PROYECTO:SISTEMA DE UTILIZACION A TENSION DE DISTRIBUCION PRIMARIA 20 KV PARA LA PLANTA DE HARINA PESQUERA HAYDUK S.A.

PROPIETARIO

:

PESQUERA HAYDUK S.A.

UBICACIN

:

DISTRITO DE VEGUETA PROVINCIA DE HUAURA DEPARTAMENTO DE LIMA

MARZO - 2012

SISTEMA DE UTILIZACION A NIVEL DE TENSION PRIMARIA 20 kV PARA PLANTA DE HARINA PESQUERA HAYDUCK S.A. VEGUETA I. 1.1 GENERALIDADES La presente Memoria Descriptiva y Especificaciones Tcnicas corresponden al diseo a nivel de ejecucin de obra, del Sistema de Utilizacin a Tensin de Distribucin Primaria 20 kV, con la finalidad de abastecer de energa elctrica, a la implementacin de nuevos equipos y maquinarias de la planta procesadora de harina y aceite de pescado, oficinas administrativas y alumbrado interior, propiedad de la PESQUERA HAYDUK S.A. Este proyecto considera Redes de distribucin primaria en 20 kV, iniciando desde el punto de entrega en la estructura del PMI proyectado, hasta la subestacin de superficie en caseta de 1.25MVA, instalada en el interior de la planta. 1.1.1 Antecedentes El presente proyecto se ha elaborado teniendo en cuenta el punto de alimentacin, otorgado por EDELNOR S.A.A. mediante comunicacin NGC-SMNR-929467-2010 asignando como suministro elctrico el N 1852852; con una potencia de cortocircuito de 40 MVA/20kV. tiempo de apertura 0.02 seg., en PMI proyectado para el predio de Pesquera HAYDUK S.A. 1.1.2 Ubicacin del proyecto Las instalaciones de la planta de harina de pescado propiedad de la Pesquera Hayduck S.A. ubicado en carretera Vegueta-Mayorga-Santa Isabel Lt.A-2 del distrito de Vegueta, provincia Huaura departamento de Lima. 1.2 ALCANCES DEL PROYECTO 1.2.1 Red primaria 20 kV Comprende el clculo y diseo de la red de distribucin primaria en 20 kV, desde la estructura del PMI proyectado (Punto de Alimentacin), hasta la estructura No 10 a fin de suministrar2

MEMORIA DESCRIPTIVA

energa a la planta mediante una lnea area, trifsica, configuracin vertical, constituidos por estructuras de concreto armado centrifugado 15/400, conductor de aluminio, cableado AAAC, 19 hilos, calibre 70 mm2, con grasa, que tiene una distancia de 0.51 Km y continuando con lnea subterrnea, sistema trifsico de tres hilos, utilizando cable seco para 18/30 kV, 60 Hz, tipo N2XSY de 50 mm2 de seccin, en disposicin paralela, a lo largo de 0.02 km, llegando hasta la subestacin particular de superficie en caseta proyectada. 1.2.3 Subestacin tipo superficie en caseta El proyecto comprende el equipamiento de la caseta en material noble existente, y el suministro y la instalacin de una una celda de llegada y una celda de transformacin, las que tendrn el siguiente equipamiento: Una celda de llegada en 20 kV, equipada con tres seccionadores unipolares de 24 kV, 400A, mando manual frontal, apertura sin carga, y un interruptor tripolar en vaco, tipo VD4R, 24 kV, 630 A, 25kA, fijo, mando frontal manual y/o motorizado en 24 Vcc (fuente auxiliar externa), y terminales unipolares de cable seco unipolar de 50 mm2, 20 kV. Una celda de transformacin, equipada con (01) un transformador de potencia de 1250 kVA, relacin de transformacin de 20/0.46 kV, trifsico, Cos igual a 0.9 y 60 Hz, con sus respectivos accesorios de conexin y para su proteccin se instalarn tres bases portafusibles unipolares de 24 kV, 100 A, con fusibles cartucho de 80 A.

1.3 BASES DE CALCULO Para la seleccin y dimensionamiento de los equipos y materiales especificados, se ha considerado lo siguiente: a) Cada mxima permisible de tensin de la red : 5.0 % b) Tensin nominal : 20 kV c) Frecuencia nominal : 60 Hz d) Potencia de cortocircuito Pcc : 40.00 MVA e) Tiempo de actuacin de la proteccin : 0.02 seg. f) Demanda mxima de potencia : 1000 KW g) Potencia de diseo : 1250KVA h) Factor de potencia, Cos () : 0.9 i) Tipo de cable seco unipolar subterraneo : N2XSY, 18/30kV, 50mm2 j) Longitud de cable subterraneo N2XSY, 50mm2 : 21 m. k) Longitud de lnea area AAAC, 70 mm2 : 0.49 km. Adems de lo indicado, el proyecto se ha desarrollado cumpliendo con las prescripciones de la Ley de Concesiones Elctrica D.L. N 25844 y su Reglamento, Cdigo Nacional de Electricidad Tomo IV, Norma DGE-004-B-P-1/1984 Elaboracin y Conformidad de proyectos de Sistema de Utilizacin a tensin de Distribucin primaria a cargo de terceros, el Reglamento Nacional de Construcciones, y los lineamientos tcnicos para la elaboracin de proyectos en Sistemas de Utilizacin primaria de EDELNOR S.A.A. * El valor de las resistencias de los pozos a tierra en la subestacin no ser mayor a 15 Ohms para el lado de baja tensin (460V) y de 25 Ohms para el lado de media tensin (20KV), segn indicacin del Cdigo Nacional de Electricidad Suministro. Todos los materiales utilizados estarn incluidos en la lista de materiales de media tensin tcnicamente aceptados por EDELNOR S.A.A. vigente a la fecha de ejecucin de la obra.3

1.4 PLANOS Forman parte del proyecto los siguientes planos: Plano LMT-2012-1/1, que corresponde a la ubicacin, recorrido del cable en 20 KV, red area, red subterranea, cimentacin postes y corte de calles. Plano LMT-2012-1/2, que corresponde a la instalacin de Celdas de llegada y transformacin, equipos, cortes y leyenda. Plano LMT-2012-1/3, que corresponde al Diagrama unifilar en media tensin, 20 kV.

Igualmente las siguientes lminas:

Lminas: No1 al 05, Tipo de Estructuras, tipo de retenidas

Marzo del 2012 SISTEMA DE UTILIZACION A NIVEL DE TENSION PRIMARIA 20 KV PARA LA PLANTA PESQUERA HAYDUCK S.A. VEGUETA II ESPECIFICACIONES TECNICAS DE EQUIPOS Y MATERIALES 2.1 OBJETIVO Las presentes especificaciones tcnicas, detallan las caractersticas que presentan los equipos y materiales a emplearse en la instalacin de las lneas de la red de Media Tension, y la Sub Estacin de transformacion, habiendo incluido todo accesorio, pieza y material adicional, que hacen posible la instalacin y que garanticen la correcta operacin de los equipos. Por su carcter general, no cubren detalles propios de cada marca o fabricante, por lo tanto, el suministro debe incluir los accesorios, piezas, etc. Que hagan posible su buena instalacin y operacin sin ninguna restriccin. En general, se emplearn materiales de reconocida calidad, tcnicamente aceptables por EDELNOR S.A.A. y adecuadas para trabajar en las siguientes condiciones ambientales: Temperatura ambiente Humedad relativa Contaminacin ambiental : Altitud 2.2 RED PRIMARIA AEREA 2.2.1 Postes de Concreto (C.A.C.) Los postes sern de concreto armado centrifugado (C.AC.), y debern cumplir en todo lo que se refiere al proceso de elaboracin, acabado, coeficiente de seguridad, tolerancia, extraccin de muestras y mtodos de ensayo, con las siguientes Normas: - Norma ITINTEC 341.029 - Norma ITINTEC 341.031 - Norma ITINTEC 334.009 - Norma ITINTEC 341.030 - Norma ITINTEC 350.002 - Norma ITINTEC 339.021 : 5 a 35 C : 70 a 98% Severa : < 1,000 msnm

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Los postes a utilizarse sern tronco-cnicos debiendo estar comprendida la conicidad entre 15 y 20 mm/m, y tendrn las siguientes caractersticas tcnicas: - Longitud total - Carga de rotura en la punta - Dimetro en el vrtice - Dimetro en la base - Peso - Coeficiente de seguridad (m) (Kg) (mm) (mm) (kg) : : : : : : 15 400 210 435 1480 2

El acabado exterior terminado de los postes deber ser homogneo, libre de fisuras, cangrejeras y escoriaciones. El recubrimiento de las varillas de acero (armadura) deber tener 40 mm. como mnimo. Los postes debern ser untados con ALQUITRAN, hasta un metro sobre la base, con la finalidad de sellar las porosidades que presentara en la superficie y evitar de esta manera la penetracin de la humedad que conllevara a la corrosin de la estructura de fierro. Adems por ser la zona pantanosa se deber cimentar con dados de concreto ciclopeo de Fc = 210 Kg/cm2, y en las zonas de trnsito vehicular (Transporte pesado) se instalarn bloques de proteccin contra impactos, segn planos del proyecto. 2.2.2 Crucetas de Concreto Armado Las crucetas sern de concreto armado vibrado, la superficie externa terminada deber ser homognea y sin fisuras, escoriaciones ni cangrejeras. El recubrimiento de la armadura deber ser de 20 mm. como mnimo de forma tal que no exista la posibilidad de ingreso de humedad y agentes corrosivos. Cruceta asimtrica: Designacin Material No de agujeros Longitud nominal(m) Peso aprox. Tiro longitudinal Tiro vertical Tiro transversal : : : 1.80 : : : : Za/l.80/1.20/250 Concreto armado 7, de 20 mm c/u, pasantes 150 200 100 250

: (Kg) (kg) (kg) (kg)

Mnsula de Concreto Armado: Las mnsulas sern de concreto armado vibrado de 1.00 m. de longitud, con agujeros de montaje de 245 y 275 mm , de acuerdo a los p1anos tpicos del proyecto. Designacin Material No de agujeros Longitud nominal Peso aprox. Tiro longitudinal : M/1.0/250 : Concreto armado : 2, de 20 mm c/u, pasantes 1.00 m. : 60 : 1505

: (Kg) (kg)

Tiro vertical Tiro transversal

(kg) (kg)

: :

150 250

2.2.3 Bloque de concreto armado Para la proteccin de postes contra impactos se instalar bloques de concreto armado de 2.0 m de superficie liza, pintado con franjas negras y amarillas; ubicados en vas de trnsito de camiones, trailer, omnibus, etc. Tal como indican los planos de de detalle. Caractersticas bsicas Material Acabado Peso aproximado 2.3 CABLES Y CONDUCTORES 2.3.1 Conductor de Aleacion de Aluminio AAAC de 70 mm2 con grasa Los conductores a instalar sern de aleacin de aluminio con grasa y debern cumplir con las prescripciones de las siguientes normas: Para inspeccin y pruebas: IEC 61089 ROUND WIRE CONCENTRIC LAY OVERHEAD ELECTRICAL STRANDED CONDUCTORS IEC 60104 ALUMINIUM MAGNESIUM-SILICON ALLOY WIRE FOR OVERHEAD LINE CONDUCTORS Para fabricacin ASTM B398 ALUMINIUM ALLOY 6201-T81 WIRE FOR ELECTRICAL PURPOSE ASTM B399 CONCENTRIC-LAY-STRANDED ALUMINIUM ALLOY 6201-T81 CONDUCTORS El conductor de aleacin de aluminio que ser utilizado, ser fabricado con alambrn de aleacin de aluminio-magnesio-silicio, cuya composicin qumica estar de acuerdo con la tabla 1 de la norma ASTM B 398; el conductor de aleacin de aluminio ser desnudo y estar compuesto de alambres cableados concntricamente y de nico alambre central; los alambres de la capa exterior sern cableados en el sentido de la mano derecha y las capas interiores se cablearn en sentido contrario entre s. El conductor deber ser protegido con una pelcula de grasa, contra la contaminacin salina (para evitar la corrosividad) y ser del tipo AAAC. El conductor tendr las caractersticas y dimensiones que se indican a continuacin: : : : Concreto armado Superficie externa lisas 1020 kg.

