kV100%133%

8.7 kV100%133%

15 kV100%133%

25/28 kV100%133%

7620-T-95 0.32 - 0.59(8.2mm-15.0mm)8 - 4-----

8 - 6-----

----------

----------

7621-T-95 0.44 - 0.89(11.2mm-22.6mm)2 - 3/0

-----4 - 2/0

---------------

----------

7622-T-110 0.64 - 1.08 (16.3mm-27.4mm)4/0 - 400

-----3/0 - 300

-----2 - 4/0

(35-120mm2)----------

7624-T-110 0.83 - 1.53(21.1mm-38.9mm)500 - 750

-----350 - 700

-----4/0 - 500

(120-240mm2)----------

7625-T-110 1.06 - 1.80(26.7mm-45.7mm)700 - 1500

-----600 - 1250

-----500 - 1000

(240-5000mm2)----------

7626-T-110 1.53 - 2.32(38.9mm-58.9mm)1750 - 2000

-----1500 - 2000

-----1250 - 2000

(500-1000mm2)----------

7693-T-150 0.72 - 1.29(18.3mm-32.8mm)300 - 500

-----250 - 500

-----2/0 - 300

(70 - 150mm2)2 - 4/0

(35 - 120mm2)

7695-T-150 1.05 - 1.80(26.7mm-45.7mm)700 - 1500

-----600 - 1250

-----500 - 1000

(240 - 5000mm2)250 - 800

(150 - 400mm2)

7696-T-150 1.53 - 2.32(38.9mm-58.9mm)1750 - 2000

-----1500 - 2000

-----1250 - 2000

(500 - 1000mm2)900 - 1750

(500 - 800mm2)

De la tabla escogemos el terminal interior para cable unipolar 25 kV; 3-1x50 mm2 QT-III; marca 3M; modelo 7693-T-150.

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Figura 16: Kit para la instalacin de terminales MT.

Kit trifsico instalacin interior, seccin 50 mm2, con terminales a compresin, no contiene cintas y grasa de silicona, cuenta con: 03 aisladores silicona de goma, 03 resortes a compresin, 06 tiras de cinta mastic, solvente CC2, mejor caractersticas que el terminal QT-II.

Ejemplo.

Clculo de red area.

Clculos elctricos del conductor

- Condiciones normales

De acuerdo a informacin de mxima demanda proporcionada por ESM y considerando las cargas futuras, resulta una potencia de 2 796,41 kW, con este valor calculamos la corriente que soportar el alimentador, mediante la siguiente frmula:

Donde: P = Potencia mxima (2 796,41 kW)

kV = Tensin nominal (10 kV Cos = Factor de potencia (0,9)

Reemplazando valores se obtiene: I = 179,38 Amperios

Segn tabla de capacidad de corriente del conductor de 120 mm2 AAAC es 340 Amperios.

Por lo tanto, concluimos que la seccin de 120 mm2 prevista en la troncal satisface la capacidad de corriente a condiciones normales de operacin.

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- Condiciones de cortocircuito

La mxima corriente permisible de falla debe ser coordinada con los equipos de proteccin y maniobra, por lo tanto, es importante determinar su magnitud en funcin del tiempo.

1 Calculamos Icc (Corriente de cortocircuito permanente)

Datos de potencia de cortocircuito y tiempo de actuacin de la proteccin:

- Potencia de cortocircuito (Pcc): 200 MVA - Tensin nominal: 10 kV

Clculo de la corriente de cortocircuito Icc

Reemplazando valores se obtiene: Icc = 11,54 kA

Este es el valor de la mxima corriente que se producira y que tendra que soportar nuestro alimentador, durante el tiempo que acte la proteccin.

2 Calculamos Ikm (Corriente media eficaz, por efecto trmico)

Donde: k = 0,088 4 (coeficiente en funcin de la temperatura y material)

t = 0,02 s (tiempo de desconexin, en segundos)

S = 120 mm2 (Seccin transversal del conductor)

Reemplazando valores se obtiene: Ikm = 75 kA

Por lo tanto la corriente media eficaz que soporta el conductor Ikm es mayor a la Icc, se concluye que el conductor de 120 mm2 AAAC satisface la condicin de cortocircuito.

