Trabajo Final Julio 2012
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República Bolivariana de Venezuela. Ministerio del Poder Popular Para la Educación Superior. Instituto Universitario de Tecnología Agro-Industrial. Programa Nacional de Formación. Ingeniería Eléctrica. MEJORAMIENTODEL SERVICIO ELÉCTRICO DE LAS MINAS DE LOBATERA. Trabajo Presentado Como Requisito Para Aprobar la Unidad Curricular Proyectos III en el Programa Nacional de Formación en Ingeniería Eléctrica Autores: Facilitador: Carlos Camargo M. 1
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República Bolivariana de Venezuela.
Ministerio del Poder Popular Para la Educación Superior.
Instituto Universitario de Tecnología Agro-Industrial.
Programa Nacional de Formación.
Ingeniería Eléctrica.
MEJORAMIENTODEL SERVICIO ELÉCTRICO DE LAS MINAS DE
LOBATERA.
Trabajo Presentado Como Requisito
Para Aprobar la Unidad Curricular Proyectos III
en el Programa Nacional de Formación en Ingeniería Eléctrica
Autores:
Facilitador: Carlos Camargo M.
San Cristóbal,
2012
1
MEJORAMIENTODEL SERVICIO ELÉCTRICO DE LAS MINAS DE
LOBATERA
Capítulo I: el problema
Planteamiento del problema.
En la actualidad debido a los adelantos tecnológicos que viene ocurriendo a
nivel mundial, la sociedad venezolana en los últimos años ha aumentado la compra de
equipos eléctricos y electrónicos, a esto le adicionamos el crecimiento en la
población, todo esta deriva en un acrecentamiento de la demanda en el consumo
energético, trayendo como consecuencia la ampliación en la deficiencias en el
suministro de energía eléctrica. Debido a lo antes mencionado algunas comunidades
se han visto afectadas por estas deficiencias en el voltaje, también es de hacer notar
que en estas colectividades se hacen conexiones ilegales sin la debida supervisión y
mano de obra calificada trayendo como consecuencia sobre carga en los bancos de
transformadores, razón por la cual se generan bajos de voltajes y en el peor de los
casos corto circuitos que conllevan aun corte general del servicio eléctrico en dichos
sectores.
El municipio Lobatera, no escapa de esta situación por ende la comunidad del
sector las Minas de Lobatera, se han venido observando algunos síntomas en relación
a la problemática como son: Deficiencia de redes eléctricas, Caídas de tensión,
apagones, funcionamiento inadecuado o desperfectos en de los equipos eléctricos
yelectrónicos y fallas en el alumbrado público. Estos aspectos son causados en
algunos casospor el aumento de los habitantes de esta comunidad que se encuentran
conectados clandestinamente a las líneas que surte el banco de transformadores
generando sobre cargas, corto circuitos y tambiénquizás por la carencia de soporte,
supervisión y chequeo de las redes eléctricas en el sector por parte de los entes
reguladores del sistema eléctrico.
2
Es posible que de no atenderse este problema, las fallas continúen e incluso
empeoren, trayendo como consecuencia la amenaza de corto circuitos y sobrecarga en
los transformadores, lo que generaran daños o desperfectos en ellos. Ante la situación
antes mencionada, este proyecto busca llevar a cabo la instalación de un nuevo banco
de transformadores que suministren energía eléctrica al sector las Minas de Lobatera
municipio Lobatera, brindando de esta manera bienestar social, económico y mayor
seguridad para toda la comunidad de dicho sector.
Justificación.
Con la instalación de una banco de transformadores en el sector las Minas de
Lobatera, la problemática por sobrecarga en los transformadores serán cosas del
pasado se eliminara los problemas que afectan al alumbrado público y las variación
de voltaje en las viviendas, la comunidad podrá tener la seguridad que sus equipos y
electrodomésticos no estarán expuestos a los actuales cambios de voltaje que acaban
con la vida útil de los mismos.
Es importante señalar que el proyecto se encuentra enmarcado dentro de las
líneas generales del plan de desarrollo económico y social Simón Bolívar 2007-
2013 Capítulo VI, donde estaremos ampliando y mejorando las capacidades de las
redes eléctricas al servicio del desarrollo nacional, y así dándoles mayor calidad de
vida a las comunidades para su desarrollo pleno.
Objetivo general.
Realizar el Mejoramiento Del Servicio Eléctrico En La Comunidad De Las
Minas De Lobatera, Estado Táchira.
Objetivos específicos.
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Diagnosticar la situación eléctrica actual de la comunidad Minas de
Lobatera.
Determinar los requerimientos necesarios para realizar el proyecto de aumento
de transformación en la comunidad Minas de Lobatera.
Diseñar la propuesta para el aumento de banco de transformación de la
comunidad Minas de Lobatera.
Desarrollar la propuesta para el aumento de banco de transformación de la
comunidad Minas de Lobatera.
Implantar la propuesta del aumento del banco de transformación de la
comunidad Minas de Lobatera.
Alcance.
El diseño del proyecto contempla un mejoramiento en la capacidad de
transformación de todo el sector yasí eliminar los problemas en la deficiencia de
capacidad de transformación de la alta tensión a baja tensión. Se espera que con la
ejecución de este proyecto queden minimizadas lasposibilidades de problemas en la
red, como cortos circuitos y sobrecarga debido a que esta ha sido diseñada para
soportar el consumo de la comunidad.
Limitación.
El aumento de capacidad de transformación es solo para las áreas
comprendidas dentro de la comunidad evaluada.El proyecto no esta contemplado la
distribución de las líneas de baja tensión para el sector.
Estudio de factibilidad.
Previamente se ha realizado un estudio de factibilidad para el desarrollo del
proyecto donde en el mismo cuenta con la capacidad comprobable para el diseño y
4
ejecución del proyecto, se tiene el apoyo de los vecinos, como también la aprobación
y permisos de las instituciones y entes gubernamentales del municipio. Aunque existe
la mínima posibilidad de que el desarrollo del proyecto en el campo se vea
interrumpido, esto sería por:
Factores climatológicos: lluvias y precipitaciones, debido a que la ejecución
del proyecto es a la intemperie.
Suceso imprevisto: siniestro o fallas de la naturaleza como terremoto u otra
variación de índole natural.
Factibilidad técnica.
Se cuenta con Disponibilidad de personal Técnico calificado para el desarrollo
e instalación del banco de transformadores de baja tensión, también con la asesoría
de un personal de la empresa CORPOELEC con experiencia en la rama comprobable,
quien está a disposición y estará supervisando cada paso en la ejecución del proyecto.
Factibilidad económica.
Para la ejecución y puesta en marcha del proyecto, se cuenta con el talento
humano, el material y el equipo necesario para su elaboración, pero la ejecución de
la obra dependerá de las pautas a realizar por el consejo comunal para bajar los
recursos por medio del Ministerio del Poder Popular para las Comunas y Protección
Social, también interviene el factor tiempo para la construcción de dicha obra.
Factibilidad Operativa.
Una vez llevado a cabo la ejecución del proyecto, se hará la entrega de este a
la corporación eléctrica nacional (CORPOELEC), garantizando de esta manera el
mantenimiento y/o solución de cualquier problema o falla que se pueda presentar de
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manera imprevista en el banco de transformadores, logrando así un funcionamiento
optimo del mismo.
CAPÍTULO II: MARCO CONCEPTUAL
Antecedentes de la Investigación.
Duque O. CORPOELEC (2005). (Mejoramiento del servicio, carrera 19 vereda
12 de Octubre de San Rafael de Cordero, el proyecto consta de una extensión de línea
en alta tensión y baja tensión con postea dura, la colocación de un banco de
transformación de 1x25KVA y sus respectivo alumbrado público en sodio 100W, este
proyecto facilito los conocimiento prácticos y teóricos de criterios adoptados para la
ejecución general de redes de distribución y líneas de alimentación de CORPOELEC,
en lo establecido en el Código Eléctrico Nacional para este tipo de construcciones ).
Cajahuanca R. (2008). “Electrificación rural de las localidades de Bellavista,
Nuevo Horizonte, Nuevo Sinai, Alto Perú y Puerto Progreso. El presente proyecto se
fundamenta en la Ley N° 27293 del 27 de Junio del 2000, Ley del Sistema Nacional
de Inversión Pública. La falta de energía eléctrica en la zona impide el desarrollo
socioeconómico de la población(poco desarrollo comercial y turístico) las escuelas
debido a la falta de energía se encuentran limitadas cuya población estudiantil no
tiene acceso a la tecnología del mundo moderno. La pobreza en que viven dichas
comunidades, el poco nivel cultural de los pobladores y el limitado acceso a la
información hacen necesaria la ejecución del proyecto de electrificación de la zona,
para así fomentar el desarrollo turístico, comercial e industrial de estas comunidades.
La lejanía y el aislamiento, son las principales características de estas comunidades.
Además, el mercado en análisis es de bajo poder adquisitivo, con una demanda
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eléctrica proyectada reducida y con cargas dispersas que impiden las economías de
escala. Estas características determinan una baja rentabilidad privada para el proyecto
de electrificación de la zona, lo cual motiva que no sean atractivos a la inversión
privada y requieran de la participación activa del Estado. El trabajo aporto al proyecto
teorías relacionadas a las electrificaciones rurales de las localidades.
Esta monografía aporto al proyecto teoría sobre redes de distribución.
Bases Teóricas.
Distribución y Suministro de Energía Eléctrica.
Arroyo (2007), Argumento:
La energía eléctrica se produce en centrales de generación, se transporta a
aéreas de consumo mediante la red de distribución. Normalmente, y por razones de
seguridad, el consumo tiene lugar en baja tensión. La mayoría de los consumidores
reciben la energía eléctrica mediante redes de baja tensión conectadas a las redes de
distribución. Sin embargo, los grandes consumidores pueden estar directamente
conectados a las redes de transporte o distribución y disponer de redes propias de
distribución o baja tensión (p.1).
La generación distribuida, constituida fundamentalmente por centrales eólicas,
se inserta generalmente en las redes de distribución. Las subestaciones elevadoras
permiten la conexión de las centrales de generación a la red de transporte, las de alta
tensión a media tensión interconectan la red de transporte y las redes de distribución,
mientras que los centros de transformación interconectan las redes de distribución con
las redes de baja tensión.
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El conjunto de centrales de generación, consumos, subestaciones, centros de
transformación y redes de transporte, distribución y baja tensión se denomina sistema
de energía eléctrica.
Estructura de un sistema de energía eléctrica. AT: alta tensión, MT: media Tensión,
BT: baja tensión.
Se denomina alta tensión (AT) a tensiones iguales o superiores a 132KV, media
tensión (MT) a tensión entre 132KV y 400 V, y baja tensión (BT) a tensiones iguales
o inferiores a 400V. Las reglamentaciones de distintos países establecen definiciones
más precisas que por simplicidad no se incluyen en este libro.
La producción de energía eléctrica se realiza en media tensión por limitaciones
en el aislamiento de los alternadores, se transporta en alta tensión para minimizar las
perdidas en el transporte, se distribuye en media tensión por razones económicas y de
minimización de perdidas, y en núcleos urbanos se suministra generalmente en baja
tensión por razones fundamentalmente de seguridad para los usuarios.