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ESPECIFICACIONES DEL CABLE DE ALUMINIO

M ateria l S ccin nom al (m 2) e in m S ccin rea (m 2) e l m Nd a m " e la bres D m i etro n in de ca alam (m ) om al da bre m D m i etro n in exterior (m ) om al m C rg m im d rotu (k ) a a n a e ra N M asa Ap xim a (K m ro ad g/K ) M im m n a asa d grasa (gr/m e ) D nsidad a 2 (g e 0'C r/cm ) 3 Tm e pera ra d go de la g sa (*C tu e teo ra ) M ulo d e d e lasticid (k /m 2 ad g m ) C eficien d d tacin line a 20 o te e ila al *C C eficien trm de resisten a 2 (1/"C o te ico cia 0X ) R sistivida e ctrica en D . a 2 e d l .C 0"C(O m / m hm m 2 ) R sisten e ctrica en D . a 2 e cia l .C 0"C(O m m h /K ) R sisten e ctrica en A.C a 60 (O /K ) e cia l . 'C hm m Im ed cia d id a D p an eb o Im ed cia d id a D p an eb o F cto C a d T nsi D a r aid e e n F cto C a d T nsi D a r aid e e n C ble a adom 1 m 2

A A IO TO L D A M IO LE C N TA E LU IN C N0,5 D M Y0.5 D S O % E g % E i E TA D R6 0 S N A 2 1-T8 1 70 67 ,35 7 3,5 10 ,50 20 ,50 18 4 7 2,6 9 > 95 -C 61 2 2 2.3x1 0 0.003 6 0.032 5 0,5 1 0,583 4 0,415 2 0,445 8 1,240 0 1,272 0 C ble do de cap e rn a a a xte a co ctor ser e se o d la ndu n ntid e m o d ch an ere a

(O /K ) hm m (O /K ) hm mm 1 m 2

(V/A.K ) m (V/A.K ) m

2.3.2 Cable Subterrneo: Cable de energa tipo seco, unipolar N2XSY, sin esparcimiento, con conductores de cobre electroltico recocido, cableado concntrico, rojo suave, pantalla interna, cinta semiconductora o compuesto semiconductor, extruido sobre el conductor. Aislamiento de polietileno reticulado (XLPE), pantalla externa: cinta semiconductora y cinta de cobre electroltico sobre el conductor aislado. Chaqueta exterior de policloruro de vinilo (PVC) rojo. Norma de fabricacin ITINTEC 370.050 IEC-502, y tiene las siguientes caractersticas: - Tensin Nominal de Servicio (kV) - Nmero de hilos - Capacidad (Amp.) - Seccin Nominal (mm2) - Espesor de aislamiento (mm) - Espesor de chaqueta (mm) - Dimetro del conductor (mm) - Dimetro total exterior (mm) - Temperatura de operacin (0C) - Peso (Kg/Km) - Resistencia a 20C (Ohm/Km) - Reactancia inductiva (Ohm/Km) 18/30 19 226 1 x 50 8.0 1.80 18.70 30.90 90 1303 0.3794 0.1634

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Los cables unipolares sern tendidos en formacin tripolar, en posicin paralela, con una separacin mayor a o igual a 7 cm. En la bajada del poste ser protegido contra vandalismo mediante tubo de PVC-SAP de 4 , y usndose curva de gran radio de PVC - SAP 4 para encauzar el cable en la parte de la base, rellena de concreto. 2.3.3 Amarre doble para aislador PIN 20 kV: Para fijar el conductor de la lnea area al aislador tipo PIN, se usarn amarres del tipo doble para aislador tipo PIN 20 kV, construidos de alambre de cobre electroltico, temple duro nuevo, de 10 mm2 de seccin, el cul ser recocido en una longitud de 1350mm, dejando sin recocer los extremos donde se ejecutarn argollas de 25 mm . 2.3.4 Cable Elctricos BT Los cables para redes de baja tensin ser del tipo N2XSY B.T. de cobre electroltico recocido, cableado comprimido o compactado. Aislamiento de polietileno reticulado (XLPE), chaqueta exterior de cloruro de Polivinilo (PVC) rojo, unipolares de conformacin Triplex (blanco, negro, rojo) cableados entre s, para una tensin nominal de 1 kV. Fabricados segn normas de ITINTEC 370.050, IEC 502. Propiedades Elctricas y Mecnicas Los cables reunirn magnficas propiedades elctricas y mecnicas para ser enterrados directamente en lugares secos y hmedos, resistente a cidos, grasas, aceites y a la corrosin. Los empalmes, derivaciones y terminales sern hechos con KITS de empalme 3M o similar.2.4

ACCESORIOS DE LA LINEA MEDIA TENSION. 2.4.1 Conectores Tipo G: Para ejecutar los empalmes en lneas areas se utilizarn conectores de cobre tipo G, para conductores de cobre de 70 mm2. 2.4.2 Conectores de doble va: Para ejecutar la derivacin de lneas areas se utilizarn conectores de cobre tipo doble va, de 70/70mm2, que derivarn la lnea con conductores de cobre de 70 mm2 de la lnea principal de cobre de 70 mm2. 2.4.3 Cabezas Terminales: Para hermetizar ambos extremos del cable de energa tipo seco, N2XSY-50 mm2 de 20 kV, se usar cabezas terminales del tipo interior y exterior, con accesorios para su fijacin, debiendo ser premoldeado contraible en fro o de componentes termocontraibles. Debern tener suficiente resistencia trmica, mecnica y electromagntica, para soportar los efectos de la corriente de cortocircuito y de expansin trmica. La cabeza terminal deber contar con su respectivo salida de tierra para ser soldada a la chaqueta del cable seco para darle la respectiva continuidad de tierra, de las siguientes caractersticas:

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Montaje Tensin Nominal (kV) Tensin Mx. Servicio (kV) Tensin mx. Frec. md. (kV) Nivel de Impulso (kV) Lnea de fuga mnima Temperatura de operacin continua Corriente de cortocircuito 2.4.4 Terminales de Cobre:

: Interior y exterior : 20 : 24 : 45 : 150 : 800 mm (Corrosin severa) : 70C : 26 KA

Para la unin del cable de energa a la cabeza terminal se usar conectores de cobre del tipo compresin, adecuados para una seccin de 50 mm2. y una capacidad de corriente mayor a 275 Amperios. 2.4.5 Zanjas 20 kV Las zanjas de se efectuarn de 0.60m de ancho y 1.10 m de profundidad, sin considerar el espesor de la vereda ni pista. El cable 3-1x50 mm2 N2XSY, 20kV estar directamente enterrado sobre una capa de tierra cernida compactada de 0.10m. de espesor; a 0.15 cm encima del cable se instalar una hilera de ladrillos KK, y a 0.20m encima de los ladrillos se instalar la cinta sealizadora a fin de evitar accidentes o facilitar la ubicacin del cable en trabajos posteriores. 2.4.5 Ductos de PVC-SAP 20 kV El cable subterraneo que va hacia la subestacin en caseta, pasar por debajo de una va carrozable por lo que la cruzada ser protegida con ductos de PVC-SAP de 4 de dimetro cada fase, instalado sobre una capa de tierra cernida de 0.10m, y rellenndose con una capa de arena o tierra fina compactada. 2.4.6 Cinta Sealizadora La cinta de sealizacin utilizada para M.T. posee las siguientes caractersticas Material Ancho Espesor Dimensiones Inscripcin Elongacin Color : : : : : : Polietileno de alta calidad resistente a cidos, grasas y aceites. 152 mm 1/10mm 5 de ancho y 1/10 mm de espesor Letras negras que no pierdan su color con el tiempo 250% Rojo brillante-20 kV

2.5 AISLADORES Y ACCESORIOS 2.5.1 Aisladores Tipo PIN, 20 kV: Sern de polmero resistente a la erosin y rayos ultravioleta, con base de acero galvanizado. Su agujero roscado permitir alojar un soporte pn de 12.0 mm de dimetro. Se instalarn para soportar y aislar lneas areas de 20 kV, en las estructuras de alineamiento. Caractersticas Bsicas

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-

Material aislante Tensin de operacin Tensin mxima del sistema Longitud Carga (Mn.) a voladizo Distancia de arco seco (Mn) Lnea de fuga mnima Tensin de descarga a onda a frecuencia industrial (60Hz). a. En seco b. Bajo lluvia Tensin de impulso crtica: - Tensin de descarga a onda de impulso 1.2/50 s a. Positiva b. Negativa - Peso aproximado 2.5.2 Soporte para Aislador Tipo PIN:

: : : : : : : : : : : :

Plimero 20 kV 24 kV 370 mm. 816 Kg. (8 kN) 280 mm. Aprox. 850 mm. Aprox. kV kV 110 80

kV 195 kV 230 4.5 Kg

Sern fabricados de acero forjado galvanizado en caliente, con una resistencia tal que con una carga de 600 Kg. en voladizo en la punta deflexionen un ngulo no mayor de 10 grados medido entre ejes, el esfuerzo de rotura del acero no ser menor de 40 Kg/mm2. Los pines para fijarse en crucetas vendrn con su tuerca, contratuerca hexagonal y arandelas respectivas. Los de fijacin en tope de poste con sus respectivos accesorios. Sus caractersticas principales son Tipo Aislador Dim. espiga Empotrado Longitud total Resistencia falla mn (mm.) (lb) : : : : : Polimrico 12 29 229 1,500

2.5.3 Soporte metlico lateral para Aislador Tipo PIN de 20 kV: Para soportar aisladores tipo PIN, en la cima de los postes se instalarn soportes metlicos laterales PIN, fabricados de acero forjado, galvanizado en caliente, con una resistencia mecnica longitudinal de 545 Kg, y transversal de 682 Kg. Se instalar en la cima de los postes utilizando varillas roscadas de 5/8 , con sus respectivos accesorios. 2.5.4 Aisladores Tipo ANCLAJE polimerico, 20 kV: Se instalarn aisladores de anclaje tipo polimrico, con accesorios de acero forjado y galvanizado en caliente, para soportar las lneas areas de 20 kV, en las estructuras de anclaje y fin de lnea, y con las caractersticas bsicas siguientes: Caractersticas Bsicas - Material aislante - Tensin de operacin - Tensin mxima del sistema : : : Goma silicona 20 kV 24 kV10

-

Longitud Carga mecnica especificada (SML) Carga de prueba de rutina (RTL) Lnea de fuga mnima Tensin de descarga a onda a frecuencia industrial (60Hz). a. En seco b. Bajo lluvia Tensin de impulso crtica: - Tensin de descarga a onda de impulso 1.2/50 s a. Positiva b. Negativa - Peso aproximado 2.5.5 Accesorios para aislador de suspensin

: : : : : : : : :

570 mm. aprox 66.7 kN 33.4 kN 850 mm. 145 kV 130 kV 210 kV 250 kV 2.0 Kg

El armado de los aisladores de suspensin, se realizarn con sus elementos de acero maleable galvanizado y pasador de acero inoxidable, de las siguientes caractersticas: a) Grapas de anclaje tipo pistola Los conductores se fijarn a los aisladores polimricos de anclaje, mediante grapas de anclaje del tipo pistola. Estas grampas estarn construidas de bronce, con acabado natural y brillante. Las partes internas de las grapas sern lisas, libres de ondulaciones, bordes cortantes y otras irregularidades. Los pernos U, arandela de presin y tuerca, sern de acero galvanizado en caliente. Sus caractersticas principales son: - Material - No mnimo de pernos U de apriete - Cobertura del conductor - Rango del conductor - Mnima carga de rotura b) Pasador (Clevis pin) Los aisladores polimricos de suspensin, se fijarn a los ojales de los pernos ojo, mediante pasadores (Clevis pin) que estarn construidas de acero galvanizado de 23 mm de diametro x 66 mm de longitud. Los seguros de estos pasadores sern de acero inoxidable de 3 mm. 2.6 FERRETERIA. 2.6.1 Varilla roscada: Para el montaje de los aisladores tipo anclaje, se utilizarn pernos de acero forjado con doble galvanizado en caliente con un mnimo de 90 micrones de espesor en bao de inmersin, de 5/8 de dimetro de 400 mm y 500 mm de longitud, con arandela cuadrada curvada y tuerca. 2.6.2 Perno Angular: Para el montaje de los aisladores tipo anclaje, se utilazar perno angular de acero forjado (SAE1020), con doble galvanizado en caliente con un mnimo de 90 micrones de espesor en : : : : : Bronce 2 Lainas de Cu. 16-70 mm2 45 kN

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bao de inmersin, de 5/8 de dimetro x 350 mm de longitud, con arandela cuadrada curvada, tuerca y contratuerca. 2.6.3 Arandela Cuadrada Plana y Curvada: Sern de acero con doble galvanizado en caliente con un mnimo de 90 micrones de espesor en bao de inmersin para pernos de 5/8 de dimetro, con dimensiones de: Arandela plana Arandela curvada 2.6.4 Ojal roscado: Herraje de enlace entre el perno angular y eslabones sujetadores de aisladores de suspensin, sern de acero galvanizado en caliente para pernos de 5/8 de dimetro. Con minima carga de rotura de 52 KN. 2.7 ELEMENTOS PARA LA PUESTA A TIERRA Se ejecutarn pozos de tierra, para proteger los equipos de media y baja tensin, as como en las estructuras de la lnea y proteccin, tal como se indica en el plano del proyecto. Los materiales de cada puesta a tierra son: : 55x55x4.5 mm con agujero de 17.5 mm . 75x75x4.5 mm con agujero de 17.5 mm .