II.1. Clculo de cada de tensin

De acuerdo al CNE Suministro 2001, Seccin 1, regla 017D, indica que las tolerancias admitidas de cada de tensin de los puntos de entrega a todo consumidor no debe superar los valores de 3,5% de la tensin nominal.

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II.1.1. Parmetros de los conductores

a) Resistencia de los conductores a la temperatura de operacin se calcular mediante la siguiente frmula.

R20 = Resistencia del conductor en cc a 20 C, en ohm/km a temperatura 20 C

t = Temperatura mxima de operacin, en C. t = 40 C

b) Reactancia inductiva para sistemas trifsicos equilibrados

Las frmulas a emplearse sern las siguientes:

DMG = Distancia media geomtrica, igual a 1,019 6 m del armado en disposicin triangular adoptado.

0.5

0.9

D12

Figura 17: Configuracin triangular.

r = radio del conductor, en m

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5. RESUMEN Los alimentadores de una subestacin pueden ser areos o subterrneos.

Para seleccionar el calibre del conductor subterrneo debe cumplir con la cada de tensin permisible, tensin de aislamiento, capacidad de corriente y soportar el mximo cortocircuito que pudiera ocurrir.

La seccin de los conductores alimentadores deber calcularse de tal forma que la cada de tensin, desde el punto de diseo, fijada por la suministradora hasta nuestra subestacin, no debe exceder 3,5% de la Vn y 6% para sistemas de distribucin rural.

El cable utilizado para alimentar redes de MT es el cable seco N2XSY, anteriormente se utilizaba el NKY actualmente ya

la presencia del cable, para evitar trabajos accidentes. no se fabrica este tipo de cable.

El N2XSY es un conductor de cobre electroltico recocido, cableado compactado. Compuesto semiconductor extruido sobre el conductor. Aislamiento de Polietileno Reticulado (XLPE), compuesto semiconductor extruido y cinta o alambres de cobre electroltico sobre el conductor aislado. Cubierta externa de PVC.

Aplicar los factores de correccin a la capacidad de corriente nominal del cable, segn las condiciones de instalacin.

Para advertir la presencia de un cable enterrado, sobre el cable se ponen una serie de sealizaciones como cintas, ladrillos, etc., para indicar

El terminal de media tensin es para finalizar el aislamiento elctrico de un cable. El objetivo es eliminar el gradiente de tensin que aparece en el cable y dar continuidad a la pantalla semiconductora.

Deber ser instalado en una lnea lo ms recto posible, si es necesario realizar curvas, estas debern tener un radio suficientemente grande para evitar el dao del cable.

Respetar las distancias de seguridad recomendadas en el CNE Suministro al hacer el recorrido de la red.

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6. MAPA CONCEPTUAL


Pueden ser:

Se selecciona segn:

Uso del cable N2XSY

Uso del conductor AAAC

Cada de tensin Corriente natural

Capacidad de corriente Cada de tensin

Capacidad de soportar

cortocircuitos

Resistencia Reactancia CalentamientoCapacidad

de soportar cortocircuitos

Mxima permitida de

3.5 % Un

Se aplica factores de correcin:

Terminal de media tensin

Consideraciones elctricas

Depende de la disposicin geomtrica de los conductores

Para finalizar el aislamiento de un cable

Factor Temperatura del suelo: FtTriangular

Criterio de Seleccin

Vertical - Horizonal

Vertical Doble terna

Factor Resistividad trmica del suelo: Frtt

Factor Proximidad con otros cables: Fpc

Factor Profundidad de tendido: Fpt

Red subterrnea Red ar

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7. PREGUNTAS DE AUTOCOMPROBACIN1.- Cul es la mxima cada de tensin permitida en un alimentador de media tensin?