Es importante tener en cuenta que en todo instante la energía eléctrica
producida debe ser igual a la consumida para que el sistema de energía eléctrica
funcione de forma estable. Este es un condicionamiento singular que diferencia la
energía eléctrica de otras energías y que da lugar a una sofisticación técnica
8
particular, porque cualquier incidente puede poner en peligro el equilibrio dinámico
del sistema. Además, la perdida de este equilibrio puede dar lugar a la pérdida del
suministro de algunas o muchas aéreas del sistema.
Un sistema de energía eléctrica trabaja bajo la supervisión continua de un
sistema de control y protección a efectos de mantener el equilibrio dinámico
generación-consumo y solventar los problemas relacionados con la integridad del
sistema, como son las faltas en las líneas o las averías en las centrales de producción.
Centrales de generación de energía eléctrica.
Arroyo (2007) señala que “las centrales eléctricas suministran energía de la red
de transporte mediante transformadores que elevan la tensión de en torno a 13KV,
que es una tensión típica de generación, a 220 o 400KV (132KV en menor medida),
que son tensiones típicas de transporte. La generación se realiza en trifásica. Los
transformadores se ubican en la así llamada subestación elevadora de la tensión. La
figura 2 ilustra la conexión de una central eléctrica a la red de transporte” (p.2).
La red de transporte.
La red de transporte tiene por objeto transportar la energía eléctrica producida
por las centrales de generación a las áreas de distribución. En general, la energía
eléctrica se produce en lugares alejados de las áreas de distribución, por lo que es
necesario disponer de una red con una capacidad de transporte adecuada para llevar la
energía desde cualquier centro de generación a las áreas de distribución. Un ejemplo
de sistema de energía eléctrica, que incluye redes de transporte de 230 y 132 KV,
concretamente la red IEEE RTS de 24 nudos (IEEE RTS). Se emplea el esquema
unifilar de esta red, en el que se representa una fase del circuito usando símbolos
estándares para cada componente.
9
La red de transporte permite transportar energía trifásica y en alta tensión,
típicamente a 220 o 400KV (en menor medida 132KV), a efectos de reducir las
pérdidas de energía en el propio transporte, y esta adecuadamente mallada, de tal
forma que la energía pueda transportarse de las zonas de generación a cualquier área
de distribución. Las líneas de la red de transporte son mayoritariamente áreas.
El empleo de redes trifásicas se debe a razones económicas, ya que son más
baratas que las monofásicas para transportar el mismo volumen de energía a igual
tensión; y técnicas, ya que la potencia activa de un generador o motor en trifásica es
constante, al contrario de lo que ocurre en monofásica, que es pulsante.
Conexión de una central eléctrica a la red de transporte
Ejemplo de sistema de energía eléctrica.
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Se denomina subestación a los nudos de interconexión de las redes eléctricas y,
en general, subestación de alta tensión a las subestaciones de la red de transporte. En
las subestaciones es posible desacoplar líneas de la red mediante interruptores
eléctricos (que permiten abrir el circuito en condiciones de corriente de carga y de
avería) y seccionadores (que, a efectos de seguridad, permiten visualizar la apertura).
En las subestaciones también se encuentran transformadores que permiten modificar
el nivel de la tensión eléctrica. En particular, las subestaciones de transformación
acoplan la red de transporte con las redes de distribución bajando la tensión de 400 o
220 KV a niveles de media tensión (típicamente 20KV). Asimismo, en las
subestaciones se encuentran sistemas de medida que incluyen transformadores de
tensión y corriente, voltímetros, amperímetros y vatímetros, así como relés de
protección y un adecuado sistema independiente de comunicación.
La red de transporte tiene un límite físico y un límite de estabilidad en cuanto al
nivel máximo de energía que puede transportarse. El límite de estabilidad es en
general más restrictivo que el límite físico. Por tanto, si la demanda crece, la red de
transporte deberá ser periódicamente ampliada.
Las redes de distribución.
Las redes de distribución permiten acercar la energía eléctrica a los
consumidores finales. Una determinada red de distribución obtiene energía eléctrica a
través de su conexión o conexiones con la red de transporte mediante subestaciones
de alta tensión a media tensión. La red de distribución suministra finalmente la
energía a los consumidores finales a través de centros de transformación de media
tensión a baja tensión. Los centros de consumo presentan diversas características en
cuanto a densidad de carga y fiabilidad, lo que determina su configuración.
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La tensión típica de las redes de distribución es 20 KV, aunque por razones
históricas esta tensión suele coexistir con otras tensiones, por ejemplo (66 y 45 KV).
Las redes de distribución son en general trifásicas.
Interconexión de la red de transporte y las redes de distribución.
Cada vez más, en las redes de distribución se integran centrales de generación
distribuida, como los parques eólicos, lo que supone una complicación técnica en la
explotación de estas redes. Las redes de distribución también son monopolios
naturales por las mismas razones que la red de transporte. Independientemente de sus
dueños, han de ser accesibles a cualquier consumidor y ampliarse y explotarse de
forma regulada.
Las redes de distribución presentan límites físicos en las líneas que no pueden
sobrepasarse y que vienen establecidos por la corriente máxima que admiten los
conductores. Si la demanda crece, la correspondiente red de distribución habrá de
reforzarse y/o ampliarse. Empleando nuevamente el símil del transporte por carretera,
las redes de distribución equivalen a las carreteras regionales que conectan la red de
autopistas con las carreteras locales.
Según su disposición sobre el terreno, se distinguen dos tipos de redes de
distribución: aéreas y subterráneas. Las redes aéreas pueden construirse con
conductores desnudos o con cable aislado, mientras que las redes subterráneas
emplean cable aislado. Las dos ventajas principales de las redes aéreas con respecto a
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las redes subterráneas son su menor costo de inversión inicial y su mayor
accesibilidad, que simplifica la detección de averías. Por el contrario, la acción de los
agentes atmosféricos incide notablemente en la fiabilidad de las redes aéreas,
implicando, además, un mayor costo de mantenimiento y una reducción en su vida
útil. Por otro lado, las redes aéreas están en desventajas frente a las subterráneas en lo
que se refiere a los impactos ambientales y estéticos.
Estructuras de las redes de distribución.
Las redes de distribución también se pueden clasificar en función de su
estructura, distinguiendo entre redes radiales, redes en anillo y redes malladas. A
continuación, se describen las características principales de estas configuraciones.
Redes radiales.
En las redes de distribución radiales las líneas parten de las subestaciones y se
ramifican extendiéndose por toda el área suministrada. Las redes radiales se
alimentan por un único extremo desde el que se realiza el suministro a los centros de
transformación mediante derivaciones o ramificaciones en antena que no se cierran
sobre sí mismas. De esta forma, la energía solo dispone de un camino para alcanzar a
los consumos partiendo de la subestación.
En la práctica, existen dos implementaciones mayoristas de redes radiales. Una
red radial en la que el alimentador principal, también llamado distribuidor, se
ramifica en derivaciones laterales que también se dividen hasta llegar a los centros de
transformación. En este tipo de redes la sección de los conductores disminuye a
medida que estos se acercan a los centros de transformación, dando lugar a las así
llamadas redes telescópicas.
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Red radial ramificada.
Para reducir la caída de tensión de la configuración anterior se emplean redes
radiales con centros de distribución en las que los alimentadores de gran sección se
extienden hasta puntos próximos a los centros de cargas, llamados centros de
distribución, desde donde se ramifican las derivaciones hacia los centros de
transformación. De esta forma, se reduce la longitud de las ramificaciones,
incurriéndose en caídas de tensión menores. Estas redes, además, permiten conectar
la carga de un ramal defectuoso a un ramal próximo, de forma que la interrupción del
suministro afecte al menor número posible de consumidores. Las principales ventajas
de las redes radiales son: (a) simplicidad en el diseño y operación, (b) costo bajo, por
el número reducido de aparatos de maniobra y por la sencillez del sistema de
protección, y (c) limitada capacidad de ampliación del suministro.
Estas características limitan el uso de las redes radiales para el suministro de
energía a zonas de densidad de demanda baja y media y/o con pocas exigencias en
cuanto a calidad del suministro.
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Red actual con centros de distribución.
Redes en anillo.
Las redes de anillo están formadas por una línea cerrada a lo largo de la cual se
reparten los centros de transformación. Estas redes proporcionan dos caminos para
alimentar a los centros de transformación, constituyendo una solución intermedia
entre las redes radiales y las redes malladas. El suministro de energía eléctrica se
puede realizar mediante una o varias subestaciones conectadas en diversos puntos del
anillo.
Las redes de anillo están provistas de elementos de maniobra que permiten la apertura
o cierre de cualquier sección del anillo. En condiciones normales, estas redes se
suelen explotar con una sección abierta, es decir, en modo radial. La aparición de una
avería en una línea obliga a realizar ciertas maniobras que permiten aislar la zona
afectada y restaurar el suministro a todas las cargas. Para el funcionamiento correcto
tras una avería, las líneas del anillo diseñadas para no sobrecargarse cuando algún
circuito esta fuera de servicio. Así mismo, la avería o el mantenimiento de un
transformador de un centro de transformación no interrumpen el suministro a los
otros centros de transformación conectados al mismo anillo.
Esquema detallado de una red en anillo.
Las principales ventajas de las redes en anillo con respecto a las redes radiales
son: (a) menor caída de tensión ante variaciones bruscas en la carga (con anillo
cerrado); (b) mayor fiabilidad y continuidad del suministro, ya que las averías afectan
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a menos consumidores; (c) mayor flexibilidad de operación, ya que permite un mejor
reparto de la carga, y (d) mayor facilidad de mantenimiento.
Por lo contrario, la configuración en anillo presenta los siguientes
inconvenientes: (a) es más cara; (b) los sistemas de protección empleados son los más
complejos; (c) la conexión de un centro de transformación adicional es más
complicada, y (d) una falta en una línea, automáticamente despejada mediante la
apertura y cierre de los interruptores pertinentes, puede ignorarse durante bastante
tiempo si no hay alarmas.
Las redes en anillo se suelen usar para suministrar grandes cargas como
consumidores industriales o consumidores comerciales, donde la continuidad del
suministro es de gran importancia. Asimismo, este sistema también se emplea para
alimentar cargas distribuidas como las de los consumidores residenciales en zonas de
elevada densidad de carga.
Redes malladas.
Las redes malladas se obtienen al enlazar varios anillos en las zonas de
concentración de demanda. Los centros de transformación de las redes malladas se
pueden alimentar por varias subestaciones cercanas mediante líneas de longitud
relativamente corta.
Las redes de distribución tienen la característica de: (a) Ser redes cerradas
unidas en los puntos de concentración de la carga; (b) Suministran a zonas de gran
densidad de carga y concentración; (c) Seguridad en el suministro muy alta; (d) Son
de líneas cortas y de gran sección.
Las redes malladas tienen la ventaja de: mayor flexibilidad de operación, mayor
fiabilidad y calidad del suministro (fiabilidad, regulación de tensión y pérdidas de
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energía) y desventajas como: mayor coste debido al sistema de protección y a la gran
capacidad de las líneas.
Selección de una red de distribución.