:

2.7.1

Conductor del espiral de Puesta a Tierra:

Ser de cobre electroltico de 99.99 % de pureza, desnudo, temple blando, cableado concntrico y de las siguientes caractersticas: - Material - Calibre Nominal - Dimetro del cable - Nmero de hilos - Dimetro de cada hilo - Resistencia a 200C - Carga de rotura - Peso 2.7.2 (mm2 (mm) (mm) (Ohm/Km) (Kg) (Kg/Km) cobre blando 35 7.56 7 2.52 0.514 865 310

Conductor de conexin a la Puesta a Tierra:

Ser de cobre electroltico recocido(temple blando), cableado concntrico y aislamiento de PVC, de color amarillo, y de las siguientes caractersticas: - Material - Calibre Nominal - Dimetro del cable (mm2 (mm) cobre blando 70 19.01

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- Nmero de hilos - Dimetro de cada hilo (mm) - Espesor del aislamiento (mm) - Peso (Kg/Km) 2.7.3 Electrodo de Puesta a Tierra:

19 2.14 2.0 745

Ser de coperweld de 15.87 mm. (5/8) de dimetro y 2.4 m. (8) de longitud. 2.7.4 Borne para Electrodo de Puesta a Tierra:

Para el conexionado del electrodo de puesta a tierra de 5/8 con el cable de cobre TW de 70 mm2, se utilizar borne tipo AB de bronce de alta conductividad elctrica y alta resistencia a la corrosin, incluyendo perno de bronce silicoso DURIUM (ASTM B99). 2.7.4 Grapas tipo perno partido: Para conectar los elementos derivados, del conexionado de la puesta a tierra en las estructuras de la lnea area, se utilizarn grapas del tipo perno partido encobrizado de 35 mm2. Se debe obtener una resistencia de puesta a tierra en el sistema de 25 ohmios, en los suelos de alta resistividad se proceder al tratamiento electroltico del terreno circundante al electrodo, mediante el compuesto de sales qumicas. 2.8 ELEMENTOS PARA EL VIENTO 2.8.1 Cable de acero: Ser de copperweld, 7 hilos, seccin No 7 AWG 2.8.2 Amarre preformado para cable de viento: Ser de copperweld para zona costera y alta contaminacin al igual que el cable del viento, para seccin de cable de viento No 7 AWG, esfuerzo de sujecin de 5127 kG, cableado mano izaquierda. 2.8.3 Perno Angular: Para el montaje de las retenidas, se utilazar perno angular de acero forjado (SAE1020), con doble galvanizado en caliente con un mnimo de 90 micrones de espesor en bao de inmersin, de 5/8 de dimetro x 350 mm de longitud, con arandela cuadrada curvada, tuerca y contratuerca. 2.8.4 Abrazaderas para retenida: Para el arriostramiento de estructuras de ngulo, extremo de lnea o de anclaje, se utilizarn abrazaderas cuando no exista posibilidad de empleo de pernos angulares pasantes al poste. Ser de material Fe. Comercial galvanizado, pernera SAE de grado 2. La carga mxima de trabajo horizontal es de 1100 Kg. (Si el ngulo de la retenida respecto al poste es de 30 , ngulos mayores permiten incrementar la carga mxima de trabajo).

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2.8.5 Canaleta protectora: En donde se instalen retenidas que son expuestas al trafico vehicular o peatonal, se deben de instalar canaletas de proteccin de plancha de fierro galvanizado de 1/16x2.40 m de longitud. 2.8.6 Braquete o contrapunta

Ser de tubo de Fo.Go. de 2 de dimetro y 1.20 m de longitud, Llevar en la cabeza una grampa deslizante para sujecin del cable, similar al modelo 2035 de SLATER y en el otro extremo una base de acoplamiento al poste con abrazadera partida de 2x 1/4 de espesor. 2.8.7 Perno de anclaje de acero galvanizado: Como elemento intermedio entre la zapata de concreto y el amarre preformado que sujeta el cable para viento se instalar perno de anclaje de 5/8 x 2.4 m de longitud, de acero forjado galvanizado en caliente, segn norma ASTM-A153-82, con su tuerca y contratuerca. 2.8.8 Zapata de concreto: La zapata de concreto ser de 0.4x0.4x0.15 m, con superficies externas lisas, cuya resistencia mnima a la flexin ser de 30 KN, llevar un agujero central de 1 . 2.9 SUB ESTACION EN CASETA Pesquera HAYDUCK S.A. tiene construida una caseta de material noble de dimensiones 12.6x5.25x5.00 m, para la instalacin de la celda de llegada, y las celdas de transformacin.

2.10.1 Obras civiles La caseta para la subestacin est construida con material noble, usando ladrillo y agregados adecuados que le dan la constitucin que se requiere hasta quedar terminado en los exteriores e interiores, y con la adecuada resistencia para la instalacin de los equipos. La caseta construida es adecuada para una subestacin tipo superficie, y est ubicada en el interior del predio de la pesquera HAYDUCK S.A. Las paredes son de ladrillo con acabados de tarrajeo liso y techo aligerado. El piso esta previsto para soportar 1500 Kg./m2. El sistema de acceso a la subestacin est previsto para el ingreso de los equipos y celdas, a travs de una puerta de dos hojas que ser construida con planchas de F LAF de 1/8 de espesor, las dimensiones son de 1.00 de ancho por 2.50 de alto cada hoja.,Cada una enmarcada con ngulo de F 1 x 3/16 y cerradura de seguridad con llave. Estas puertas sern pintadas con dos capas de pintura anticorrosiva y dos capas de acabado color gris. 2.11 CELDA DE LLEGADA 20 kV. 2.11.1 Fabricacin

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Sern del tipo autosoportado, ejecucin modular, de frente muerto, ejecucin METAL ENCLOSED, para instalacin interior, construidos de fierro angular trefilado de 2x2x3/16, provista de refuerzos para garantizar su solidez, estructura desarmable formando paraleleppedos estructurales, con perforaciones en las platinas base para su anclaje en el piso mediante pernos de expansin de 3/8 de dimetro. Ser fabricada segn norma IEC 298, y cumpliendo con los grados de proteccin siguientes: - Contra defectos externos - Contra accesos peligrosos a partes vivas y partes en movimiento IP43 IPH6

Las protecciones laterales, intermedia y posterior, y la puerta, sern de plancha de fierro LAF de 2.5 mm de espesor. La puerta frontal tendr bisagras ocultas robustas, con empaquetaduras y estarn provistas de manijas robustas con chapa tipo Yale para evitar su apertura por personal no autorizado. 2.11.2 Tratamiento del acabado El tratamiento que se ejecutar a la celda de llegada ser para proteger de la condiciones severas de corrosin, humedad, y agentes externos, siendo ejecutado de la siguiente manera: a) Eliminacin total del xido superficial, inclusive capa de laminacin mediante el sistema de granallado (metal casi blanco). b) Posteriormente se aplica la primera capa de pintura epxica de base de cromato de zinc, espesor de 1.5 mils. La preparacin es mezclando con su endurecedor por agitacin y agregando un mximo de 25% de diluyente especial para pintura epxica. c) Despus de un tiempo de secado de 4 a 6 horas, se aplica una segunda capa de epoxi, base similar a la primera hasta obtener 3.0 mils. d) Despus de un tiempo de secado de 4 a 6 horas, se aplica una pintura de acabado tipo epoxi, color gris, que se prepara y se aplica de la misma forma que la epoxi base, espesor de 4.5 mils. e) Por ltimo, se aplica una capa de acabado del mismo tipo, similar al enterior, hasta obtener un espesor total de pintura de un mnimo de 6.0 mils Las dimensiones de la celda son las siguientes: ANCHO PROFUNDIDAD ALTURA 2.11.3 Equipamiento: a) Seccionador unipolar de apertura sin carga El seccionador unipolar de apertura sin carga, ser del tipo interior, de accionamiento manual provista para operarse sin carga usando una prtiga aislada, desde la parte frontal. Los mecanismos estarn protegidos contra la corrosin mediante zincado y posterior dicromado, el armazn estar protegido por acabado con pintura de esmalte epoxy. Las caractersticas principales son: : : 1350 mm 1600 mm : 3500 mm

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- Tensin nominal del sistema - Tensin Mxima Operacin - Corriente nominal Continua - Frecuencia - Tipo control b) Interruptor tripolar en vaco VD4/R24

: : : : :

20 kV 24 kV 400 A. 60 hZ Manual

El Interruptor tripolar en vaco, es del tipo interior, tipo VD4/R 24, fijo, mando frontal manual y/o motorizado en 24 Vcc, (Fuente auxiliar externa), incluye: 3 transformadores de corriente multirelacin 100-200-400-600/1 A, rel de proteccin multifuncin PR521 de alta sensibilidad para fallas a tierra y sobrecorriente FASE-FASE, y bobinas de cierre y disparo autoalimentada, y de las caractersticas bsicas : Medio de interrupcin Corriente nominal Tensin nominal Tensin mxima Corriente de ruptura simtrica RMS (3 seg) Corriente de ruptura asimtrica (valor pico) Frecuencia nominal Secuencia de operacin nominal Tensin de ensayo a frecuencia nominal Tensin de ensayo con onda de impulso Temperatura de funcionamiento Tropicalizacion Compatibilidad electromagnetica Disposicin Mando del interruptor 2.12 CELDA DE TRANSFORMACION 2.12.1 Fabricacin y acabado La celdas de transformacin sern fabricadas y tratados en su acabado similar a la celda de llegada, indicada en el item anterior. Para soportar el transformador de potencia sobre la canaleta de la subestacin, se instalarn dos (02) vigas en U de fierro de 6x 3x 1/4, debidamente anclados al piso. Las dimensiones de la celda son las siguientes: Ancho Profundidad Altura : : : 2500 mm 1600 mm 3500 mm : Vaco : 630 A : 22.9 kV : 24 kV : 20 kA : 40 kA : 60 Hz : 0 0.3 seg CO 15s - CO 50 kV RMS 125 kV pico : - 5 . 40C : IEC: 60068-2-30, 60721-1 : IEC 62271-1 : Frontal : Manual y por motor

: :

2.12.2 Equipamiento a) Base portafusible Unipolar, 20 kV

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Estn provistas para soportar fusibles limitadores de corriente tipo interior, y proteger los transformadores contra corriente de cortocircuitos, montaje vertical. Tipo Tensin Nominal Corriente nominal B.I.L. Temperatura de operacin continua: Corriente de corte mnimo: : : : : : : Interior 20 kV 100 A 95kV 70C 31.5 kA Valor eficaz

Las base portafusibles unipolares, llevarn fusibles tipo cartucho de 40 A, 24 kV. b) Transformador de potencia El transformador de potencia ser trifsico en bao de aceite, con arrollamiento de cobre, ncleo de hierro laminado en fro, para montaje interior, enfriamiento natural, servicio continuo, provisto para las siguientes condiciones de servicio: El transformador ser fabricado de acuerdo con ITINTEC 370.002, IEC 76, VDE 0532. Caractersticas bsicas: Potencia Nominal continua Tensin nominal primaria Tensin nominal secundaria Frecuencia Grupo de conexin Regulacin Tensin de corto circuito Altura de servicio : Tensin de ensayo a frecuencia industrial Con fuente independiente durante un minuto Lado A.T. Lado B.T. Llevarn los siguientes accesorios: -

: 1250 kVA : 20-10 kV : 460V : 60 HZ : Dyn5 : +/-3x 2.5% en el lado de 20 kV : 4.8 % 1,000 msnm

: :

28 kV 3 kV

-

Conmutador de tomas suplementarias con mando sobre la tapa Tanque conservador con indicador visual de nivel de aceite. Grifo de vaciado y toma de muestra de aceite. Vlvula de seguridad Placa de caractersticas con esquemas de conexin. Dotacin y filtrado de aceite. Ruedas orientables en dos planos perpendiculares. Borne para conexin a tierra. Termmetro blindado con contactos Rel Buchholz