2.- De qu depende la capacidad de corriente de los cables?

3.- Qu tipo de cable se utiliza para redes de distribucin primaria de MT?

4.- Cul es el objetivo de los terminales de media tensin?

5.- Cul sera la mnima profundidad de tendido para una red subterrnea de media tensin?

6.- Dnde es necesario usar ductos de concreto?

7.- Qu especificaciones son necesarias para seleccionar un terminal de media tensin?

8.- Cmo afecta la disposicin de los cables directamente enterrados?

9.- Qu es la corriente de choque?

8. RESPUESTAS DE AUTOCOMPROBACIN1.- 3,5% para subestaciones convencionales y 6% para sistemas rurales.

2.- Segn la clase de servicio.

Segn la disposicin de los cables.

Segn la resistividad trmica del suelo.

Profundidad de tendido.

Temperatura del suelo a la profundidad de tendido.

3.- El cable N2XSY conocido como cable seco.

4.- El objetivo es eliminar el gradiente de tensin que aparece en el cable y dar continuidad a la pantalla semiconductora.

5.- 1 m, recomendado por el CNE Suministro.

6.- Para redes subterrneas que cruzan avenidas o lugares donde hay trnsito de maquinarias que puedan afectar al cable.

7.- Tensin de operacin del cable. kV

Calibre del cable. (Rango mm2)

Instalacin interior y/o exterior.

Nivel de aislamiento. kV

8.- Afecta en la capacidad de corriente, segn tablas de fabricantes.

9.- Se denomina corriente de choque Ich al mximo valor que puede llegar a alcanzar la corriente de cortocircuito Icc cuando sta se produce en las peores condiciones posibles.

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9. GLOSARIO Conexiones de media tensin: conjunto de dispositivos e instalaciones efectuadas

a tensiones mayores a 1 kV y menores a 30 kV, comprende los dispositivos de maniobra y proteccin, el sistema de medicin y elementos complementarios, la estructura del soporte, accesorios de conexin elctrica.

Conductor: un material, usualmente en forma de alambre, cable o barra capaz de conducir corriente elctrica.

Conductor aislado: un conductor cubierto con un dielctrico diferente del aire y que tiene un nivel de aislamiento igual o superior a la tensin de utilizacin.

Cable subterrneo: conjunto de conductores entre s, con una o ms cubiertas y que puede ir directamente enterrado.

Concesionario de distribucin de energa elctrica: persona natural o jurdica, que desarrolla actividades de distribucin de energa elctrica en una zona de concesin establecida por el Ministerio de Energa y Minas, cuya demanda supere los 500 kW.

Punto de diseo: es el lugar asignado por el concesionario a partir del cual se debe iniciar el proyecto del sistema de distribucin o sistema de utilizacin en media tensin.

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10. BIBLIOGRAFIA http://ar.prysmiangroup.com/es_AR/business_markets/markets/pd/downloads/

datasheets/1_1_Catalogo_media_tension.pdf

http://www.osinerg.gob.pe/newweb/uploads/Publico/II%20FORO%20R E G I O N A L % 2 0 D E % 2 0 E L E C T R I C I D A D % 2 0 C H I C L AY O % 2 0 2 0 1 1 % 2 0LAMBAYEQUE/2%20Nuevo%20Codigo%20Nacional%20de%20Electricidad-%20Suministro%202011.pdf

http://fresno.pntic.mec.es/raguila/CT.pdf

h t t p s : / / w w w . c o e l c e . c o m . b r / m e d i a / 4 6 2 5 3 / c o e l c e _ n o r m a s _corporativas_20071119_851.pdf

http://www.interacables.com.ve/icv/productos/CABLES_PARA_MEDIA_TENSION.pdf

http://www.unitronics-electric.com/pdf/Art%C3%ADculoenerg%C3%A9tica.pdf

http://www.schneiderelectric.es/documents/local/productos-servicios/formacion-isef/ED_MT.pdf

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