En un sistema de distribución de gran dimensión se puede emplear cualquiera
de las estructuras anteriores. La elección adecuada depende, por un lado, de las
características propias de la configuración (calidad de suministro, flexibilidad y
costo) y, por otro, de las características del consumo (densidad de carga de la zona,
número y ubicación de los puntos de concentración de carga, requerimiento de
seguridad del suministro, etc.).
A continuación, se describen los tipos de redes de distribución más usados para
alimentar consumos en zonas rurales, urbanas e industriales.
Redes rurales.
La electrificación rural se caracteriza por puntos de bajo consumo dispersos en
una zona relativamente amplia. Las grandes distancias entre los consumos hacen poco
atractivo económicamente el uso de redes en anillo o malladas. Por tanto, las redes de
distribución rurales suelen tener estructura radial, donde la energía fluye en un único
sentido desde el principio de la línea (subestación) hacia el final (centros de
transformación). Las líneas suelen ser aéreas y los centros de transformación se
ubican en postes o casetas.
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Red de distribución rural típica.
Redes urbanas.
Las redes urbanas se diferencian de las rurales por su mayor densidad de carga
y porque cada centro de transformación alimenta a un número elevado de pequeños
consumos. En zonas próximas a núcleos urbanos o en zonas con densidades de carga
medias se emplean líneas aéreas. En el interior de las poblaciones es mayoritario el
uso de líneas subterráneas con el objetivo de garantizar un mejor suministro (reducir
el número de interrupciones) y una mayor seguridad.
Las redes de distribución urbanas suelen adoptar la configuración en anillo. Las
redes malladas se emplean en zonas de densidad de carga elevada o en la
alimentación de consumos importantes en los que la calidad del suministro es crucial.
No obstante, las redes urbanas se operan como redes radiales, manteniendo algún
punto abierto.
En las redes subterráneas, la localización y reparación de averías es más
compleja que en las redes aéreas. Para garantizar la continuidad del suministro en las
redes subterráneas, los centros de transformación suelen permitir la alimentación por
uno u otro lado y se denominan centros de transformación de paso.
18
Centros de transformación de paso.
El esquema detallado de la configuración típica de una red urbana de
distribución con cable subterráneo. Se trata de una red mallada en huso apoyado y de
estructura simple.
Red de distribución urbana típica.
Redes industriales.
A partir de una cierta potencia, las instalaciones industriales no se pueden
alimentar en baja tensión por lo que deben conectarse a la red de media tensión a
19
través de centros de transformación. Las redes industriales abastecen centros de carga
cuya potencia puede ser muy variada. En función de la densidad de carga se pueden
emplear redes radiales, en anillo o malladas.
Cuando el tamaño de la industria es grande (varios MW) se suelen instalar un
centro de transformación con un único transformador o varios transformadores
conectados en paralelo por el devanado de baja tensión. Normalmente, el centro de
transformación se ubica lo más cerca posible del baricentro eléctrico de las cargas.
Asimismo, el centro de transformación se conecta a la subestación de AT/MT (o
centros de distribución) situada en la periferia de la industria mediante dos líneas de
media tensión, actuando una de ellas como línea de reserva.
Otra solución frecuente consiste en varios centros de transformación conectados
entre sí por una línea interior de media tensión, formando una red radial.La red
interna de media tensión puede alimentar directamente a algunas cargas especiales de
gran potencia.
Suministro a centro industrial con un centro de transformación.
20
Suministro a centro industrial con varios centros de transformación.
Suministro a centro industrial con dos centros de transformación y red interna
enanillo.
Líneas de Alimentación.
En 1972, Mata investiga que las líneas de alimentación son “todas aquellas
que operan con voltajes entre fases desde 500 hasta 34.5 KV conecten plantas
generadoras o sub-estaciones con redes de distribución o bien con bancos de
transformación aislados” (p.4).
Tensiones Normalizadas.
Líneas de su transmisión:
El voltaje normalizado es de 34.5 KV (conexión en delta).
Líneas primarias:
Los voltajes normalizado para líneas primarias serán las siguientes: 2.400
voltios (conexión en delta), 13.800 voltios (conexión en delta), 13.800/23.900 voltios
(conexión en estrella.
Líneas secundarias:
21
Los voltajes secundarios normalizados por la Comisión Venezolana de
Normas Industriales (COVENIN) son los:
120 Voltios – 2 hilos Uso residencial.
120/240 Voltios – 3 hilos Uso residencial.
240/480 Voltios – 3 hilos Uso residencial, alumbrado público.
Voltajes trifásicos
120/208 Voltios – Estrella – 4 hilos. Uso residencial, comercial y
Industrial.
240 Voltios – Delta – 3 hilos. Uso Pequeñas Industrias.
240/416 Voltios. Ídem. Uso comercial y residencial de alta densidad
eléctrica.
480 Voltios – Delta – 3 hilos. Uso Industria.
Frecuencia normalizada.
La frecuencia normalizada será de 60 Hz.
Normas y especificaciones generales para trabajos de topografía en el
trazado de líneas de sub-transmisión y en el levantamiento de centros
poblados.
Trazado de líneas de sub-transmisión y alimentación. Los trabajos de
topografía relacionados a los trazados de líneas de 13.8 KV y 34.5 KV
se discriminan así:
Reconocimiento de la zona y elección del trazado tentativo.
Estudio del trazado de la línea.
Elaboración de la lista de los dueños de los terrenos.
Levantamiento topográfico de la línea.
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Elaboración de los planos.
Reconocimiento de la zona y elección del trazado tentativo:
Se deberá realizar un reconocimiento de la zona para terminar las
características de la misma y los obstáculos a evitar, tales como: naturaleza del
terreno, altitud, pureza del aire (salitre, productos químicos, etc.), Obstáculos como
líneas eléctricas o de telecomunicaciones, vías férreas, autopistas, aeródromos,
parques forestales, etc.
Todos estos datos servirán al ingeniero proyectista para definir los materiales a
emplear, las condiciones de cálculo y determinar el rumbo de línea.
Estudio del trazado de la línea:
En base al reconocimiento de la zona y de las recomendaciones del ingeniero
proyectista, se procederá a elegir el trazado definitivo de la línea, tomando en
consideración los puntos siguientes:
Realizar las alineaciones más largas, evitando en lo posible los ángulos
grandes ( superiores a 30º )
Estudiar la posición de los ángulos, con el objeto de facilitar la
localización.
Pasar con respecto a las casas aisladas a una distancia horizontal mínima
de 5m. para líneas 13.8 KV y 15 m. para líneas de 34.5 KV.
Evitar las zonas de terreno inadecuadas a la realización de las fundaciones,
tales como pantanos, lagunas, terrenos de arrastre, etc.
Estudiar los cruces con líneas eléctricas y/o de telecomunicaciones,
carreteras, vías férreas, ríos, etc.
Respetar el reglamento de Aeródromos contenido en el decreto Nº 1.167
de fecha 19-2-1964.
23
Evitar en lo posible el paralelismo con las líneas de telecomunicaciones.
Se especifica la distancia mínima de este paralelismo con la formula empírica
siguiente:
d=13
√U
Donde d es la distancia mínima en metros entre línea de telecomunicación y la
de alimentación y es la tensión de la línea de alimentación e voltios.
Seguir lo más cerca posible a la carretera principal de la zona y procurar
facilidades de acceso para la construcción y mantenimiento.
El trazado escogido se señalara en el terreno por medio de banderas en
número suficiente para que pueda verse de una a otra. Se suministrara al
Ingeniero Proyectista un plano a escala 1/25.000 del trazado adoptado para su
aprobación. Este plano indicara todos los obstáculos de la línea y será
acompañado de un informe detallado justificativo del trazado escogido.
Levantamiento Topográfico de la línea.
En 1972, Mata expresa que “una vez aprobado el trazado de la línea y
teniendo el permiso provisional de los dueños, se indicara el trazado definitivo en el
terreno y se procederá al levantamiento topográfico del perfil longitudinal de la faja
planimétrica” (p.9).
El trazado será indicado en el terreno por medio de estacas de madera en
número suficiente (10 por Km) para asegurar la precisión del levantamiento. Estas
estacas serán pintadas en rojo y se limpiara el terreno alrededor para su fácil
identificación.
Por otra parte es obligatorio colocar botalones de concreto en todos los puntos
característicos como vértices, cruces y cumbres. Estos botalones tendrán la forma de
24
un tronco de pirámide de 20 x 35 cm y llevaran una cabilla de 12mm, en el centro. Se
pintara de rojo su marca de referencia, la tolerancia de alineación de las estacas y
botalones será en centímetros igual a D/500 + 5 , siendo D la distancia en metros del
punto considerado el vértice más cercano.
El levantamiento del perfil longitudinal se hará por medio de una nivelación
taquimétrica con la precisión máxima, tomando puntos a distancia entre si no
mayores a 50 metros en terreno plano y menores en terreno accidentado, es decir, a
cada cambio de pendiente del terreno.
Se especifica la tolerancia en centímetros como sigue, siendo D la distancia en
metros.
En longitud:
En terreno llano: 2√D
En terreno medio accidentado (pendiente media 10%): 3√ D
En terreno accidentado (pendiente media 20%): 4 √D
En altitud:
En cualquier caso: 0.5√ D
Las estaciones serán en número suficiente para conservar la precisión e la
medición de las distancias y serán controladas por visuales directas e inversas.
Cuando la pendiente transversal al eje de la línea sea mayor del 10% se deberá
levantar también el perfil a una distancia del eje mencionado determinada por el
Ingeniero Proyectista en base a l anchura real de la línea.
En el levantamiento del perfil longitudinal, se medirá también la altura de los
obstáculos tales como líneas existentes que la línea en estudio deberá cruzar y se
indicara el ángulo de cruce. En general se abrirá una pica de 1 metro de ancho donde
25
haya vegetación, pudiendo dejar los árboles de alto tronco o frutales si no molestan la
visual.
Se levantará además del perfil longitudinal una faja planimétrica de 30 metros
de ancho a cada lado del eje. Esta faja planimétrica indicará los límites de
propiedades, los limites y naturaleza de cultivos, el tipo de vegetación con la altura de
los arboles, las carreteras y caminos con su nombre, el curso de los ríos, quebradas,
acequias, canales, etc. En particular la naturaleza del terreno, (rocoso, pantanoso, etc.)
las líneas eléctricas o de telecomunicaciones, las casas, los accidentes de terrenos
importantes como taludes, barrancos, etc. En todo caso, se recomienda no alejar la
línea a más de 1 Km. De las vías transitables por vehículos de motor.
Elaboración de los planos.
El perfil de la faja planimétrica se dibujaran en un mismo plano con las
escalas siguientes: 1/2000 para las longitudes y 1/500 para las altitudes. Se hará una
separación en cada vértice en los perfiles, para obtener siempre la faja planimétrica
paralela el eje de base del perfil.
El perfil indicará los datos siguientes: maraca de las estacas, cotas de terreno,
distancia parcial, distancia progresiva, nombre de los dueños. Además, ese dibujará el
perfil lateral en caso dependiente transversal y todos los cruces como carreteras,
caminos y líneas, indicando para ellas la altura del cruce. La faja planimétrica
indicara el valor de los ángulos de la línea y de los cruces, y todos los datos
precitados en el levantamiento topográfico. También se indicara la posición de cada
estaca o botalón.