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En el protocolo de pruebas deber obtenerse lo siguiente: a) Las prdidas en el hierro y en el cobre b) Relacin de transformacin c) Niveles de aislamiento en cada uno de las pruebas. d) Rigidez dielctrica del aceite e) Resistencia de bobinas f) Vaco, Polaridad, Corto Circuito g) Tensin inducida y aplicada h) Doble Frecuencia 2.13 EQUIPO DE VENTILACION

Para la ventilacin de la subestacin de 1250 kVA, por las prdidas de potencia que son altas, se hace necesario instalar un equipo extractor de aire de las siguientes caractersticas: Tipo Dimetro Hlice Balanceo Motor Caudal Cantidad : : : : : : : Axial 25 Aluminio compacto Esttico y dinmico 1.5 HP, 1690 RPM, 220V, 60HZ, trifsico 12,000 M3/H 200.0 M3/min 2 (Un ventilador de respaldo )

2.14 ACCESORIOS DE INTERCONEXIN A LAS CELDAS: Para la interconexin entre la cabeza terminal y las celdas de recepcin, y transformacin, se utilizarn sistemas de barras colectoras de cobre electroltico cuidadosamente dobladas y fijadas con pernos, arandelas planas, arandelas de presin, y tuercas; soportadas por aisladores portabarras de resina epxica; que sern empernados a las platinas adosadas a la estructura de las celdas, tal como se muestra en planos. a) Aisladores Portabarras Sern de material de resina epxica, denso y homogeneo, libre de imperfecciones, de larga lnea de fuga para 20 KV, y con un esfuerzo mecnico mnimo de 1,000 libras, forma troncocnica, uso interior y montaje en las celdas descritas, a las cuales se acoplaran porta-pletinas para las barras de cobre de 6x60mm, de las siguientes caractersticas: Material Tipo Tensin nominal (kV) Long. de lnea de fuga (mm) Esfuerzos (kg-f) En traccin En flexin En compresin Resistencia a la rotura b) Barra de Cobre18

: Resina epxica : Araldit 24/750 : 24 kV : 432 : 1,125 : 380 : 2,250 : 750 kg

Las barras platinas de Cobre, sern electrolticas con una pureza de 99.9 % de alta conductibilidad elctrica, alta resistencia a la corrosin, de seccin rectangular; las barras colectoras principales sern de 6x60 mm, 900A, y las de derivacin sern de 5x40mm, 570A. Cada fase ser pintada con dos capas de vinilo y colores normados por el CNE (verde, blanco y rojo), cada tramo tendr sin pintar una longitud de dos centmetros e instaladas en posicin horizontal. Debern soportar una potencia de corto circuito de hasta 350 MVA a 20 kV. La barra para la puesta a tierra de la estructura metlica y accesorios diversos sern de cobre electroltico de 30 x 5 mm. 2.16 ELEMENTOS AUXILIARES DE PROTECCION Y MANIOBRA Deben considerarse los siguientes: Par de guantes de jebe para 30 kV Prtiga aislada de 30 kV Banco de maniobra de 30 kV. - Revelador de tensin - Carteles indicadores: de Peligro de Muerte, Alta Tensin en cada una de las celdas, donde las letras sern de color negro sobre un fondo amarillo.-

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SISTEMA DE UTILIZACION A NIVEL DE TENSION PRIMARIA 20 kV, PARA PLANTA DE HARINA DE LA PESQUERA HAYDUK S.A. III ESPECIFICACIONES TECNICAS DE MONTAJE 3.1 GENERALIDADES Las presentes Especificaciones se refieren a los trabajos a efectuar por el Contratista para la construccin de la subestacin y redes de distribucin primaria, materia de este proyecto, y tienen como base lo establecido por el C.N.E., Tomo I y IV y la prctica comn de ingeniera. Para la ejecucin de esta obra, el contratista nominar un Ingeniero Mecnico Electricista colegiado y hbil para ejercer la profesin, como Residente de la Obra. El contratista ejecutar todos los trabajos necesarios para construir las redes de distribucin primaria, de tal forma que entregue al propietario una instalacin completa y lista para entrar en servicio.

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Las tareas principales se describen a continuacin y queda entendido, sin embargo, que ser responsabilidad del contratista, efectuar todos los trabajos que sean razonablemente necesarios, aunque dichos trabajos no estn especficamente indicados y/o descritos en 1a presente especificacin. El contratista ser responsable de efectuar todo trabajo de campo necesario para replantear la ubicacin de las estructuras de las redes de distribucin indicando la ubicaci6n definitiva de las estructuras. 3.2 TRANSPORTE Y MANIPULEO DE MATERIALES Los materiales sern transportados hasta el almacn de la obra; al ser descargado de los vehculos (camiones) no deben ser arrastrados o rodados por el suelo. Todo material que resulte deteriorado durante el transporte, deber ser reemplazado. El ejecutor transportar y manipular todos los materiales y equipos con el mayor cuidado. 3.3 REPLANTEO. El contratista ser responsable de efectuar todo el trabajo de campo necesario para replantear la ubicacin de las estructuras de soporte de la lnea. El replanteo deber ser efectuado por personal experimentado utilizando teodolito, determinando las distancias por el procedimiento estadimtrco. Los mtodos de trabajo a emplear en dicho replanteo debern ser tales que aseguren que el error cometido al medir las distancias no supere 3m/km. El replanteo incluir las siguientes operaciones:

3.3.1 Ubicacin de las Estructuras: El contratista ubicar los ejes de cada estructura los estacar y colocar hitos en los vrtices de la lnea. S durante el replanteo o la construccin de la lnea, el Contratista detectara un error en el perfil, deber notificar inmediatamente al supervisor, si en opinin del supervisor, el error es de suficiente magnitud, para requerir cambios en cuanto al proyecto original, ordenar por escrito al contratista efectuar dichos cambios. 3.3.2 Secciones Transversales: Al efectuar el replanteo, el contratista verificar la inclinacin lateral del terreno y su incidencia en la lnea, debiendo informar al supervisor de cualquier aspecto saltante que pueda comprometer la adecuada separacin conductor-suelo ante oscilaciones del conductor; cuando se requiera, se deber levantar secciones transversales o perfiles laterales, para completar los datos considerados en el levantamiento topogrfico del proyecto. 3.4 INSTALACION DE POSTES.

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El trazado de la lnea deber ceirse en lo posible la disposicin que aparecen en los planos. El contratista efectuar la excavacin de los huecos para la cimentacin de los postes con las dimensiones especificadas en los respectivos planos. El contratista tomar las precauciones necesarias para evitar derrumbes durante la excavacin. Se evitar durante las maniobras de transporte e instalacin golpear los postes o dejarlos caer bruscamente, para que no se produzcan deformaciones, deterioros ni fisuras que permitan el ingreso de humedad o agua hasta el fierro. No se permitirn arrastrar manualmente los postes. Los postes no debern exceder un error de verticalidad de 0.05m. por m. de longitud del poste. En las estructuras de anclaje y ngulo se colocar el poste con una inclinacin en sentido contrario a la direccin al eje del tiro de los conductores, para preveer el efecto del mismo al producirse el templado; dicha inclinacin ser igual al dimetro del poste en la punta. Una vez que los postes hayan sido instalados y alineados perpendicularmente, se deber proceder a la cimentacin con mezcla de concreto de relacin 1 a 8 (cemento-hormign) con 30% de piedra mediana y deber estar a satisfaccin del Ingeniero Supervisor. 3.5 MONTAJE DE CRUCETAS, y MENSULAS Se instalarn de acuerdo a lo indicado en los planos respectivos. Su montaje se realizar totalmente antes del izado y cimentacin de los postes, debiendo cuidar que conserven perpendicularidad con ellos y al eje de la lnea los de alineamiento, sern fraguados con mortero de cemento. 3.6 PUESTA A TIERRA DE POSTES. Despus de instalado el poste, se proceder a instalar la puesta a tierra segn plano respectivo. Para colocar el dispersor se excavar 1.5 m. introducindose a golpes el resto del dispersor, con los medios mecnicos necesarios hasta 0.50 m. por debajo del nivel del terreno. El conexionado del conductor con las varillas se hace mediante bornes de bronce tipo AB. En el montaje de las varillas se debe respetar las distancias indicadas. 3.7 INSTALACIN DE AISLADORES. Los aisladores tipo ANCLAJE y PIN polimricos, en las redes de distribucin primaria se instalarn en las respectivos crucetas, cuando el poste est ya izado y cimentado, teniendo para ello especial cuidado en no quiarlos, ni daarlos. Se verificar antes de su instalacin, el buen estado de los diferentes elementos. Una vez instalado se revisar el ajuste correcto de los elementos y la posicin de la ranura del aislador en el sentido de la lnea en el tipo PIN y en el tipo anclaje se debe verificar que los seguros estn bien instalados. 3.8 INSTALACION DEL CONDUCTOR AEREO. La instalacin del conductor se har bajo traccin, debiendo de emplearse dispositivo de frenado adecuado para asegurar que el conductor se mantenga con la traccin suficiente, de tal manera que evite rozar el suelo o ser arrastrado.

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Los tramos de conductor se unirn entre s con manguitos de unin, no estando permitido utilizarse entorchado para ninguna de las secciones de conductor especificadas. El tendido se har de tal manera que no deber haber ms de un manguito por conductor y por vano. Si por un caso especial se deteriora el conductor por rotura de uno o dos hilos, se proceder a su reparacin mediante manguito. El conductor se deber tender de acuerdo a las curvas de templado que se muestran en los grficos correspondientes, las cuales deber verificar el contratista para la siguiente hiptesis inicial 100C con viento de 15.12 Kg/m2. El conductor deber permanecer colgado de las poleas 48 horas antes de hacerle los ajustes del templado y fijarlo a los aisladores. Cuando los conductores atraviesan zonas donde hay rboles, deber podarse stos a fin de que no ocasionen problemas en la red de distribucin. 3.9 INSTALACION DEL CABLE DE ENERGIA TIPO SECO 20 kV. El tendido del cable se ejecutar ubicando a un costado de la zanja, inspeccionando en toda su longitud que no presente picaduras y otras posibles fallas; posteriormente ser bajado hacia la zanja, teniendo especial cuidado en caso de atravesar instalaciones sanitarias. Deber ser instalado lo ms recto posible y cuando sea necesario realizar curvas, estas debern tener un radio suficientemente grande como para evitar causarle dao. El fondo de la zanja se rellenarr con 0.10m de tierra cernida compactada, y sobre ellos se tiende el cable de energa. Para advertir la presencia del cable cuando se efecten posteriores trabajos en el subsuelo, sobre la capa superior de arena o tierra cernida que lo cubra, se pondr una hilera de ladrillos en forma continua, a una distancia no menor de 0.10m. por encima del cable, instalndose una cinta de sealizacin segn se indica en el plano. El cable no deber tener ningn empalme a lo largo del recorrido. No debe aplicarse compactacin mecnica antes que el cable sea cubierto con una capa de arena fina de 0.10 a 0.15m de espesor.