Además se hará también una planimetría general de la línea representando una
faja de 1Km. Por cada lado del eje de la carretera principal a o largo de la cual corre
la línea. Esta planimetría general indicara el eje de la línea, el valor de los ángulos,
26
carreteras y caminos de acceso, los ríos y quebradas, las líneas eléctricas u de
telecomunicación existentes. Los planos se harán según los tamaños especificados.
Requisitos para la presentación de proyectos de redes de distribución.
La documentación necesaria para la presentación de un Proyecto de distribución es la
que se especifica a continuación:
Memoria Descriptiva
Calculo Justificativo
Detalles y especificaciones de material
Montajes de mano de Obra
Planos del Proyecto
Cálculos para los proyectos.
Cálculos eléctricos:
Con los cálculos eléctricos se comprobaran la seguridad y eficacia de la
instalación que se proyecta, tanto para servicio con carga normal y máxima, como en
los casos de cargas anormales y cortocircuitos. Se comprobara también que no se
producirán dificultades, ni tensiones peligrosas en las líneas de telecomunicaciones,
que puedan ser afectadas por la instalación proyectada.
Se indicara la formulas utilizadas y los resultados a que llegan,
representándose todas las normas establecidas en el reglamento que rige la materia.
Cálculos Mecánicos.
Con los cálculos mecánicos se comprobará la seguridad mecánica de la
instalación proyectada. Se indicarán las formulas utilizadas y los resultados a que se
lleguen, teniendo en cuenta las prescripciones del reglamento.
27
Conductores de Líneas de Transmisión.
Los conductores en las líneas de transmisión son del tipo multifilar y constan de
una serie de alambres conductores trenzados en forma helicoidal.
La intención de que un conductor en las líneas de transmisión, sean de tipo
trenzado y no un conductor único solidó, es el hecho de agregar flexibilidad mecánica
al conductor proveyendo propiedades de resistencia mecánicas.
Los conductores trenzados poseen alambres cilíndricos, que son trenzados en
forma helicoidal conformando capas. En general un conductor de “n” capas, de
alambres, que posea un centro de conductor único puede ser determinado el numero
de alambre por medio de la ecuación
# Alambres = 3n2 – 3n + 1
#Alambres = 3(n2 – n)2 + 1
Para un conductor de tipo multifilar de conductor central único posee una
relación de alambres según el número de capas es: 7, 19, 37, 61, 91, 127,…. Etc. Los
conductores multifilares, pueden ser del tipo dilatado, cuando entre las capas de
conductores se incluyen papel, con la intensión de aumentar el radio aparente de un
conductor, sin aumentar la cantidad total de material conductor
Conductores Utilizados en las Líneas de Transmisión.
Conductor AAC:
Conductor ACSR:
Conductores ACAR
Conductores ASC o ACC
Conductores AAAC
28
Calibre de Conductores.
Para especificar un conductor trenzado multifilar se suele utilizar su calibre
como punto de partida, se entiende por calibre el área de la sección transversal, o
cualquier parámetro que la defina (Radio o Diámetro). Existen dos sistemas
internacionales aceptados, para definir el calibre de los conductores, estos son:
Sistema AWG
Sistema MCM
El sistema AWG, proviene de las iníciales inglesas de American Wire Gaje. En
este sistema los calibres de los conductores son definidos por una escala numérica,
que cumple con que la relación entre los números sucesivos de calibres es constantes,
entonces obedece a una progresión geométrica (cuya razón es 1.2610)
El sistema AWG, mientras mayor es el numero del conductor, menor es el
diámetro, en este sistema existen definidos cuarenta (40) calibres diferentes,
partiendo del numero 36 (diámetro de 0,005 pulgadas) hasta llegar al calibre 0, 2/0,
3/0, y 4/0 (Diámetro de 0,46 pulgada)
En Venezuela como se a indicado el conductor utilizado es del tipo ACAR,
distinguiéndose los calibres para conductores de fase.
Voltaje de operación Calibre del Conductor Típico
115 1f * 500 MCM
230 1f * 1100 MCM
400 2f * 1100 MCM
765 4*f 1100 MCM
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Tabla 1. Calibre de Conductores de Fase, Típico de Líneas de Transmisión
Venezolanas
En Venezuela las industrias de mayor importancia y renombre en la fabricación
de conductores desnudos para líneas de transmisión son:
CABEL, Maracay estado Aragua.
ICONEL, valencia Estado Carabobo.
CABELUM, Ciudad Bolívar, Estado Bolívar.
SURAL, Puerto Ordaz, Estado Bolívar
ICONEL, CABELUM Y SURAL fabrican ACAR y Aluminio reforzado en un
margen de calibre que depende de la tensión de 350 a 500 MCM para líneas a 115
KV y 1100 MCM para líneas de 230 y 400 KV.
La Empresa Venezolana CADAFE ha Normalizado las Líneas:
Líneas de 115KV : ACAR 350 o 500 MCM
Líneas de 230 y 400 KV : ACAR 1100MCM
30
Tabla 2.Calibre de los Conductores
Apoyos.
Los apoyos a ser utilizados, se clasifican en: Apoyos sencillos y Estructura auto
soportante tipo H y triple, su localización está limitada por:
El vano de flecha máxima.
La carga transversal máxima de diseño.
La carga vertical máxima de diseño.
Los apoyos serán localizados teniendo en cuenta los obstáculos cruzados, la
distancia mínima al suelo y las cargas máximas que ellas pueden soportar. Se
recubrirán con dos (2) manos de pintura de aluminio y pintura bituminosa negra en la
base, a fin de protegerlos de las condiciones ambientales y se identifican con el
número correspondiente pintado con pintura negra a una altura de 4 m de la base del
poste. La unión de las diferentes secciones tubulares previamente seleccionadas según
la conformación indicada del poste se hará por el procedimiento de empotramiento en
caliente.
Deberán someterse en la planta de fabricación a pruebas de torsión y flexión
en un porcentaje de por lo menos del 1% de los postes a ser utilizados y terminarse
razonablemente lisos, libre de rebaba y bordes cortantes
Apoyos sencillos.
Los apoyos sencillos están constituidos por postes tabulares de acero, de tres
secciones diferentes y con las características y dimensiones dadas en la tabla 1 y (fig.
14). Son diseñados para soportar las cargas transversales resultantes y al tiro de los
conductores, podrán ser utilizados como apoyo en alineación.
31
Estructura auto soportante tipo H.
Está constituida por dos postes de tubulares de acero, de tres secciones
diferentes con las características y dimensiones dadas en las tablas 3 y unido por
planchas de acero a manera de travesaños de altura y espesor indicados en la figura
14. Son diseñados para soportar cargas transversales resultantes debido al viento y al
tiro de los conductores, evitando la utilización de retenidas o en consecuencia podrán
ser utilizados como apoyo en amarre, en alineación, terminales y ángulos, y en cada
caso el eje de la estructura se colocará en la dirección de la fuerza resultante.
Tabla 3. Características de los postes de acero
Figura 1. Dimensiones del poste y estructuras auto soportante
32
Distancias mínimas a tierra.
Las distancias mínimas entre los conductores más bajos y el suelo no serán
menores que las permitidas por la norma CADAFE Nº 58-87 de diseño para líneas de
alimentación y redes de distribución.
Terreno abierto no transitorio 6,00 m
Sobre calles, callejones o caminos vecinales 7,50m
Sobre Carreteras 8m
Especificaciones del montaje.
Las especificaciones técnicas definen los parámetros básicos que se deben
seguir para la construcción de la línea de subtransmisión descrita, establecidas
siguiendo las normas generales de CADAFE. Los planos anexos están especificados
de acuerdo a estas normas, en la hoja de localización se detallan los aspectos más
importante del proyecto según lo especificado en los planos.
Los apoyos están identificados con caracteres numéricos indicándose su
posición según la progresiva y estación señalada en cada punto, los vanos entre
apoyos, y el tipo de apoyos.
El tipo de montaje para cada apoyo se señala en el plano según lo siguiente:
A: Amarre en alineación.
AT: Amarre intermedio.
A1: Montaje en ángulo terminal.
AI: Amarre 170 º - 180º con cruceta doble y aisladores de espiga.
A2: Montaje en ángulo 120 º - 170º con cruceta doble y aisladores de
amarre
33
A3: Montaje en ángulo 90 º-120º con dos cruceta doble y aisladores de
amarre.
Ad: Amarre alineación en derivación.
T: Alineación Poste de transformación.
Ab: de bandera.
A2d: Montaje en ángulo 120 º - 170º, con derivación.
Especificaciones de construcción.
Se procederá con el mayor cuidado de hacer el tendido de los conductores,
con el fin de no dañarlos, quedando prohibida su extensión por el suelo. Para el
tendido de los conductores se utiliza poleas fijas en los postes o en las crucetas, en el
momento de tender los cables se revisan cuidadosamente para eliminar las partes que
pudiesen estar dañadas, evitando de esta manera roturas prematuras así como la
formación de nudos. Para el tensado de los conductores deberá utilizar un
dinamómetro, dándose las tensiones mecánicas indicadas en las tablas normalizadas
para conductores tipo AA 6201 o equivalente.
En alta tensión la sujeción de los conductores en los puentes se hace con
conectores a comprensión YDS-RL, o su equivalente utilizando dos (2) por cadena o
puente en los soportes de amarre. En un mismo vano solo está permitido un empalme
por conductor y bajo ninguna circunstancia podrán hacerse a menos de tres (3) metros
del apoyo, de todos los conductores en un vano solo la tercera podrá llevar empalmes.
Quedan prohibidos los empalmes en cruces de conductores y en los vanos
inmediatos de ambos lados del cruce. Todo empalme del conductor en vano de línea
se efectúan con conectores tipio manguito YDS-RL o su equivalente. Cualquier otro
sistema será utilizado siempre que se compruebe que su resistencia no sea inferior al
95% de las resistencias de rotura del conductor empalmado.
34
Equipos y materiales.
Los equipos y materiales para la construcción de la línea, poseen
requerimientos dadas por las normas CADAFE y se especifican a continuación.
Tipos de transformadores.
Tipo convencional de poste: Los transformadores de este tipo constan de
núcleo y bobinas montados, de manera segura, en un tanque cargado con aceite;
llevan hacia fuera las terminales necesarias que pasan a través de bujes apropiados.
Bujes de alto voltaje.
Pueden ser dos, pero lo más común es usar un solo buje además de una
terminal de tierra en la pared del tanque conectada al extremo de tierra del devanado
de alto voltaje para usarse en circuitos de varias tierras. El tipo convencional incluye
solo la estructura básica del transformador sin equipo de protección alguna. La
protección deseada por sobre voltaje, sobrecarga y cortocircuito se obtiene usando
pararrayos e interrupciones primarias de fusibles montados separadamente en el poste
o en la cruceta muy cerca del transformador. La interrupción primaria del fusible
proporciona un medio para detectar a simple vista los fusibles quemados en el sistema
primario, y sirve también para sacar el transformador de la línea de alto voltaje, ya
sea manual, cuando así se desee, o automáticamente en el caso de falla interna de las
bobinas.
Transformador auto protegido
El transformador auto protegido tiene un cortocircuito secundario de
protección por sobrecarga y cortocircuito, controlado térmicamente y montado en su
interior; un eslabón protector de montaje interno conectado en serie con el devanado
35
de alto voltaje para desconectar el transformador de la línea en caso de falla interna
de las bobinas, y uno o más apartarrayos montados en forma integral en el exterior
del tanque para protección por sobre voltaje. En caso todos estos transformadores,
excepto algunos con capacidad de 5KVA, el cortocircuito opera una lámpara de señal
cuando se llega a una temperatura de devanado predeterminada, a manera de
advertencia antes del disparo. Si no se atiende la señal y el cortocircuito dispara,
puede restablecerse este y restaurarse la, carga por medio de una asa externa. Es
común que esto se logre con el ajuste normal del cortocircuito, pero si la carga se a
sostenido por un tiempo prolongado tal que haya permitido al aceite alcanzar una
temperatura elevada, el cortocircuito podrá dispararse de nuevo en breve o podrá ser
imposible restablecerlo par que permanezca cerrado. En tales casos, puede ajustarse
la temperatura de disparo por medio de un asa externa auxiliar de control para que
pueda volverse a cerrar el cortocircuito por la emergencia hasta que pueda instalarse
un transformador más grande.
Transformador auto protegido trifásico.
Estos transformadores son similares a las unidades monofásicas, con la
excepción de que emplea un cortocircuito de tres polos. El cortocircuito está
dispuesto de manera que abra los tres polos en caso de una sobrecarga seria o de falla
en alguna de las fases.
Transformador auto protegido para bancos de secundarios. Está en otra
variante en la que se proporcionan los transformadores con los dos cortacircuitos
secundarios paras seccionar los circuitos de bajo voltaje, confinar la salida de
operación únicamente a la sección averiada o sobrecargada y dejar toda la capacidad
del transformador disponible para alimentar las secciones restantes. Estos también se
hacen para unidades monofásicas y trifásicas.
Protección contra descargas atmosféricas.
36
Las descargas atmosféricas causan serias perturbaciones en las redes aéreas de
transmisión y distribución de energía eléctrica, antes de provocar daños materiales en
las construcciones atendidas por ellas, sin contar los riesgos de vida a que las
personas o animales están sometidas.
Las descargas atmosféricas inducen ciertas tensiones que llegan a centenas de
KV en las redes aéreas de transmisión y distribución de las concesionarias de energía
eléctrica, obligando a utilizar cables de guardia a lo largo de las líneas de tensión más
elevadas y pararrayos para la protección de equipos instalados en ese sistema.
Cuando las descargas eléctricas entran en contacto directo con cualquier tipo
de construcción, tales como edificios, tanques metálicos de almacenamiento de
liquido, partes estructurales de las subestaciones, son registrados grandes daños
materiales que podrían ser evitados en caso de que esas construcciones estuviesen
protegidas adecuadamente por pararrayos de tipo asta. (UMSS).
Pararrayos o descargador de sobretensión (DPS) por alta.
Su objetivo es limitar las sobretensiones y desviar a tierra las
corrientes ocasionadas por las descargas que puedan llegar al transformador por
su lado de alta tensión.
El pararrayos puede instalarse uno en cada fase, directamente sobre el tanque
del transformador sobre una base o soporte o con un soporte para montaje sobre
cruceta.
Debe conectarse directo y firmemente al terminal del aislador mediante un cable
flexible. La conexión a tierra debe hacerse con un cable trenzado de cobre de longitud
mínima de 250 mm.
37
Los pararrayos de óxido metálico se componen de cámara aislante y
resistencias no lineales. (Figura. 6)
Los pararrayos se deberán identificar al menos por la siguiente información
que aparecerá en una placa permanentemente unida a los mismos:
Figura 2. Pararrayos de óxido metálico
Tensión máxima de operación continua (Tc o MCOV).
Tensión asignada (Tr).
Frecuencia asignada.
Corrientes nominal de descarga.
Tensión máxima de descarga o tensión residual (opcional).
Nombre del fabricante o marca registrada, tipo e identificación del
pararrayos completo.
Año de fabricación.
Número de serie (al menos, para pararrayos con tensiones asignadas
superiores a 60 KV).
Selección del pararrayos.
38
Según Carlos Felipe Ramírez en su libro; “Subestaciones de Alta y Extra Alta
Tensión”, publicado en Medellín en 1989 por la Editorial Cadena, los pasos son:
Cálculo de la Tensión continúa de operación (COV).
COV = Um/√3
Cálculo de la Sobre tensión temporal, TOV.
TOV = Ke COV
Donde:
Um: Es la tensión máxima del sistema (KV).
Ke: Es el factor de tierra.
Ke = 1,4 para sistemas sólidamente puestos a tierra.
Ke = 1,73 para sistemas con neutro aislado.
La tensión asignada Tr, del pararrayos se obtiene a partir de los factores Ro y Re.
Ro = COV/Ko
Re = TOV/Kt
Donde:
Ko: Es un factor de diseño del pararrayos que normalmente es 0,8
Kt: Es un factor que depende de tiempo de duración de la sobretensión temporal, un
buen valor es 1,15.
Entre Ro y Re, se toma el de mayor valor y se le aplica un factor de seguridad, Fs,
que puede ser 1,05. Obteniéndose así Tr que se ajustará a la tensión normalizada.
Fusible de expulsión.
Se emplea para proteger al sistema de distribución de fallas internas del
transformador. Se conecta en cada fase del transformador en serie entre el terminal
interno del aislador y la salida del devanado de alta.
39
Figura 3. Fusible de expulsión.
Figura 7.Interruptor Térmico o Termo magnético por el Lado de Baja Tensión.
El interruptor secundario es un interruptor especial que se instala inmerso en
el aceite y conectado en serie entre el devanado de baja tensión y su respectivo
terminal. Debe coordinar con el fusible para operar primero que este.
Figura 4. Interruptor térmico
Pararrayos o Descargador de Sobretensión (DPS) por el Lado de Baja
Tensión.
A opción, se debe indicar si se requiere pararrayos o descargador de
sobretensión (DPS) por el secundario.
Su función es proteger al transformador contra las siguientes sobretensiones:
Sobretensiones transferidas
Sobretensiones inducidas
Sobretensiones por choque directo (Ver figura 9)
40
Figura 5. Pararrayos por el lado de baja tensión.
Seccionadores para líneas de 34.5 KV
Los seccionadores a ser utilizados serán con las características dadas por las
normas ANCI C3730, IEC 265.
El aislador de suspensión (15KV).
Aislador debe ser hecho de porcelana, la superficie del aislador que estará al
descubierto una vez ensamblado deberá ser verificada y relativamente libre de
imperfecciones. Las partes metálicas deberían estar galvanizadas de acuerdo con las
normas ASTM, (especificaciones de recubrimiento con zinc, (inmersión en caliente)
para herrajes de hierro y acero, (ACTM-153). El aislador será del tipo campana con
pasador y chaveta, sus dimensiones tendrán una tolerancia de acuerdo a:
Dimensiones menores de 2 cm ± 5%
Dimensiones de 2 a3 cm ± 1 mm
Dimensiones mayores de 3 cm ± 3%
Los mismos podrán ser de las siguiente marca: NGK – catálogo Ct-6r-2,
GAMMA-catálogo 8265, OHIO – BRASS – catálogo 3243 o equivalente.
Aisladores de espiga (34.5KV)
41
El aislador debe ser hecho de porcelana y toda la superficie, con excepción de
las zonas de fijación deberá ser vitrificada y relativamente libre de imperfecciones. El
aislador tendrá una rosca de 3.49cm con las siguientes características eléctricas:
Distancia de fuga 53.3 cm
Resistencia mecánica 1360 Kg
Tensión de descarga a baja frecuencia en seco 125 KV
Tensión de descarga a baja frecuencia en humedad 80 KV
Tensión de descarga a impulso crítico – positivo 200 KV
Tensión de descarga a impulso critico – negativo 265 KV
Tensión de perforación a baja frecuencia 165 KV
Tensión máxima de radio influencia a 1000 KHZ 200 uVc.
Los aisladores podrán ser de las siguientes marcas: NGK – catalogo HAA 152778,
gamma – catálogo 8355, Ohio Brass – catálogo 38222 o equivalente.
Barra a tierra.
La barra a tierra deberá ser manufacturada de acero laminado en caliente
revestido con una capa de cobre mediante soldadura o proceso electrolítico. La
Memoria misma debe ser lisa con el tope biselado y la punta cónica, la barra debe ser
lo suficientemente fuerte para no doblarse y evitar la formación de hongos cuando se
esté en tierra en condiciones normales. Los mismos podrán ser de las siguientes
marcas: MEICA, SAIEN o equivalente.
Conector de Aterramiento
El conductor que une el poste al conductor de cobre debe ser manufacturado
en bronce, con una tolerancia de 2%. Los mismos podrán ser de la siguiente marca:
Saien, FERROGALVAN, TIMELCA o equivalente.
Conectores o puentes aéreos.
42
El conector a ser utilizado para la realización de puentes y uniones de
conductores de aleación de aluminio, debe cumplir con las siguientes normas: UL
486B, EE pub TDJ 162, NEMA pub SG 14,10 1962, en caso de contradicciones se
establece la jerarquía indicada. Los conectores serán manufacturados de aluminio
fundido, altamente resistente a la tracción y a la corrosión. La resistencia mínima será
de 45 Kg/mm2 la superficie del conector deberá estar libre de burbujas que interfieren
en el buen uso, pueden ser de las siguientes marcas; FUVENCA, BLACKBURN Y
BURNU.
Crucetas.
Es una pieza que se fabrica con un ángulo de acero laminado y galvanizado en
caliente según lo establece las normas venezolanas COVENIN 1212-81. Según su
longitud se clasifican en crucetas de 1.80, 2.40, 3.0m. Este herraje deberá cumplir
para cada tipo las dimensiones especificada por las normas de CADAFE Nº 274 – 91
(ver tabla 2). Esta provista de perforaciones necesarias para su fijación al poste y a la
de los distintos accesorios y equipos presente en el área de distribución (ver Fig., 15).
Las mismas deben soportar en el ensayo de flexión como mínimo una tensión de
3000 kg., en el hueco de fijación al poste, las dimensiones tendrán una tolerancia de
±2%. El espesor del galvanizado deberá ser un mínimo de 55 micras las mismas
podrán ser de las siguientes marcas: SAIEN, MEICA, TRANSMECA.
Grillete.
Es una pieza fabricada con una barra de acero cilíndrica lisa, doblada en forma
de “U”, con dos ojos en sus extremos, por donde se introduce el pasador con cupilla
que sujeta a la cruceta. Su función principal es la de fijar las cadenas de aisladores de
suspensión a la cruceta. Los grilletes como el pasador, deben ser manufacturados en
acero laminado en caliente ó acero maleable de fundición grado SAE-1010 de calidad
43
comercial. La cupilla de seguridad deberá ser fabricada en bronce, cobre u otro
material de alta resistividad a la corrosión.