3.10 ZANJAS El cable de energa unipolar tipo seco de 20 kV, se instalar en zanjas de 0.60m. de ancho por 1.10 m. de profundidad y de la siguiente forma: se rellenar 0.10 m con tierra cernida compactada y luego se extiende el cable; posteriormente se echar otros 0.15 m. de tierra cernida, sobre el que se colocar una hilera de ladrillo corriente, seguir rellenndose la zanja con una capa de tierra de 0.20 m. sin pedrones y compactando; donde se tender la cinta sealizadora de polietileno a lo largo del cable y se complementar el rellenado con tierra debidamente compactada. 3.11 DUCTOS DE PVC - SAP El tramo donde cruza la lnea subterranea tuberas de agua y desague, sern protegidos mecnicamente, instalando para ello el cable de energa N2XSY 50 mm2 en el interior de tubos de PVC-SAP de 4 de dimetro cada fase, tendidos sobre una capa de tierra cernida compactada de 0.10 m de espesor y a una profundidad de 1.80 m. de profundidad, rellenndose con una capa de tierra fina compactada. Las uniones entre tubos sern sellados con pegamento y los extremos de las vas se taponarn con yute alquitranado.22

Las zanjas para la instalacin de los ductos de tubos de PVC-SAP sern de 0.60m de ancho y 1.85m de profundidad. 3.12 MONTAJE DE LA SUB-ESTACION INTERIOR. La ubicacin de las celdas deber respetarse en lo posible, no admitindose variaciones mayores de 10 cm. y en todo caso debern ser aprobados por el Ingeniero Supervisor. Dada la delicadeza del trabajo, se deber encomendar el montaje de la subestacin a personal experto y con experiencia en el ramo. Antes de proceder a efectuar el montaje de la subestacin interior, se verificar que las obras civiles estn concluidas canaletas, buzones, ductos, tuberas, etc. As mismo las paredes y techos debern estar concluidas acabados, pintados y con las luminarias instaladas. Se proceder a montar la subestacin, de acuerdo a orden siguiente: Armado de las celdas con sus accesorios y anclaje al piso. Armado de la cabeza terminal e interconexin a los seccionadores unipolares. Instalacin del transformador de potencia. Colocacin de aisladores portabarras, barras, conexiones mediante platinas al seccionador y al transformador, pintado de platinas segn Normas. Conexionado de puestas a tierra todas las partes metlicas de las celdas, de los seccionadores, interruptor tripolar en vaco, cabeza terminal interior, base portafusibles y del transformador sern conectados a un pozo de tierra de media tensin ubicado dentro del local de la S.E. El tablero general de distribucin como el de transferencia automtica, se conectarn a un pozo de tierra de baja tensin. Cada uno de las platinas de cobre 5 x 30 mm para la puesta a tierra, ser fijado a cada equipo mediante perno, arandela y tuerca, todas de bronce o acero inoxidable, emplendose terminales de cobre de soldar o de presin, no permitindose el entorche. 3.13 MONTAJE Y PREPARACION DE UNA CABEZA TERMINAL. Para la realizacin de este trabajo se tendr en cuenta las siguientes recomendaciones: - Tener en cuenta las recomendaciones del fabricante. - Para la conexin de los conductores a los bornes de la cabeza terminal deber tenerse especial cuidado de que no hayan prdidas de aislamiento ni que pueda existir el peligro de entrada de humedad en el aislamiento del cable. - La cabeza deber quedar completamente nivelada. Todos los trabajos sern realizados en la superficie del terreno, cuidando de que los elementos y equipos no se impregnen de suciedad alguna. En el montaje se debe tener presente la secuencia de fases. 3.16 PRUEBAS. a) Introduccin:

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Al concluir los trabajos de montaje de la Lnea se debern de realizar las pruebas que se detallan a continuacin en presencia del Ingeniero Supervisor de Obras, empleando instrucciones y mtodos de trabajo apropiado para ste, y el ejecutor realizar las correcciones o reparaciones que sean necesarias hasta que los resultados de las pruebas sean satisfactorias a juicio del Supervisor de Obras. Previamente con la ejecucin de estas pruebas, el ejecutor en presencia del Ingenieros Supervisor de Obras, efectuar cualquier otra labor que sea necesaria para dejar las lneas listas a ser energizadas. Cuando el Ingeniero Supervisor de Obras, considere necesario efectuar cualquier otra prueba, el ejecutor deber realizarla, recibiendo en tal caso una compensacin adicional fijada de comn acuerdo. b) Determinacin de la Secuencia de Fases: Se debe demostrar que la posicin relativa de los conductores de cada fase corresponden a lo prescrito. c) Prueba de Continuidad y Resistencia Elctrica: Para esta prueba, se pone en cortocircuito las salidas de las lneas de la Subestacin y despus se prueba en cada uno de los terminales de red su continuidad. Las resistencias elctricas de las tres fases de la lnea, no debern diferir a ms del 5% del valor de la resistencia por Kilmetros del conductor. d) Prueba de aislamiento de Lnea: La medicin del aislamiento se efectuar entre cada fase de la Lnea y tierra y entre fases. El nivel de aislamiento de la Lnea debe estar de acuerdo lo especificado en el Cdigo Nacional de Electricidad. e) Prueba de las Puestas a Tierra La resistencia de la puesta a tierra de las estructuras armados y la subestacin, no ser mayor de 25 Ohmios en el lado de media tensin y 15 Ohmios en el lado de baja tensin.

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SISTEMA DE UTILIZACION A NIVEL DE TENSION PRIMARIA 20 kV PARA PLANTA DE HARINA DE LA PESQUERA HAYDUK S.A. VEGUETA IV CALCULOS JUSTIFICATIVOS . 4.1 GENERALIDADES El clculo de la lnea rea y subterrnea de 20 kV se realiza tomando las disposiciones del Cdigo Nacional de Electricidad, de las Normas del CEI y los objetivos del proyecto. 4.2 NIVEL BASICO DE AISLAMIENTO Y DISTANCIAS ELECTRICAS . 4.2.1 Nivel Bsico de Aislamiento. De acuerdo al Cdigo Nacional de Electricidad Tomo IV y las Normas CEI, el nivel de aislamiento para la tensin nominal de 20 kV (Tensin Mxima de 24 kV) que deben soportar los equipos en la zona del proyecto es de :25

a)

a) Tensin de sostenimiento a la onda 1.2/50 (s entre fases y fases a tierra (kVp) Tensin de sostenimiento a frecuencia industrial entre fase tierra (kV) 4.2.2 Distancias Mnimas de seguridad.

: 150 kV : 56 kV

Separacin horizontal o vertical entre conductores de un mismo circuito en los apoyos: D = 1.20 Esta distancia es vlida tanto para la separacin entre 2 conductores de fase como entre un conductor de fase y uno de neutro. Distancia entre el conductor y sus accesorios bajo tensin y elementos puestos a tierra: D = 0.30 m. Esta distancia no es aplicable a conductor neutro. Distancia horizontal mnima entre conductores de un mismo circuito a mitad de vano: Para vanos hasta 80 m. de longitud: _ A = 0.0076 kV + 0.37 f Sobre la base de un vano de 80 m. se obtiene la flecha referencial de 2.30 m, con la que la distancia de medio vano entre conductores, mediante la formula es: A = 0.72 m. Distancia vertical mnima del conductor a la superficie del terreno: En lugares accesibles a peatones En laderas no accesibles a vehculos o personas En lugares con circulacin de maquinaria agrcola A lo largo de calles y caminos en zonas urbanas En cruce de calles, avenidas y vas frreas : 6.0 m : 5.0 m : 7.0 m : 7.0 m : 7.0 m

Las distancias mnimas de seguridad al terreno son verticales y determinadas a la temperatura mxima prevista, con excepcin de la distancia a laderas no accesibles, que ser radial y determinada a la temperatura en la condicin EDS y declinacin con carga mxima de viento. Distancias mnimas a edificaciones y otras construcciones: - Distancia vertical entre el conductor y cualquier parte del techo o estructura similar, normalmente no accesible, pero sobre lo cual pueda pararse una persona : 4.00 m - Distancia vertical entre el conductor y cualquier parte del techo o estructura similar, sobre lo cual no se pueda pararse una persona. : 3.50 m - Distancia radial entre el conductor y paredes a otras estructuras no accesibles. : 2.0 m - Distancia radial entre el conductor y parte de una edificacin normalmente accesible a personas incluyendo abertura de ventanas, balcones y lugares similares. : 2.50 m - Distancia radial entre el conductor y antenas distintos tipos de pararrayos. : 3.0 m Notas: Las distancias verticales se determinaran a la mxima temperatura de operacin prevista. 4.3 CALCULOS ELCTRICOS.26

La red es del tipo radial, areo-subterrneo construido con conductor de cobre duro forrado y cable de energa tipo N2XSY respectivamente, a una tensin entre lneas de 20 kV. 4.3.1 Bases de Clculo a) b) c) d)e) 4.3.2

Los diseos y clculos observan las Normas del Cdigo Nacional de Electricidad. El sistema adoptado es el subterrneo- areo, trifsico, de tres conductores, dispuestos en una configuracin vertical simple terna. La tensin nominal de servicio y de diseo es de 20 kV, con frecuencia de 60 Hz y un factor de potencia de 0.9 inductivo La temperatura de clculo para la resistencia elctrica del conductor areo ser de 50C. La demanda mxima del proyecto es de 1,125 kW. Clculo electricos de la lnea area: a)Por Corriente de Carga Potencia Instalada Factor de Potencia Tensin Nominal : 1125.00 kW : 0,90 : 20,0 kV

I = P / (1,7321 x V x FP) I = 1125.00 / (1,7321 x 22,9 x 0,90) = 31.51 A I = 31.51 A (20.0 kV) El conductor de Aleacin de Aluminio AAAC de 3-1x70 mm2 tiene una capacidad nominal de 201 A. b) Por corriente de cortocircuito : : : : 350MVA (20.0 KV) 20.0 kV 0,02 s kA

Potencia cortocircuito Pcc Tensin Nominal Tiempo de apertura ts Corriente de cortocircuito Icc Icc = Pcc / ( 3 x V) Donde: Pccs Icc V : : :

Potencia de cortocircuito Corriente de cortocircuito Tensin Nominal

Icc = 350 / (1,7321 x 20.0)27

Icc = 10.10 kA c) Por corriente de corto circuito admisible en el cable proyectado (Ikm) a) Para el conductor AAAC 70 mm2 Ikm = 0,0884 x S / Ikm = 0,0884 x 70 / Ikm = 43.76 kA Donde: Ikm = Corriente media eficaz de cortocircuito (kA) S = Seccin nominal del conductor (mm2) t = Tiempo (s) ; 0.02 s Luego: 0.14356 x S ---------------- = t 0.14356 x 70 ------------------- = 71.05 kA 0,14142 = = 250 C 90 Cts

0,02

Ik =

Temperatura de cortocircuito Temperatura mxima de operacin

El tiempo no deber ser mayor de 5 segundos en ningn caso. Estos cables sern protegidos con seccionadores fusible de potencia, tripolares, equipados con fusibles tipo expulsin k de rpido accionamiento, instalados en el PMI. Con esto se verifica que: Ik > Icc en ambos casos, la seleccin del cable de AAAC de 70 mm2, son correctas. d) Clculo por cada de tensin

d.1.- Clculo de la Resistencia: Para conductor areo AAAC desnudo con grasa, de 3-1x70 mm2 R2 = R 20C (1 + (T2 20C)) /km Donde: = 0,0036 C 1 R 20C = 0,510 /km28

Re = 0,51/km

Calculamos R2 para T = 50C R2 = 0,510 [ 1 + 0,0036 (30) ] /km R2 = 1.055 / km d.2.- Clculo de la Reactancia Para conductor areo AAAC 3-1x70 mm2 Disposicin Vertical Dm = 1,20 x 3 2 = 1,51 m

d = 1.20 m d = 1.20 m

Para S = 70 mm2 el dimetro es: = 3.5mm r = /2 = 1.75 mm Reemplazando en: X = 0,376992(0,05+0,4605 log (Dm/r)) X = 0,376992(0,05+0,4605 log (1510/1,75)) X = 0,5285 / km d.3.- Clculo de la Cada de tensin La cada de tensin se calcula como: V = 3 x I x L x Haciendo K =R2 + X 2

3 ( R2 + X 2 )

PARA EL CABLE AAAC 3-1x70 mm2 K = 3 x 1,055 2 + 0,5285 2

29

K = 2,0437/km Por lo tanto V = K x I x L x 10-3 Donde: V = Cada de Tensin (V) K = Factor de cada de tensin (/km) I = Corriente en (A) L = Longitud (m) CALCULO DE LA CAIDA DE TENSION EN 20 kVPunto 1 2 Pot (kVA) 0 1250 Pot (kVA) 1250 1250 I (A) 0.00 31.51 I (A) 31.51 31.51 L (m) 0 490 K ( /km) 2.044 2.044 V (V) 0.00 31.56 V (V) 0.00 31.56

La cada de tensin en la S.E. es V = 31.56 V 1 amp. 2.- Se requier que la corriente mxima de falla, no sea mayor a 54 A. IMAX falla = Ip / Zpu = 54.12 / 0.1 = 541.2 A El valor del secundario: IMAX falla = Ip / Zpu = 54.12/RTC < 100 A Por lo tanto : RTC = 54.12 / 100 = 5.41 Asumiendo una RTC = 100/1 = 100

El TAP se selecciona con la corriente de arranque y Pick Up y la RTC seleccionados, se tiene: TAP = I pick Up = 5412 / 100 = 5.4132

RTC El revelador seleccionado debe contar con los siguientes taps de ajuste: 2, 3, 4, 6, 8, 10, 12, 14 y 15 Amp. Al tomar el mas cercano es el TAP de 6 Amp h) Calculo de la proteccin en B.T.

La proteccin requerida en Baja Tensin para una Demanda Mxima de 1125 KW, con el transformador de 1250 KVA, ser: Ibtf Ibt Ibtf Ibtf = = 1.25 Ibt 1125 --------------- = 3x0.46x0.90 1.25 Ibt 1961.16 Amp = 1568.93 Amp. 1.25 x 1568.93= 1961.16 A.