Este herraje está constituido por tres piezas como lo indica la fig. (16). Las
dimensiones son las exigidas por las normas de CADAFE Nº 259-91 y están
especificada en la tabla (3), con una tolerancia de ± 2%. Las partes componentes del
grillete: la “U”, el pasador, y la cupilla deberá presentar una superficie lisa sin bordes
cortantes. El galvanizado deberá ser continuo, uniforme libre de manchas, burbujas o
grietas que puedan afectar la durabilidad de las piezas. Deberá soportar
mecánicamente, una tensión mínima de 7200 kg sin sufrir deformaciones o facturas.
Los mismos serán de las siguientes marcas: SAIEN, MEICA, TRANSMECA o
equivalente.
Tabla 4. Dimensiones de las crucetas en (mm)
Tabla 5. Dimensiones del Grillete
44
Figura 6. Cruceta.
Figura.7Grillete
Grapas para guayas.
Es fabricada con barra cilíndrica lisa, calibrada doblada en forma de “U”, con
sus extremos roscados y por un asiento que permite realizar la función para la cual
está diseñada: sujetar las guayas. El material utilizado para la fabricación del asiento
de la grapa para guayas deberá ser de acero al carbono, grado SAE-100, calidad
comercial, laminado en caliente, redondas y lisas grado SAE 1010, la superficie de
este herraje deberá ser recubierta mediante el proceso galvanizado en caliente, y con
un espesor de 55 micras. Las dimensiones son las exigidas por las normas de
CADAFE Nº 265-71 con una tolerancia general de ± 0.5%, deberá soportar una carga
de tracción de 5000 kg y la rosca una carga de troqué de 20 pie/libra.
45
Pletinas.
Es una pieza fabricada de perfil plano de acero, de dimensiones variables, con
una perforación en cada extremo. Su función consiste en reforzar, arriostrar
(mantener fijas) las crucetas, manteniéndolas en ángulo recto con el poste. Según su
longitud se clasifican en pletinas de 600, 700, 800 mm.
El material utilizado para la fabricación de las pletinas deberá ser de acero al
carbono, grado SAE-1010, calidad comercial, laminado en caliente. Está constituido
por una sola pieza (ver fig. 17), sus dimensiones son las requeridas por las norma
CADAFE Nº 2645-91 indicadas en la tabla (5), con una tolerancia general del ± 2%.
Las pletinas deberán cumplir con los requerimientos mecánicos del acero tipo SAE-
1010 de 24.6 kg/mm, deben ser lo suficientemente resistente para doblarse 10 grados
a la altura de un hueco o 140 grados en cualquier punto entre los huecos sin
deteriorarse o partirse en la parte externa del doblado. Las mismas podrán ser de las
siguientes marcas: SAIEN, MEICA, TRANSMECA o equivalente.
Figura 8.Pletina de hierro
Tabla 6. Dimensiones de la pletina (mm)
46
Abrazaderas.
Las abrazaderas deben ser manufacturadas de acero laminado en caliente y
galvanizadas por inmersión en caliente. El espesor de la capa de galvanizado de la
abrazadera debe ser de 55.27 micra por valor promedio, el galvanizado de las tuercas
y tornillos debe ser de 53.14 micras por valor promedio, según las normas. Los
tornillos deben ser manufacturados de acero templado y enfriado por inmersión,
igualmente debe ser galvanizado por inmersión en caliente.
Las abrazaderas deben soportar una tensión mecánica mínima de 4000 kg. A
7200 kg., las dimensiones tendrán una tolerancia de ± 2%. Las abrazaderas de tres
tornillos vendrán provistas de dos tornillos OPH/ de 1.27 cm. y de 6.35 cm., de largo
y un tornillo de diámetro 4.39 y 5.08 cm. de largo y las abrazaderas de cuatro
tornillos vendrán provisto de dos tornillos OPH/ de 1.27 cm., y de 6.35 cm., de largo
y dos tonillo, las mismas podrán ser de las siguientes marcas, sain, meica, transmeca
o equivalente.
Asiento para crucetas.
Es una pieza fabricada con acero laminado en caliente cuya función consiste
en adaptar la superficie plana de la cruceta a la superficie cilíndrica del poste con el
objeto de obtener mayor rigidez en la instalación. El material utilizado, debería ser de
acero al carbono, grado SAE-1010, calidad comercial, laminado en caliente. Este
herraje está constituido por una sola pieza, según lo define la fig. (18), y sus
dimensiones por las norma CADAFE Nº 269-91 en la tabla (7), y con tolerancia
general del ± 1%, deberá ser recubierta mediante el proceso de galvanizado en
caliente y según la norma venezolana COVENIN 1212-81, con espesor de 55 micras,
este equipo deberá soportar mecánicamente en el conjunto de sus partes una carga de
comprensión de 500 kg.-f.
47
Figura 9. Asiento para crucetas
Tabla 7. Dimensiones de asiento para crucetas (mm)
Perno roscado a todo lo largo.
Es una pieza fabricada con barra cilíndrica lisa de acero laminado en cliente,
roscada a todo lo largo, de longitud variable, provista de 4 arandelas planas y cuatro
tuercas. Su función es fijar entre si las dos crucetas y en sus extremos las tuercas de
ojo. Según su longitud se clasifican en pernos roscados de 230mm (5/8*9)”. Deben
fabricarse de barras de acero al carbono laminados en caliente redondas y lisas grado
SAE-1010. Esta constituido por una pieza, estará provisto de cuatro tuercas que
vendrán roscadas a este y cuatro arandelas planas según se define en la Fig. (19), las
dimensiones están determinadas por la norma CADA FE Nº 276-91 en la tabla (8).
Están recubiertos mediante el proceso galvanizado en caliente, el roscado del perno se
realizará antes de galvanizarlo deben soportar una carga de tracción de 7200 kg., y la
rosca del perno deberá soportar una carga de troqué de 6.33 cm/gr. (80 pie/libra), los
mismos podrán ser de las siguientes marcas: SAIEN, MEICA, TRANSMECA.
48
Figura10.Perno roscado a todo lo largo.
Tabla 8. Dimensiones del perno roscado.
Figura 11. Crucetas unidas por perno roscado.
Guaya de acero.
Las guayas serán elaboradas con alambre de acero de 3.04 mm de diámetro,
deben soportar una tensión de ruptura de 7000 kg., tendrán un acabado liso en todas
las superficies sin rebaba o filos cortantes, un recubrimiento de zinc de 73.4 micras de
espesor. Las mismas podrán ser de las siguientes marcas: BIVENSA o WIRECO.
Adaptadores de cruceta al poste
49
Los adaptadores deben ser manufacturados de acero laminado en caliente o en
acero maleable de función y galvanizados por inmersión en caliente. El adaptador
debe ser capaz de soportar una fuerza de comprensión, en condición de trabajo de
4000 kg, sin deformarse, las dimensiones tendrán una tolerancia de ± 2% las mismas
podrán ser de las siguientes marcas: SAIEN, MEICA, TRANSMECA, TIEMCA.
Concreto de fundaciones
La resistencia del concreto será de 250 Kg/cm2 a los 28 días para las
fundaciones de poste, se determinará la resistencia del concreto a emplearse por
medio de cilindros de pruebas para que el concreto cumpla con los requerimientos de
resistencias de estas especificaciones. El promedio de ensayos podrá resultar con la
resistencia menor que el 90% de la especificada. Estas se calculan según los criterios
especificados por las normas CADAFE, por volcamiento y por compresión.
Instalación de poste.
El poste de acero se monta sobre una losa o placa de concreto. La losa o placa
de concreto deberá secar como mínimo 24 horas antes de ser cargado con el peso del
poste el montaje de los mismos se efectúa de forma que ningún caso soporte los
esfuerzos para los cuales han sido construidos.
Un poste levantado deberá encontrarse en una posición tal que cumpla con las
siguientes tolerancias:
Verticalidad: 5 mm por metro
Desviación: 5 cm
Horizontalidad de las crucetas: 5 cm por metro
Orientación: la distancia entre las crucetas y la perpendicularidad al eje
de la línea.
50
Los postes se instalarán de tal manera que el manguito de protección contra la
oxidación de la base sobresalga de la superficie del terreno 20 cm como mínimo,
deberán ser pintados con (2) dos manos de pintura de aluminio difuso y una mano de
pintura anticorrosiva de fondo.
Las medidas de las fundaciones serán indicadas en los cálculos anexos y se
harán en concreto que aseguren una resistencia de 250 kg/cm2 a los 28 días. Para la
protección de la base del poste hasta 1 metro por encima del nivel del terreno, se
deberá seguir el procedimiento siguiente:
Limpiar el 100% de la superficie a proteger con un solvente adecuado
para remover grasa, aceite, polvo, etc., y dejar secar completamente.
Aplicar (2) manos de pintura a base alquitrán de hullaepoxica de color
negro, aplicada con brocha, en un tiempo de secado de diez horas en tres
manos y para un espesar de 200 mm.
Instalación de cruceta
Las crucetas a usar serán de tipo angular, metálicas de 78*75*8*2400 mm,
para montaje horizontal. Las crucetas sencillas se utilizan para postes en alineación y
en caso de apoyo en vértices para ángulos menores de 5º, las crucetas dobles deberán
utilizarse para poste con derivaciones, poste de amarre, poste terminales, en las de
soporte cortacorrientes, en vértices mayores de 5º y en postes utilizados para cruces
de carreteras.
Instalación de aisladores
Para las líneas de 34.5 KV los aisladores serán de porcelana del tipo palillo
cadenas de porcelana de 15 KV. Se verificará antes de la instalación que cada aislador
51
esté en buen estado y no haya sufrido daños durante el montaje, cualquier daño físico
que presente un aislador será suficiente para desecharlo y sustituirlo por otro.
Se deberá constatar antes del montaje de la cadena de aisladores y sus
accesorios que la calidad de elementos y los diferentes accesorios tanto de la fijación
a las estructuras como de unión entre ellos, sean los correctos y aprobados por
CADAFE.
Instalación de conductores
El conductor a utilizar será de aluminio ARDIVAL o su equivalencia calibre
Nº 1/0 AWG. Se procederá con el mayor cuidado al hacer el tendido de los
conductores con el fin de no dañarlos quedando prohibida la extensión de
conductores arrastrándolos sobre el terreno. Para los trabajos de tendido se utilizan
poleas fijadas en los postes o crucetas, los conductores se revisarán cuidadosamente
en el momento de extenderlo para eliminar las partes dañadas, evitándose de esta
manera roturas prematuras. Se evitarán especialmente la formación de nudos, para lo
cual el contratista deberá tener el mayor cuidado en la correcta colocación del carrete
de cable para extracción y montaje del conductor.
El contratista deberá suministrar todas las herramientas y equipos especiales
para empalmar, tensar y flechar el conductor, CADELA se reserva el derecho de
aprobar las herramientas y equipos a ser usados por el contratista. En los aisladores
de palillos se fijará los conductores por medio de amarres construidos por alambres
de aluminio para atar, calibre Nº 6 AWG, en cadenas de aislamiento de amarre y
suspensión, los conductores se fijan con grapas de amarre de fabricación comercial.
El empalme de conductores debe evitarse, pero si alguno caso llegare a ser
evidente su utilización se hará bajo la supervisión y aprobación de CADELA. Quedan
prohibidos los empalmes en cruce de carreteras y en los vanos inmediatos de ambos
52
lados del cruce, todas las conexiones entre conductores y muy especial en
derivaciones y amarres se harán con dos conectores por extremo.