De los catlogos seleccionamos un Interruptor termomagntico de 3x2000 Amp. similares al tipo SACE, 600 Voltios, 25 kA

i) Calculo de la coordinacin de la proteccin La seleccin de los parametros de corriente tanto de baja y media tensin, se efectuarn de tal forma que cumpla su funcin de proteccin. Es decir, ante una falla en el nivel de baja tensin, el interruptor termomagntico deber desconectar aislando la falla antes que se aperture el rele de proteccin en media tensin. El tiempo de desconexin se halla de los diagramas tiempo-corriente, segn curvas que proporcionan los fabricantes. Para nuestro caso consideraremos la marca SACE. Clculo de la impedancia del cable alimentador Del catlogo del fabricante se tiene Rcab y Xcab en /Km y de a.3 se tiene: Ztot = 1.1799

Potencia de cortocircuito de la lnea, tenemos kV2 202 Pcc = ---------- = -------Ztot 1.1799

33

Pccl = 338.99 MVA Potencia de cortocircuito en media tensin, tenemos Considerando que Pccs del sistema = 100 MVA (Dato EDELNOR) Pccl x Pccs 338.99 x 100 ----------------- = -------------------Pccl + Pccs 338.99 + 100

Pccmt =

Pccmt = 77.22 MVA Corriente de cortocircuito en media tensin; Pccmt 77.22 Iccmt = ----------- = ---------3 x 20 34.64 Iccmt = 2.22 kA Por otro lado sabemos que la corriente nominal en el transformador de 1250 KVA, es: In = 36.08 Seleccionando la capacidad de apertura del rel de proteccin, se tiene: Inf = 1.5 x In = 1.5 x 36.08 = 54.12 Amp De la coordinacin de tiempos con el rele aguas arriba, encontramos el tiempo de apertura: t1 = 0.015 seg Potencia de corto circuito en baja tensin; Pccmt x Pcctrafo Pccbt = --------------------------Pccmt + Pcctrafo MVA Pcctrafo = -------Vcc Vcc = 5.5% (dato) Pcctrafo = 22.72 MVA Reemplazando se obtiene; Pccbt = 15.25 MVA34

Con este valor calculamos Iccbt; Iccbt = 19.14 kA De la tabla del catalogo de interruptores termomagnticos, considerando In = 2000 Amp (elegido) y con Iccbt = 19.14 kA, tenemos: t apertura = 0.022 seg La falla reflejada a media tensin Iccs = Is = Vp Iccp Ip Vs Iccs = Vp x Iccp Vs Iccbt = 10.05 x 20 = 436.95 kA ref 0.46 Luego para Iccbt reflejada, en la curva de tiempo definido del rel se tiene: t apertura = 0.35 seg Concluimos que para Iccbt: t apert termomag < t apertura rel < t aper cut out

Por lo tanto los elementos de proteccin seleccionados son los correctos. a. CALCULOS MECNICOS DE CONDUCTORES. Clculo del esfuerzo en el conductor Estos clculos se elaboran para determinar el comportamiento del conductor desde el punto de vista de los esfuerzos mecnicos, durante la instalacin. Se ha tomado como base para los clculos las siguientes hiptesis. Hiptesis 1: De esfuerzos diarios o templados Para el tensado de las condiciones ambientales: Temperatura Velocidad del Viento Esfuerzo : 20C : nulo : 21% esfuerzo de rotura

Hiptesis 2: De esfuerzos mximos35

Se considera que el esfuerzo mximo de los conductores se produce en las siguientes condiciones: Temperatura Velocidad del Viento : 5C : 50 km/h

Hiptesis 3: De flecha mxima Se considera que la flecha mxima de los conductores se produce en las siguientes condiciones: Temperatura Velocidad del viento : 50C : nulo

Clculo de templado y flecha: -

-

Caractersticas de los conductores para el clculo. Conductor cableado desnudo de Aleacin de Aluminio Engrasado de 70 mm2 Coeficiente de dilatacin trmica: 2,3 x 10-5 Carga de rotura: 1 918 kg

Caracteristicas del conductor AAAC engrasadoSECCION TRANSVERSAL DIAMETRO EXTERIOR PESO TOTAL (Wc) CARGA DE ROTURA MODULO DE ELASTICIDAD Mm2 mm Kg/km Kg kg/mm2 70 10,5 184 1 918 5 700

Clculo de la carga unitaria resultante del conductor de hiptesis 1 Wr1 = (Wc + Wv1)1/2 ; Pv1 = 0,0042 x V1 2 ; Wr1 = Pv1 x ext / 1000

Donde: ext = Dimetro exterior del conductor (mm) Pv = Presin del viento (kg/m) Wc = Peso unitario del conductor (kg/m) Wr = Peso unitario resultante (kg/m) Wv = Carga unitaria por efecto de la presin del viento sobre el conductor (kg/m)

36

Tabla No 4.1 H IPTESIS I II III

Wc (Kg/m) 0.184 0.184 0.184

Wv (Kg/m) 0.2480 0.0000 0.0000

Wr (Kg/m) 0.3088 0.0184 0.0184

ECUACIN DE CAMBIO DE ESTADO: n2 (n 0 + E a Wc + E (Tn T0) = E a Wrn 24 A 0 24 A Donde: Sub-ndice (0) corresponde a la condicin inicial Sub-ndice (n) corresponde a las condiciones finales a = Vano (m) A = Seccin (mm) = Esfuerzo unitario (kg/mm2) T = Temperatura (C) Wc = Peso unitario del conductor n (kg/m) Wr = Peso resultante (kg/m) = Coeficiente de dilatacin trmica (C-1) E = Modulo de intensidad (kg/mm2) Considerando las condiciones iniciales de la hiptesis 1 0 = 0,21 x min 0 = ? kg/mm2 T0 = 20 C ; min : Esfuerzo de rotura mnimo

Luego se calcula el esfuerzo correspondiente a la hiptesis 2 para un determinado vano. 2 = ? T2 = 10 C Wr2 = ? kg/m De igual forma se calcula el esfuerzo correspondiente a la hiptesis 3 para un determinado vano. 3 = ? T3 = 50 C Wr3 = ? kg/m CALCULO DE LA FLECHA (m) Wrn a fn = -------------37

8 n A Donde: fn Wrn a n A = Flecha del portante en hiptesis n (m) = Peso unitario resultante del conductor (kg/m) = Longitud del vano (m) = Esfuerzo del portante en hiptesis n (kg/mm) = Seccin del conductor (mm)

Los esfuerzos y flechas obtenidos se muestran en la siguiente tabla segn el tipo de conductor y el vano correspondiente. ESFUERZO EN LA HIPTESIS I, II, III CONDUCTOR : CALIBRE 70 mm2 ALEACION DE ALUMINIO ENGRASADO HIPOTESIS I L = 50 m T1 = 10C 1 = 7.2747 kg/mm2 L = 60 m T1 = 10C = 7.259 kg/mm2 L = 70 m T1 = 10C 1 = 7.241 kg/mm2 L = 80 m T1 = 10C 1 = 7.220 kg/mm2 e) Flecha del conductor (f) FLECHAS DEL CONDUCTOR AA 70mm2 ENGRASADO TEMPERATURA VANO (m) 50 60 70 (C) 10 0.1129 0.1626 0.2213 20 0.1369 0.1971 0.2683 30 0.1727 0.2487 0.3385 40 0.2292 0.3300 0.4492 50 0.3192 0.4366 0.5667 4.3.3 Parmetros de la Lnea Subterrnea HIPOTESIS II L = T2 = 2 = L = T2 = 2 = L = T2 = 2 = L = T2 = 2 = 50 m 20C 6.0 kg/mm2 60 m 20C 6.0 kg/mm2 70 m 20C 6.0 kg/mm2 80 m 20C 6.0 kg/mm2 HIPOTESIS III L = T3 = 3 = L = T3 = 3 = L = T3 = 3 = L = T3 = 3 = 50 m 50C 2.573 kg/mm2 60 m 50C 2.709 kg/mm2 70 m 50C 2.841 kg/mm2 80 m 50C 2.968 kg/mm2

80 0.2891 0.3505 0.4421 0.5867 0.7085

38

Tipo Tensin de servicio Seccin (mm2.) Dimetro total exterior(mm) Intensidad admisible (A) Resistencia (Ohms/Km) a 20 C Reactancia (Ohms/Km)

: : : : : : :

N2XSY 18/30 kV 50 30.9 226 0.3794 0.1634

4.3.4 Calculos y dimensionamiento del cable N2XSY, 20 kv. Para el dimensionamiento del alimentador consideremos una potencia total de 1250 kVA. Condiciones: a) Potencia de diseo (KVA) b) Demanda mxima de potencia: c) Tensin nominal (V) d) Temperatura del terreno e) Longitud del cable subterrneo (Ls) f) Longitud de lnea area (La) : : : : : 1250 kVA. 1000 kW 20 kV. 25 C 21 m 406 m

a) Clculo por capacidad de corriente De la frmula, obtenemos la intensidad de corriente a transmitir: S Id = --------------3xV Reemplazando datos: Id = 1,000 ---------------- = 3 x 20 28.87 Amp.

El cable seco subterrneo tipo N2XSY 1x50 mm2, a 20C, enterrado a una profundidad de 1.00 m. y para una resistividad trmica del terreno de 100C x cm/W cuenta con una intensidad admisible de corriente nominal 226 A. Sin embargo, para nuestras condiciones de trabajo, debemos afectarlo por los factores de correccin siguientes: Factor de correccin por temperatura de suelo-ambiente de 30C - Resistividad Trmica : Frt = 0.91

Factor de correccin por diferente profundidad: 0.60 m. - Profundidad de tendido : Fp = 1.0139

Para las condiciones indicadas, la corriente admisible corregida se obtiene de la frmula siguiente: Ic = IT x Feq

Siendo Feq = Factor de correccin equivalente Feq = Frt.Fp = 0.92 Reemplazando datos tenemos Corriente de diseo: Ic = IT x Feq = 28.87 x 0.96 = 27.72 Amp.

La corriente admisible para el cable seleccionado es mayor que la corriente a transmitir: Ic = 226 A (50 mm2) > 27.72 A.

Por lo tanto, el cable subterrneo seleccionado en el tramo de llegada es el N2XSY, 1 x 50 mm2, 18/30 kV, por lo que se determina que soporta la corriente a transmitir. b) Clculo por caida de tensin (%) V (%) = kVA x L x (r Cos + x Sen ) 10 (KV) Factor de caida de tension (f.c.t.) f.c.t. = (r Cos + x Sen ) 10 (KV) Resistencia del conductor (Ohm/Km) Reactancia del conductor (Ohm/Km) Tensin nominal de la lnea (KV) Factor de potencia = 0.9 0.4358

Siendo: r x KV Cos Sen = = = = =

Reemplazando datos: TRAMO AEREO : TRAMO SUBTERRANEO : f.c.t. f.c.t. = = 2.4372x10-4 2.7736x10-4

Los resultados de los clculos, para el circuito troncal se muestra en la tabla siguiente, segn el diagrama unifilar de cargas mostrado DIAGRAMA UNIFILAR 1 490 m 2 21 m 3 ----------------------------------------------------------_____________ S.E. P.HAYDUCK LINEA AEREA L. SUBTERRAN. 1,250 KVA

40

CUADRO DE CAIDA DE TENSION PUNTOS 1 2 3 P (KVA) 1250 1250 1250 L (KM) 0.490 0.21 f.c.t.x10-4 2.3583 1.0509 S (mm2) 70 50 V (%) 0.3829 0.0794 V (%) 0.159 0.015 0.174

Del cuadro anterior se puede deducir que la cada de tensin es 0.174% < menor de 5.0% requerido. 4.4 CLCULO DE BARRAS EN 20 kV Condiciones : Potencia aparente nominal (KVA) Tensin nominal (V) Potencia de cortocircuito de entrada (PS) Factor de seguridad (Fk) : : : : 1250 kVA 20 Kv 100 MVA 1.25

a) Clculo por corriente nominal In = KVA x Fk = 4000 x 1,25 = 144.34 Amp. 3 x V 1,73 x 20

Se elige pletinas de cobre 6 x 60 mm, de 900A, en disposicin horizontal. Sistema de barras, 1 por fase. b) Parmetros para el clculo por esfuerzos electrodinamicos Icc Ich F M Pb Kb W L d : : : : : : : : : Corriente de cortocircuito permanente = 2.88 kA Corriente de cortocircuito mx. o de choque Esfuerzo entre dos barras (en cortocircuito) Momento mximo entre barras Momento resultante Esfuerzo mximo admisible del cobre: 1,000 a 2,000 Kg/cm Momento propio de las barras de cobre Distancia entre apoyos = 1.00 m Distancia entre barras = 40 cm.

c) Clculo de la corriente de choque Ich = u x 2 x Icc. Para R = 0.089 u = 1.80 X

Ich = 1,80 x 1,4142 x 2.88 = 7.33 kA41

d) Clculo de la Fmax entre barras Fmax = 2.04 x Ich x L = d x 100 2,04 x (7.33) x 100 = 2.74 Kg-f 40 x 100

d) Clculo del Momento flector mximo actuante (Mb) Este momento se presenta en la parte media de la barra y est dado por: Mb = Fmax. x L 16

Mb = 2.74 x 100 = 17.126 Kgf - cm 16 c) Clculo del Momento Resistente mxima (Ww) Ww = b x (h) = 0.6 x (36) = 3.6 cm3 6 6 Para h = 6.0 cm b = 0.6 cm d) Clculo del momento necesario (Wr) El momento resistente mximo para barras en posicin horizontal es: Mb Wr = ----------Kcu Asumiendo Kcu = 1,200 Kg/cm Reemplazando valores: Wr = 17.126/1200 = 0.014 cm3

Comparando valores: Ww = 3.6 cm3 > Wr = 0.014 cm3

Resumiendo las barras proyectadas de seccin 6x60 mm2, soportarn los esfuerzos electrodinmicos producidos por la corriente de choque Ich, por lo tanto las barras con las dimensiones seleccionadas para la instalacin son las adecuadas. 4.5 CLCULO DEL TRANSFORMADOR DE POTENCIA Se disearon en funcin de la potencia de las maquinas y equipos, mas una potencia para futuras ampliaciones y alumbrado, 1250 KVA, 20/0.46KV 4.6 CLCULO DEL AISLADOR:

42

El aislador operar con los siguientes parmetros: - Nivel de tensin - Correccin de temperatura : 20 kV

T : Temperatura mxima del conductor a 50C FT = 273 + T 313 = 273 + 50 313 = 1.032

Luego : FT = 1.032 - Correccin por altitud: Debido a que la zona se encuentra a una altitud menor a 1,000 msnm, no es necesario realizar correccin por altitud. kV x FT = 20 x 1.032 = 20.64 Kv

a) De acuerdo al C.N.E., los aisladores debern soportar una tensin bajo lluvia a frecuencia industrial. Vc = 2.1 (V + 5) Vc = 2.1 (20 + 5) Vc = 52.5 kV b) La tensin disruptiva en seco debe ser a lo mas igual al 75% de la tensin de perforacin del aislador. c) De acuerdo al nivel de aislamiento adoptado, el aislador debe soportar una tensin de 75 kV. Con onda normalizada 1.2/50 s y 38 kV. a frecuencia industrial en prueba de corta duracin segn Normas CEI. d) Distancia de la lnea de fuga Segn normas IEC 71-2, se obtiene 2 - 2.5 cm/kV para la tensin de fase a tierra y para zonas de contaminacin ligera. Por consiguiente: L (cm) = Donde: m = Coeficiente de suciedad (Zona industrial, contaminacin ligera) = 2.5 KV = Tensin nominal = 20 kV N = Nmero de aisladores =1 = Densidad relativa del aire = 0.773 Luego:43

m x kV N x

L = 2.5 x 201 x 0.773

=

56.87 cm

Bajo estas condiciones seleccionamos aisladores del tipo polmero con lneas de fuga mayores a 60 cm. 4.7 CLCULO DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA a) Puesta a tierra para media tensin Considerando electrodos verticales jabalinas se tiene del manual IEEE Recommended practice for grounding of industrial and comercial power sistems, por ser el terreno de fcil penetracin y resistividad menor a 70 -m, (por que la capa fratica en la zona del proyecto est a un metro de profuncdidad), la resistencia terica correspondiente se considera: R = -------- (Ln 4L - 1) 2 L d Donde: = Resistividad especfica del terreno L = Longitud de la varrilla de cobre d = dimetro de la varrilla de cobre Ln = Logaritmo neperiano Reemplazando valores se tiene: 30 = ------------------ (Ln 4 x 2.4 - 1) 2x3.1416x2.4 0.0158 R = 10.75 0hm < 25 0hm R Este valor es menor a 25 Ohm y cumple lo recomendado por el CNE para puestas a tierra en media tensin. b) Puesta a tierra para baja tensin Considerando el mismo tipo de pozo de tierra que el anterior, procediendo ha realizar el tratamiento con sales que establece normalmente una reduccin de la resistencia inicial segn experiencias en 40%, o sea 18 -m, luego el valor final es: 18 R = ------------------ (Ln 4 x 2.4 - 1) 2x3.1416x2.4 0.0158 R = 6.45 0hm < 10 0hm 4.8 CALCULO MECANICO DEL CONDUCTOR. 4.8.1 Hiptesis considerdas en el clculo: a) HIPTESIS I: Esfuerzo mximo : : : 30 ohm metro (Terreno pantanoso) 2,40 mts. 0,015875 mt

44

Se considera que los esfuerzos mximos que se originan en el conductor, se producen en las siguientes condiciones: - Temperatura ambiente - Presin del viento b) HIPTESIS II: : : 5C 15.12 kg/m2

Normal del Templado

Se considera que los esfuerzos diarios que se originan en el conductor, se producen en las siguientes condiciones ambientales: - Temperatura ambiente - Presin del viento - EDS : : : 20C Nulo 8.0 kg/mm2

El esfuerzo mximo del conductor de cobre duro de 70 mm2 es de 2756 Kg.2756 El esfuerzo diario es de 8.1 kg/mm2; aproximadamente el 25 % del tiro de ruptura. c) HIPTESIS III: Flecha mxima

Se considera que la flecha mxima de los cables se produce a las siguientes condiciones: - Temperatura ambiente : 50C - Presin del viento : Nulo 4.8.2 Caractersticas mecnicas del conductor: Material No de alambres Seccin nominal Dimetro nominal exterior Peso Carga de rotura mnima Coeficiente de dilatacin lineal a 20C (() Mdulo de elasticidad (E)4.8.3

: : : : : : : :

Cobre duro forrado 19 70 mm2 10.70 mm 608 kg/km 2752 kg 17 x 10-6 / C 12,650 Kg/mm2

Expresiones algebraicas:

a) Presin del viento (Pv): Pv = Pv = Donde: K : 0.0042 para superficie cilndrica. V : Velocidad del viento (60 km/h), Zona II pg. 24 Tomo IV C.N.E. b) Peso debido a la presin del viento (Wv): d Wv = -------- x Pv (Kg/m)45

K x V 0.0042 (60)

=

15.12 kg/m

d

=

1000 70 mm2

:

Wv

=

1.0584 kg/m

c) Peso resultante del conductor (Wr): ___________ Wr = (Wc + Wv) (kg/m) __________________ 70 mm2 : Wr = [(0.608) + (1.0584)]= Wc : Peso propio del conductor (Kg/m)

1.2206 (kg/m)

PESO RESULTANTE EN EL CONDUCTOR Tabla No 5.01 H IPTESIS I II III Wc (Kg/m) 0.608 0.608 0.608 Wv (Kg/m) 1.0584 0.0000 0.0000 Wr (Kg/m) 1.2206 0.608 0.608

d) Esfuerzos en las Hiptesis I y II: (F) [F + E (TF - Ti) - i + Wr i L E ] = 24 S i Donde: i F Wr i Wrf TF Ti E S L Wrf L E 24 S

: Esfuerzo admisible en la hiptesis inicial (kg/mm2) : Esfuerzo admisible en la hipotesis final (kg/mm2) : Peso resultante en la hiptesis inicial (kg/m) : Peso resultante en la hiptesis final (kg/m) : Temperatura en la hiptesis inicial (C) : Temperatura en la hiptesis final (C) : Coeficiente de dilata lineal (C) : Mdulo de elasticidad (kg/mm2) : Seccin (mm2) : Vano (m)

A partir del EDS (2 = 8.1 kg/mm2) fijado y mediante las ecuaciones de cambio de estado calculamos los esfuerzos (1) y (3), tabulados en la tabla No 5.02 ESFUERZO EN LA HIPTESIS I, II, III Tabla No 5.02 CONDUCTOR : CALIBRE 70 mm2 COBRE DURO FORRADO HIPOTESIS I L = 35 m T1 = 5C 1 = 11.957 kg/mm2 L = 50 m T1 = 5C L = T2 = 2 = L = T2 = HIPOTESIS II 35 m 20C 8.1 kg/mm2 50 m 20C L = T3 = 3 = L = T3 = HIPOTESIS III 35 m 50C 3.97 kg/mm2 50 m 50C46

= 11.34 kg/mm2 L = T1 = 1 = L = T1 = 1 = 70 m 5C 10.235 kg/mm2 80 m 5C 9.585 kg/mm2

2 = 8.1 kg/mm2 L = T2 = 2 = L = T2 = 2 = 70 m 20C 8.1 kg/mm2 80 m 20C 8.1 kg/mm2

3 = 3.68 kg/mm2 L = T3 = 3 = L = T3 = 3 = 70 m 50C 3.25 kg/mm2 80 m 50C 3.04 kg/mm2

e) Flecha del conductor (f) f Wr L S = Wr x L 8S

= Peso resultante del conductor (kg/m) = Vano (m) = Seccin del conductor (mm2) = Esfuerzo en la hiptesis considerada

e.1) Clculo del vano bsico: El tensado de los conductores, comprendidos entre dos estructuras de anclaje deben tener el mismo esfuerzo a lo largo de todo el tendido de la lnea. Es por ello que es importante el concepto de vano bsico ya que es; el que nos permite absorber las diferencias de tensin de los conductores por variacin del vano y de las condiciones meteorolgicas de la zona. _____________________ Vano Bsico = (L13 + L23 + ..... Ln3 ) L1 + L2 + L3 ......Ln Remplazando: Vano bsico 70, 69 m. e.2) Tabla de regulacin En la Tabla No 5.3, se muestran las flechas del templado para la hiptesis II y en la Tabla No 5.4, las flechas mximas para la hipotes III: HIPOTESIS IITabla No 5.3

=

69.50 m

FLECHA DE CONDUCTOR, SECCION 70 MM2 COBRE FORRADO TEMPERATURA VANOS (metros) 20C 35 50 70 0.1641 0.3350 0.6567 HIPOTESIS IIITabla No 5.4

80 0.8578

FLECHA DE CONDUCTOR, SECCION 70 MM2 COBRE FORRADO TEMPERATURA VANOS (metros) 50C 35 50 70 0.335 0.737 1.6369

80 2.285747

4.9 CALCULO MECANICO DE ESTRUCTURAS. 4.9.1 Seleccin de la longitud del poste:

Para conductor de 70 mm2 de seccin y un vano de regulacin de 80 m, la flecha mxima para 50 C (C.N.E. tomo IV, tabla 4 -VII . El empotramiento del poste ser de L/10 + 0.50 m. L = 0.10 + 1.20 + 1.20 + 2.29 + 7.0 + L/10 + 0.50 L = 13.79 m. Luego seleccionamos poste de: 15 m. 4.9.2 Hiptesis de clculo:

El clculo de los postes se realiza considerando que sobre ellos actan las siguientes fuerzas: a) Alineamiento: Presin de viento sobre el poste. Presin del viento sobre conductores

b) Angulo: - Presin del viento sobre el poste - Presin del viento sobre los conductores - Tiro de conductores debido al ngulo c) Terminal -

Presin del viento sobre el poste Presin del viento sobre los conductores Tiro de conductores.

4.9.3 a)

Frmulas a utilizar en el clculo de esfuerzos: Fuerza del viento sobre el poste (Fvp): Fvp (Dm + Do) x h x Pv 2 Punto de aplicacin de la carga del viento sobre el poste (Z): Z = h (Dm +2Do) 3 Dm + Do =

b)

c)

Dimetro del poste en el punto de empotramiento (Dm): Dm = D (D - Do) x ht h + ht

d)

Fuerza del viento sobre el conductor (Fvc): Fvc = d.Pv.L.Cos ( /2)

48

e)

Traccin de los conductores (Tc): Tc = 2 T Sen ( /2)

f)

Momento debido a la carga del viento sobre el poste (Mvp): Mvp = Fvp.Z

g)

Momento debido a la carga del viento sobre los conductores (Mvc): Mvc = Fvc. hi

h)

Momento debido a la traccin de los conductores (Mtc): Mtc = Tc. hi

i)

Momento Total (MT): MT = Mvp + Mvc + Mtc

j)

Fuerza en la punta del poste (Fp): Fp = MT he

En los postes de C.A.C. la fuerza (Fp) est referida a 0.10 m de la punta.