Instalación de barras a tierras
Las barras se colocan verticales y la parte más baja de los electrodos deberán
estar a 2.40mts de la superficie del terreno. Se podrán sumergir los electrodos
directamente en agua, cerca de lagunas o ríos, se recomienda su colocación sobre
tierra húmeda y lo más cerca posible del agua.
La conexión de los electrodos a los conductores se hará de preferencia soldada
con estaño, en los casos que no resulte práctica la soldadura se ejecutará la conexión
con conectores a tornillo. Entre tornillo y conductor se clocará una arandela de hierro
de 3 mm de espesor, las partes a unirse deberán estar limpias y la conexión completa
se protegerá con pintura a base de asfalto para impedir oxidación. La cantidad de
barras están indicadas en los cómputos métricos de obras.
Instalación de seccionadores.
Para el montaje de los seccionadores se deberá tomar las precauciones
necesarias para evitar que se rompan los aisladores y componentes internos. Luego de
montado cortacorrientes seccionadores, la porcelana será limpiada con un trapo suave
para remover todo el polvo y suciedad. En el caso de presencia de aceite o grasa, se
podrá usar un solvente aprobado por el inspector. Después de utilizar cualquier
limpiador, la porcelana deberá ser limpiada con un trapo seco. Una vez montados los
seccionadores se deberá realizar una inspección ocular para constatar el buen estado
del mismo, en especial se verifica lo siguiente:
Rigidez del montaje.
Rigidez de la estructura soporte.
53
Estado de los aisladores.
Instalación de pararrayos
Se tomaran precauciones necesarias para evitar que se rompan los aisladores y
componentes internos, antes de montarlos se verificara que no hayan sufrido daño en
el transporte. Luego de montado la porcelana será limpiada con un trapo suave para
remover todo el polvo y suciedad, en caso de presencia de aceite o grasa, se podrá
usar un solvente aprobado por el inspector. El conductor de conexión a tierra debe ser
llevado por el camino más corto posible con un mínimo de curvas y conectado a la
varilla de aterramiento, no deberá utilizarse la puesta a tierra de los postes para la
conexión a tierra de los pararrayos.
Una vez montados los pararrayos se verifica lo siguiente: Rigidez del montaje
y de la estructura soporte, estado de los aisladores, verificación de la conexión a tierra
de los pararrayos, verificación de las conexiones a la barra y al conductor de alta
tensión.
Pica, deforestación y caminos de acceso.
El instalador deberá abrir una pica de un ancho igual a la distancia medida
horizontalmente entre los conductores de los extremos aumentados en seis metros,
por cada lado. Dicha franja deberá estar libre de vegetación durante todo el tiempo de
ejecución de la obra.
Banco de transformadores monofásicos.
Los bancos de transformadores monofásicos son utilizados en sistemas
eléctricos trifásicos como sustitución de un transformador trifásico. Por ejemplo, en el
transporte a largas distancias de la energía eléctrica. Asimismo, el banco de
54
transformadores monofásicos también sirve para poder cambiar el número de fases
del sistema, es decir, un sistema trifásico lo podemos convertir en un sistema bifásico,
de 6 fases, de doce fases, etc.
Por lo que respecta a las bobinas primarias y secundarias, las podemos
conectar de varias formas, teniendo cuatro posibles casos: Y/Y, Y/Δ, Δ/Y, Δ/Δ. Es
decir, podemos conectar las bobinas primarias en estrella o en triángulo al igual que
las bobinas secundarias. Dependiendo como lo hagamos tendremos una
características técnicas u otras. De esta forma, la relación de las tensiones de entrada
y de salida no solamente dependerá de la relación de vueltas (espiras) de las bobinas
primarias y secundarias, sino que también dependerá de cómo estén conectadas las
bobinas primarias y las bobinas secundarias.
La conexión estrella/estrella (Y/Y).
Con este tipo de conexión se tienen dos neutros, uno en las bobinas primarias
y otro en las bobinas secundarias. El problema surge cuando no se conectan estos
neutros a la masa o tierra, porque las señales u ondas senoidales salen por el
secundario distorsionadas. Solamente no es necesario conectar los neutros a tierra
cuando el sistema trifásico está muy equilibrado. Asimismo, debemos indicar que no
hay un desplazamiento de fase entre las tensiones de entrada y las tensiones de salida.
La conexión estrella/triángulo (Y/Δ).
Con este tipo de conexión la corriente en el devanado de las bobinas
secundarias es de un 58% de la corriente carga. La distorsiones de las tensiones de
salida no resultan tan severos como en una conexión Y/Y. También tenemos que
señalar que existe un desplazamiento de fase entre las tensiones de entrada y de salida
de 30 °. Este tipo de conexión se puede utilizar en aplicaciones de reducción.
55
La conexión triángulo/triángulo (Δ/Δ).
Este tipo de conexión tiene la desventaja de no disponer de ningún neutro, ni
en el primario ni en el secundario. Otra desventaja es el aislamiento eléctrico que
resulta más caro que otro de conexión (Y), para las mismas especificaciones
técnicasEn este tipo de conexión las tensiones de entrada y salida se encuentran en
fase.Este sistema de conexión es utilizado en sistemas trifásicos donde la tensión no
es muy elevada.
La principal ventaja de este modo de conexión es que aunque las cargas no estén bien
equilibradas las tensiones mantienen un buen equilibrio.
En el siguiente dibujo se puede apreciar cómo se realizan las conexiones entre los tres
transformadores monofásicos:
Figura 12.Conexion triangulo.
La conexión triángulo/estrella (Δ/Y).
Con una conexión de este tipo se consigue un adelanto de fase de 30 ° de las
tensiones de salida respecto a las tensiones de entrada. La principal ventaja de este
tipo de conexión es que se reduce considerablemente el gasto económico en el
56
aislamiento interno del transformador. Sin embargo, la desventaja del desfase de 30°
puede ser negativa, pues la conexión en paralelo con otra fuente de energía es
imposible, por otro lado, en el caso de que este banco de transformadores tenga que
alimentar a un grupo de cargas aisladas no representaría ningún inconveniente
desfase.
Asimismo, podemos apreciar en el dibujo que el secundario tiene un neutro.
Este tipo de conexión se utiliza en aplicaciones de elevación de tensiones.
Figura 13.Conexión triangulo estrella.
La conexión triángulo abierto.
El siguiente dibujo representa a dos transformadores monofásicos conectados
entre si en la manera denominada triángulo abierto o delta abierta.
Figura14.Conexióntrianguloabierto
57
Esta forma de conectar dos transformadores monofásicos no es muy
empleada. Solamente se utiliza cuando se nos ha estropeado un transformador, es
decir, en casos de emergencia. El problema de esta conexión es que se pierde
potencia en las líneas, en torno al 13.4%, por ello no se
…………………………???????????????????
Definición de Términos Básicos.
Transformador : Es un dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir la
tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la frecuencia.
Aislamiento Eléctrico: Se produce cuando se cubre un elemento de una instalación
eléctrica con un material que no es conductor de la electricidad, es decir, un material
que resiste el paso de la corriente a través del elemento que recubre.
Energía Eléctrica: Es la energía resultante de la existencia de una diferencia de
potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente eléctrica entre
ambos.
Eléctrica Corriente: Es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un material.
Electrodo: es un conductor eléctrico utilizado para hacer contacto con una parte no
metálica de un circuito.
Capítulo III Marco Metodológico
Este proyecto propone articular esfuerzos conjuntamente con la Mesas de
Energía de la comunidad, responsables de ejecutan la estructuras del Poder Popular
de la sociedad bolivariana, a través del Proyecto Nacional Simón Bolívar, mediante
cooperativas ejecutoras de CORPOELEC, para garantizar el derecho que tienen
58
todos los ciudadanos de contar con un suministro de energía confiable, seguro,
equitativo en su sector, dado que se presenta la suspensión del servicio en reiteradas
oportunidades durante el día y noche, ya que la comunidad se abastecen de un único
transformador de 37,5 KVA.
Tipo de investigación.
El tipo de investigación de este proyecto es del tipo “Descriptivo” dado que
los resultados aquí expuestos, deberán ser destinados al personal de la junta comunal
y finalmente al personal que se encargara de su posible implementación.
Modalidad de la investigación.
En este proyecto, la investigación necesaria para solucionar el problema de la
suspensión del servicio eléctrico, se aboca hacia el estudio de las cargas de la
comunidad en los horarios de alto y bajo consumo. En este sentido la investigación se
enmarca dentro de la modalidad “Proyecto Factible” para ser estudiada y
posiblemente aplicada por CORPOELEC.
Obtención y tratamientos de datos.
Para este estudio se aplicaran instrumentos de recolección de datos
directamente en la comunidad, tales como:
Entrevista estructurada a los habitantes, de sus electrodomésticos
Entrevista estructurada al presidente del concejo comunal
La medición de cargas en la comunidad afectada.
Los resultados de este proyecto se aplicaran a mejora el suministro eléctrico en la
comunidad.
Fases de la Investigación.
59
Las fases están estructuradas conjuntamente en:
Efectuar un diagnostico de la situación eléctrica del sector enmarcado,
(Inspección en la zona afectadas con recolección de datos de consumo).
Determinar las variables: estudio de cargas, factor de demanda, calculo de
conductores, factor de utilización de los transformadores, predicción de la demanda.
(Análisis de los datos recolectados)
Diseñar el banco de transformadores del sector por medio de cálculos.
(Determinación de la bancada trifásica que suministre la energía necesaria)
Instalar banco de transformadores de distribución hacia las viviendas y alumbrado
público.(Compra e instalación de la bancada trifásica)
Cronograma de actividades.
Actividades a realizar Tiempo estimado para cada actividad
Exponer los resultados
Desarrollar la propuesta
Diseñar la propuesta
Determinar los requerimientos
Diagnóstico situación actual
Semanas. 1-3 4-6 7-10 11-14 15-22 24
Tabla 9. Cronograma de actividades.
Capítulo IV Diseño de la Propuesta.
Requerimientos.
60
Las líneas aéreas para el transporte de energía eléctrica deben cumplir unos
requisitos de seguridad, calidad y economía. La seguridad siempre se cumplirá
aunque las condiciones económicas sean desfavorables. En cuanto a la calidad,
existen una serie de limitaciones técnicas que condicionarán cualquier instalación;
así, los aislantes sólo pueden soportar unas tensiones determinadas; asimismo, la
intensidad que circula por las líneas no debe sobrepasar unos valores preestablecidos
por el diámetro, el flujo de potencias no excederá de lo permitido por las normas.
Red de alta tensión.
El sistema de alta tensión es tomado del mismo lugar donde se encuentra el
actual transformador de la comunidad, el cual es trifásico, con un nivel de tensión de
13,8KV, 60 Hz, en conexión delta y configuración radial.
Red de baja tensión.
La red de baja tensión o alimentación secundaria será aérea, trifásica, de
configuración radial, estrella puesta a tierra, 4 hilos más 1 hilo piloto para control de
alumbrado público. Estará conformada por varios ramales alimentados desde los
bancos de transformadores trifásicos con relación 13.8KV/208-120VAC, 60Hz, con
capacidad que necesita el sector.
Los conductores serán de ALUMINIO – ARVIDAL para las 3 fases y neutro.
Se utilizarán arreglos de percha de 5 aisladores por poste de donde se alimentarán las
cargas residenciales y alumbrado público, y de 2 aisladores en aquellos postes en
donde solo se alimenten cargas de alumbrado público.
Características de la Red de Baja Tensión.
Tensión: 208/120VAC
61
Fases. 3F + N
Frecuencia: 60Hz
Máxima caída de tensión permisible: 3%
Transformadores.
Los transformadores de distribución serán del tipo convencional en aceite,
instalados en bancos trifásicos. Todos se protegerán en el lado de alta tensión
mediante fusibles tipo K con capacidad de acuerdo al banco de transformación
protegido, cortacorrientes para las sobre corrientes debido a corto circuitos y
pararrayos para sobretensiones atmosféricas.
Crucetas.
Las crucetas serán de acero galvanizado del tipo angular para la red trifásica
de alta tensión, especialmente diseñada para este tipo de montaje. La disposición de
los conductores sobre estas crucetas será de forma horizontal y con una separación
entre aisladores de 8”. También se utilizará este tipo de cruceta para la colocación de
pararrayos, seccionadores y cortacorrientes.
Perchas para aisladores pieza en acero laminado en caliente doblada en forma
apropiada para ser adaptada al poste y que está constituida por separadores y 5
aisladores de carrete, brazo de alumbrado de 1200 mm será de acero al carbono gado
SAE-1010, deberá cumplir con las normas ISO-65 y BS-1387, pletinas de acero
dimensiones variables (600,700,800)mm, con una perforación de cada extremo, su
función consiste en arriostrar las crucetas, manteniéndolas en ángulo recto con el
poste, pernos roscado barra cilíndrica lisa de acero laminado en caliente, roscado a
todo lo largo, de longitud variable, provista de cuatro arandelas planas y cuatro
tuercas. Su función consiste en fijar entre si las dos crucetas y en sus extremos la
tuerca de ojo. Perno roscado de 230mm. (5/8” x 9”) y perno roscado de 304,8mm.
(5/8” x 12”), Abrazadera soporte de transformadores es una pieza fabricada con acero
62
laminado en caliente cuya función consiste exclusiva en soportar y fijar al poste tres
transformadores.
Postes de distribución.
Los postes serán tubulares de acero, con 2 ó 3 secciones de diámetro
diferentes, embutidos en caliente con las siguientes características. (Ver tabla 2 en
anexos).
Selección del Pararrayo.
COV =13.8√ 3
=7,98 KV; Tensión continua de operación
TOV =K e ×COV =1,73 ×7,98=13.8 KV; Sobre tensión temporal
Ro=COV
K o
: Ro=7,980,8
=9,98 KV
Re=TOV
K t
: R e=13,81,15
=12,00 KV
T r=Re × F s : Re=12,00∗1,05=12,60 KV ; Tr Tensión asignada
El pararrayo normalizado más cercano es el de Tr =15 KV Según tabla 14.
Ciclo deTrabajo [KV]
MCOV[KV]
Referencia de piezadel Pararrayos
Siemens
FOW 1,5KA8/20us
[ KV cr] [ KV cr]
12 10,2 3EK7 120 -2AC4 38,8 31,7
15 12,7 3EK7 150 -2AC4 48,4 39,6
18 15,3 3EK7 180 -2AD4 57,2 46,8
Tabla 10. Modelos de pararrayos Siemens
63
Estimación de la demanda comunidad.
La demanda eléctrica de la comunidad se obtendrá por medio de cálculos de
estimación del consumo de las residencias basado en la clase social de la comunidad,
el consumo máximo del área deportiva y la medición directa en el contador de la
escuela y el numero de lámparas de alumbrado público con que cuenta la localidad,
los cuales conforman el consumo total de la comunidad.
Estimación de la demanda residencial.
DR=N s∗¿ Ce
f c∗h¿
Donde:
DR= Demanda residencial
Drt=Demanda residencial total
Ns=25 Suscriptores
Ce= Consumo estimado en Kw/h por mes por suscriptor.
fc = 0.5 factor de carga
h = números de horas promedio por mes.
fp= 0.8 factor de potencia.
Dad= Demanda área Deportiva.
De= Demanda de la escuela.
Dap= Demanda alumbrado público.
Dc= Demanda de la comunidad.
El ingreso económico de los suscriptores para este tipo de zona se ubica en el
rango 1600 a 3600 Bs tipo “medios-altos”, la cantidad de personas que habitan se
estima en 5 por residencia, el área de la primera etapa es 1,0 hectáreas.
Habitantes 5*25=125
64
Por hectárea 125/1= 125
De la tabla 11 A1 se obtiene tipo de zonificación R2 (115-160).
Tabla 12 A-2 Zona urbana (5-4) según MERCAVI, ingresos medios altos.
Tabla 13 A-3 para ingreso de 3500 Bs/mes obtenemos un consumo de 700
Kwh/mes.
Tabla 14 A-4 para 25 suscriptores de ingreso medio alto obtenemos demanda
4.1 KVA.
Se utiliza por 18 hora diarias
h=18∗365∗112
=547,5 h oras /mes
La demanda residencial por suscriptor.
Ns=25
Ce=700 Kwh/mes
fc= 0.5
DR=25∗700 kw h/mes0.5∗547.5 h/mes
=63.92 Kw
Por suscriptor 63.92/25 =2.55 Kw en KVA 2.55Kw/0.8 =3.19 KVA.
Drt= 3.19KVA*25= 79.75KVA
Para la estimación del consumo de la cancha se contabiliza los 10 reflectores de
400W.
Dad = 10 * 400 W/ (0.8*1000)= 5KVA.
Para el cálculo del consumo de la escuela se tomara la medición de último mes de la
escuela donde se obtuvo
Total consumo= lectura final – lectura inicial = 73669kwh-73391kwh= 278kwh
Total horas de la medición = 30dias*24horas=720h
65
De= 278 Kwh/ (720h*0.8*1000)= 0.5KVA
La demanda del alumbrado público se contabilizo
Dap=10 lámparas * 100W/(0.8*1000)=1.25KVA
El total del consumo de la comunidad obtenemos:
Dc= Dr + De + Dad + Dap
Dc = 79.75KVA+5KVA+ 0.5KVA+1.25KVA= 86.5KVA
Para efectos de cálculos y previendo carga futuras 86.5KVA+30% = 112.45KVA.
El nuevo banco de transformación trifásico queda conformado
3T*37.5KVA=112.5KVA Dado la tabla 15 A-5 corresponde fusibles en primario 3x
5A, tipo K.
Capítulo V Memoria Descriptiva
Nombre del proyecto:
“Mejoramiento del servicio eléctrico en la comunidad de las minas de Lobatera,
estado Táchira.”
Producto esperado.
Aumento De la capacidad de transformación realizando el cambio de un
transformador monofásico a un banco trifásico en el sector minas de Lobatera, estado
Táchira
Ubicación.
El proyecto será ejecutado en el Municipio Lobatera del Estado Táchira. Se
encuentra en una zona montañosa, de clima seco y fresco.
66
Número de personas beneficiadas.
Las personas beneficiadas son las que habitarán este nuevo desarrollo
habitacional, un total de 25 familias mas comunidad de estudiantes promedio de 205
personas que resultarán favorecidas con la ejecución de este proyecto
Impacto Económico.
Se quiere un mejoramiento de la calidad de vida en los habitantes del sector,
al canalizar los beneficios propios en el incremento de los puestos de trabajo al poseer
los diferentes recursos y utilidades que brinda la energía eléctrica.
Impacto Social.
Se mejora la calidad de vida de la comunidad de éste sector, al enfrentarlo a
una nueva realidad colectiva, se quiere que el proyecto mejore la calidad de vida de
(25) familias a un promedio de (5) personas por familia, lo cual beneficiará
directamente (205) personas de éste sector.
Impacto ambiental.
El impacto no es mayor ya que existe un banco de transformador que va
hacer remplazado por un banco de transformador trifásico de alta tensión
Características del proyecto.
El proyecto consiste en colocar un banco de transformador trifásico para
aumentar la capacidad de transformación 3x25KVA.
Requerimientos operativos.
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Distancia Alta tensión: Caída de tensión ≤ 1%
Baja tensión: Caída de tensión ≤ 3%
Entre postes ≤ 40 metros
Red de distribución aérea.
Para baja tensión cinco hilos: tres fases, un neutro, una línea de alumbrado
público.
Lámparas alumbrado público: Lámpara de 100W de vapor de sodio.
Se deja una reserva del 30% para uso futuro.
Requerimientos de seguridad.
Fusibles de protección
Pararrayos
Aterramiento por banco de transformadores.
Equipos y materiales.
Postes de hierro.
Para la construcción de las líneas deberán utilizarse los tipos de postes
indicados en estas especificaciones, los postes serán de acero con 2 o 3 de diámetros.
Sus características son:
Acabado.
Todos los apoyos se recubrirán con dos (2) manos de pintura de aluminio y
pintura bituminosa negra en la base, a fin de protegerlos de las condiciones
68
ambientales y se identificarán con el número correspondiente pintado con pintura
negra.
Crucetas.
Las crucetas deben ser manufacturadas en acero laminado en caliente,
galvanizadas en caliente. Deben ser capaces de soportar un esfuerzo de tensión
mínima de 3000Kg en el hueco de fijación al poste.
Abrazaderas.
Las abrazaderas deben ser manufacturadas en acero laminado en caliente, los
tornillos deben ser manufacturados de acero templado o enfriado por inmersión.
Tanto las abrazaderas como los tornillos deben ser galvanizados por inmersión en
caliente.
Concreto en fundaciones.
Comprende todos los trabajos para la elaboración, vaciado, vibrado, acabado y
cura del concreto a usarse en la construcción del os elementos de fundación
ejecutados según lo que se establece en estas especificaciones y en todo de acuerdo a
la inspección.
El cemento Portland será del tipo 1 (cemento Portland normal). Este debe
cumplir con lo que se indique en las normas COVENIN 28 y de MINDUR.
Referencias.
http://www.inselca.com/admini/file/MANUAL%20DEL%20USUARIO
%20FUSIBLES%20AICA.pdf
69
ANEXOS.
TABLA 11A-1. Rango de densidades netas de poblaciones en zonas residenciales.
Tipo de Zonificación Habitantes por Ha
R1 50 – 110
R2 115 – 160
R3 185 - 400
R4 280 – 570
R5 380 – 780
R6 600 – 800
R7 750 – 900
R8 1050 - 1200
TABLA 12A-2. Comparación entre zona urbanas de MERCAVI 70 y zona
residenciales del M.O.P
MERCAVI 70Zona urbana
Zonas según ordenanzas del MOPTipo de Zona residencial
Ingreso
5 5
AltosMedios Altos
MediosBajos de
Interés social
5 - 4 R2,R3,R4,R5,R6
2 - 3 R7,R8
1 U.B.I
70
TABLA 13A-3 Consumo eléctrico Vs. Ingreso Medio Familiar
71
TABLA 14A-4 Demanda en KVA diversificada por suscriptor
TABLA 15 A-5 Selección fusible tipo K Transformadores Trifásicos
Anexo B. Memoria Pictografica
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