Donde: Pv h hi ht he d Do D Dm L : : : : : : : : : : : Presin del viento sobre el conductor (kg/m2) Altura del poste expuesto al viento (m) Altura del conductor (i) respecto al terreno (m) Altura del empotramiento del poste (m) Altura equivalente Dimetro del conductor Dimetro del poste en la punta (m) Dimetro del poste en la base (m) Dimetro del poste en punto de empotramiento (m) Longitud del vano (m) Angulo de la lnea CARACTERSTICAS DE LOS POSTES DE C.A.C.LONGITUD (m) 15 ht (m) 2.0 h (m) 13.0 Do (m) 0.21 D (m) 0.435 Dm (m) 0.405 Z (m) 5.81 Carga Trabajo 400

4.9.4

Postes de Concreto:

Segn el diagrama de fuerzas y tomando las alturas de la Fig. 5.5 (poste de 15m) se obtiene:

49

Fcs 1.2m Fcm 1.2m Fci 12.20

Fe

0.1 m

Fvp 5.81m

10.5 m

13.40 m

1.5 m De acuerdo a las frmulas del acpite 5.3.3 obtenemos M= M= M= M= Fp = 5.81 x Fvp + (10.5+11.7+12.9)x Fvci + (10.5+11.7+12.9) Tci 5.81 x Fvp + (31.5) x Fvci + (31.5) x Tci 351.17 + 529.62 Cos( /2) + 52730.37 Sen( /2) 880.79, = 0 M/he = 68.27

FUERZAS EQUIVALENTES EN ARMADOS TERMINALES (POSTES 15 m) Mf Tc Fvc = Fvp Mf F = 3 x 12.90 Tc + 3 x 12.90 Fvc + 5.81 x Fvp = 836.99 Kg 16.81 Kg = 60.44 Kg = 33393.2164 Kg-m = Mf/he = 2528.62 Kg

Se concluye que es necesario que estas estructuras lleven retenidas dobles.4.10

CALCULO DE CRUCETAS. Crucetas de Concreto:

a)

Se indicarn las cargas en los tres ejes de la cruceta: Carga vertical: P = L x Wc + p + p50

Donde: L Wc p p P = = = = = Vano (m) Peso propio del conductor (kg/m) Peso de aisladores y ferretera (kg) Peso del operario con herramientas (kg) P = 143.64 kg

80 x 0.608 + 15 + 80

Carga Longitudinal: T = Donde: Carga horizontal o transversal al eje de la cruceta asimtrica y la mnsula, segn el CNE deben soportar cualquier carga desequilibrada no menor de 320 kg. Se usarn crucetas asimetrica de 1.80 de longitud y mnsulas de 1.0 m, con cargas de trabajo: Za/1.80/1.20/250 Tiro longitudinal : 250 kg Tiro vertical : 100 kg Tiro transversal : 200 kg CALCULO DE CIMENTACION DE POSTES. M/1.0/250 250 kg 150 kg 150 kg 2 S Sen (/2) + Pv.d.L.Cos (/2) x 10-3

4.11

El clculo de cimentacin se har utilizando la siguiente condicin de equilibrio: Momento actuante (Ma) < Momento resistente (Mr) Fp ( h + t1) Donde: P C h a b t1 t c Fp : : : : : : : : : : Peso total (Poste + equipo + macizo) (Kg) Coef. Definido por la densidad del terreno (kg/m3) Altura libre del poste (m) Presin admisible del terreno (kg/m2) Ancho del macizo (m) Largo del macizo (m) Profundidad enterrada del poste (m) Profundidad del macizo (m) Peso especfico del concreto (Kg/m3) Fuerza que admite la punta del poste (Kg) < P ( a - 4P ) + Cb(t1)3 2 3b

a) Cimentacin estructuras de alineamiento Sabemos que:

51

C h a b t1 t c Fp Luego:

= = = = = = = = =

2000 kg/m3 [Suelo semifirme o tierra de facil trabajo (muelle), medio] 13.50 m 2.0 x 104 Kg/m2 1.00 m 1.00 m 1.50 m 1.60 m 2,200 Kg/m3 400 Kg

Volumen del macizo Peso del macizo P = 1480 + 40 + 80 + 3520 = Ma Mr Mr = = > 400x14.9 =

= =

1.60 m3 3,520 kg

5,120 Kg 5,960 Kg-m

5120 x [1.0 4 x 5120 ] + 2000 x 1.0 x (1.50)3 = 8436.18 Kg-m 2 3x1.0x2.0x104 Ma

Cimentacin de estructuras de alinemaineto: 1.00 x 1.00 x 1.60m (Concreto) b) Cimentacin estructuras de anclaje Los datos para el clculo son los siguientes: C h a b t1 t c Fp = = = = = = = = = 960 kg/m3 (Terreno de fcil trabajo (muelle), medio) 13.50 m 1.2 x 104 Kg/m2 1.30 m 1.30 m 1.50 m 1.60 m 2,200 Kg/m3 400 Kg

Luego se obtiene: Volumen del macizo Peso del macizo P = 1480 + 40 + 80 + 5948.8 Ma = 400x14.9 = = = = 2.704 m3 5,948.8 kg 7,548.8 Kg

5,960 Kg-m

Reemplazando los datos en la frmula se tiene:

52

Mr Mr

= >

7548.8 x [1.3 4 x 7548.8 ] + 960 x 1.3 x (1.5) = 7657.58 Kg-m 2 3x1.3x1.2x104 Ma 1.30 x 1.30 x 1.60m (Concreto)

Cimentacin de estructuras de anclaje: 4.12 CALCULO DE VENTILACION

Si los dos transformadores instalamos con refrigeracin natural en el interior de las celdas en la subestacin, efectuando aberturas de aireacin suficientemente grandes en esta subestacion por encima y por debajo del transformador, para disipar el calor mediante la aireacin natural. Para transformadores de construccin normal, se puede partir de un aumento de temperatura del aire de T = 15C, lo que corresponde a un flujo de aire de 4...5 m3/min por 1 kW de calor perdido. El intercambio de aire est determinado por el tamao de las aberturas de ventilacin, la altura de la chiminea de salida y la resistencia en el trayecto de ventilacin. Esta resistencia es generalmente: R = R1 + m x R2 Donde: R1: Significa coeficientes de aceleracin y resistencia en el canal de entrada. R2 : Coeficientes de acelaracin y resistencia en el canal de salida. m : Relacin entre la seccin A1 del canal de entrada y la seccin A2 del canal de salida. La figura 5.5 muestra las instalaciones de los transformadores A2 (Ventilador) H = 4.00 2 Unid PUERTA 2000 A1 KVA 1.0x0.8 De la figura, se obtiene para la resistencia en la abertura de la entrada de aire: Aceleracin Rejilla de platinas Codo recto Aumento de seccin Cambio gradual de direccin R1 : : : : : : 1 0.75 1.5 0.55 0.6 ----4.4

A1

Resistencia en la abertura de la salida del aire:53

Aceleracin Codo rectangular Rejilla de alambre R2

: : : :

1 1.5 0.75 ----3.25

Si el canal de salida se hace un 20% ms grande que el canal de entrada, ser: m= m2 A1 ---A2 = = 0.694 R = 4.4 + 0.694 x 3.25 = 6.6569 1.0 ---1.2 = 0.83

Llegando a ser

La ecuacin de equilibrio para la circulacin del aire se pueden calcular con la ecuacin: (T) x H3

=

Pv 13.2 x ----- ( R1 + m R2) A1

Donde: T H Pv A1, A2 = = = = Incremento de temperatura en C Altura en m. Prdidas del transformador de 2000 KVA en kW = 25.5 kW Areas de entrada y salida m2 2x25.5 = 13.2 x --------- x ( 6.6569) A1 2.915 m2

Reemplazando se tiene: (15) x 3.05 A1 Luego: A2 = 1.2 x 2.086 = 3.49 m2 =3

De esto se resume que para la ventilacin natural se tendra que aperturar ductos de gran rea, lo que no es factible, en este caso y se determina utilizar la ventilacin forzada artificial. Para asegurar una circulacin suficiente de aire alrededor del transformador, la distancia entre las paredes de las celdas y ste no deber ser menor a 400 mm, a ser posible. 4.13 CALCULO DE VENTILACION ARTIFICIAL

54

Como la ventilacin natural no es suficiente, por que las areas de los ductos de ventilacin de gran dimensin, hay que instalar un ventilador dimensionado para dar el flujo de aire necesario a presin suficiente. Sabemos que: Con un calor especfico del aire de Ce = 1.008 kW-seg/kg C, Densidad de aire de = 1.1 kg/m3 Temperatura de trabajo = 45C Pv: perdidas de los transformadores en kW a) La cantidad de aire de refrigeracin La cantidad de aire de refrigeracin necesaria ser: Pv Q = 54 -------- en m3/min Adems de la presin esttica para superar las resistencias en la trayectoria de ventilacin, el ventilador debe dar una presin dinmica para vencer la presin de descarga. Esta presin esttica y dinmica es de = 0.2 .....0.4 mbar. Resulta por lo tanto, a) Potencia motriz del ventilador Qx PL = --------- Manteniendo las condiciones y las reas de ductos de la figura del captulo anterior, se obtendr la cantidad de aire necesaria. 2x25.5 Q = 54 ------------- m3/min = 183.6 m3/min 15 Potencia motriz del ventilador ( rendimiento =0.2 ) 183.6 m3/min x 0.35 mbar PL = -------------------------------- = 0.536 kW 0.719 HP 0.2 Por lo que se resume utilizar un ventilador de 1.5 HP. Los filtros de aire requieren una atencin especial ( = 0.4 .....1.2 mbar) 4.14 CALCULO DE CIMENTACION DEL TRANSFORMADOR

55

Para instalar el transformador ser necesario construir una base de concreto armado tipo viga que soportar el peso del transformador y sus accesorios. Dimensiones del rea de soporte Se sabe que: Donde: Pt Pviga A P P = ---------A = = = = = 1.0 kg/cm2 7000 kg 2x0.3x0.4x2400 kg/cm2 ? cm2 Pt + Pviga ; ; ; ; ; Esfuerzo del suelo de la zona Peso del transformador y accesorios Peso de la viga asumida 40 x 30 cm Area que soporta el peso Pt + Pviga Peso en cada uno de los cimientos

Reemplazando: P A = --------- = (7000 + 576)/2 ------------------= 1.0 3788 cm2

Asumimos que la profundidad cimentada de la viga de soporte es de 50 cm Luego la base de la cimentacin en una de las vigas ser: 3788 ------ = 37.8 cm 40 cm 2x50 La base asumida de 0.40 m, es correcta, as mismo la profundidad de 0.50m B = Dimensiones de la vigas: 1 h = ---- L = 4 b = (0.5)(0.4) h = b = 0.40 m 0.30 m 0.50 0.80m VIGA CANALETA 1.30 m Clculo de Momentos flectores 0.50 0.40 .3 1 -- x (1.30) = 4 = 0.20 m

0.325 m

56

Momento total M = Wu (l) = 2.33 x (1.3) = 3.94 Ton-m

Momentos laterales Mizq/der = Mint = 1/10(3.94) 1/14(3.94) = = 0.39 Ton-m 0.28 Ton-m

Clculos de esfuerzos de la viga Sabemos que: fc = fy = = Asmax = Asmax = Asmax = a Mu Mu Mu Luego: Mu > M ok! _____________________ (13.64x105)/(35.0563x30) = = = = = 210 kg/cm 4200 kg/cm 0.0106 xbxd (0.0106)(30)(36) 11.45 cm As x fy ------------0.85 fc x b = (11.45)(4200) ------------------(0.85)(210)(30) = 8.98 cm

As fy ( d a/2) (0.9/105 )(11.45)(4200)(36 8.98/2) 13.64 Tn-m

Comprobando el valor d: _________ d = (Mu)/Ku b = d = 36 cumple!!

36

Hallamos la cantidad de varillas de construccin en las vigas Del anterior resumimos que: Utilizando varillas de 5/8 se tiene: Asmax ---------A varilla 11.45 cm -----------2.00 cm

Cantidad de varillas

=

=

=

5.725

6

57

oo o 0.40 m oo o 0.30 m

3/8 5@ 0.10 R@ 0.15

Marzo del 2012

58