NDICE

NDICE

CONTENIDO

PGINA

1OBJETIVO

1

2ALCANCE DEL PROYECTO

1

3CRITERIOS GENERALES DE DISEO

2

4NORMAS Y CDIGOS APLICABLES

3

5CONDICIONES AMBIENTALES

4

6UNIDADES

4

7CLASIFICACIN DE REAS

4

8LISTA DE PROGRAMAS COMPUTARIZADOS

4

9SISTEMA ELCTRICO

5

1.OBJETIVO

Este documento tiene como objetivo definir los criterios y bases de diseo que se utilizarn para llevar a cabo las actividades de diseo de electricidad del proyecto Estudio Tcnico para el Diseo de Reubicacin de los Tanques de Combustible y Lubricantes en Mina Norte, desarrollado para Carbones de la Guajira S.A.

Los criterios, definiciones y dimensionamiento definidos regirn la elaboracin de especificaciones de equipos mayores y todos los documentos y planos a ser elaborados por Electricidad.

2. ALCANCE DEL PROYECTO

El proyecto abarca el diseo de la Reubicacin de los Tanques de Combustible y Lubricantes de las instalaciones de Carbones de la Guajira, S.A en Mina Norte, Sector El Brillante, Municipio Pez en el Estado Zulia, Venezuela, con el fin que dicha instalacin cumpla con todas las normas de seguridad y se minimicen los riesgos tanto a los operadores como al ambiente y a las instalacionesEl alcance de este documento comprende el establecimiento de las caractersticas y funciones que deben cumplir los equipos y dispositivos elctricos y sistemas a seleccionar, que permitan el desarrollo del proyecto Estudio Tcnico para el Diseo de Reubicacin de los Tanques de Combustible y Lubricantes en Mina Norte.

Tomando como premisa inicial el evitar la obsolescencia prematura de los equipos, se orientar el desarrollo de las especificaciones y los criterios a establecer, acorde con los ltimos adelantos, de la tecnologa, en funcin del apropiado diseo del proyecto.

En general, el trabajo a realizar se orienta, pero no se limita, al establecimiento de Criterios y Bases referenciales que guiarn el proceso de desarrollo de especificaciones y planos, destacando las siguientes actividades:

Desarrollo de los criterios para los sistemas de distribucin de fuerza y control requeridos para el almacenamiento de lubricantes y combustibles.

Desarrollo de los criterios para el sistema de Iluminacin General y Sistema de puesta a tierra en las reas de tanques, almacenes, caseta de control, rea cerrada para el recibo, almacenamiento y despacho de lubricantes de poco uso (pipas), grasa, etc...3.CRITERIOS GENERALES DE DISEO

El diseo del Sistema Elctrico considera los criterios generales sealados en esta seccin:

Seguridad para las instalaciones y personas que operan el sistema.

Confiabilidad para garantizar continuidad de servicio en caso de contingencia o mantenimiento.

Simplicidad en la operacin.

Facilidad para el mantenimiento.

Normalizacin de equipos.

Flexibilidad para adaptarse a futuras ampliaciones.

Mnimo impacto ambiental.

Desde el punto de vista elctrico, regirn los siguientes criterios:

Todas las instalaciones se efectuarn por medio de cables aislados, con cables de 600 V.

Los Centros de Distribucin de Potencia y Centros de Control de Motores de baja tensin sern para uso interior, con cerramiento NEMA 12, de un solo frente, entrada y salida de conductores por debajo, alambrado tipo 2C, conformado por una celda de entrada y las celdas de salida. Todas las celdas sern equipadas con los dispositivos de proteccin y control sealados en el diagrama unifilar.

Los niveles de transformacin a ser usados dentro de la estacin estarn acordes con los lineamientos indicados en ANSI/IEEE-141.

Las salidas hacia los motores sern equipadas con arrancadores a plena tensin, del tipo no reversibles, conformados por interruptor del tipo magntico, contactor y rel de sobrecarga.

Los Servicios Auxiliares de las instalaciones, se alimentarn desde un transformador de distribucin del tipo seco. Durante la Revisin de la Ingeniera, se tomarn en cuenta todos los equipos elctricos instalados actualmente en sitio, para su adecuada reutilizacin, siempre y cuando sus capacidades y caractersticas estn acordes con las normas aplicables y condiciones de operacin de la planta.

4.NORMAS Y CDIGOS APLICABLES

El diseo, fabricacin, materiales, labores de instalacin y mantenimiento y procedimientos de inspeccin y puesta en marcha de los equipos y el sistema elctrico, estarn cubiertos segn la ms reciente versin de las normas, estndares y prcticas que se indican a continuacin:

COVENIN 200"Cdigo Elctrico Nacional" (CEN)

COVENIN 2249"Niveles de Iluminacin"

API RP500"Recommended Practice for Classification of Locations for Electrical Installations at Petroleum Facilities"

API RP2003"Protection Against Ignition Arising out of Static, Lightning and Stray Currents"

IES-ANSI"Lighting Handbook"

ANSI/IEEE-141"IEEE Recommended Practice for Electric Power Distribution for Industrial Plants"

ANSI/IEEE-142"IEEE Recommended Practice for Grounding of Industrial and Commercial Power Systems"

ANSI/IEEE C37.010"Application Guide for AC High Voltage Circuit Breakers Rated on a Symmetrical Current Basis"

NFPA 497A"Recommended Practice for Classification of Class I Hazardous Locations for Electrical Installations in Chemical Process Areas"

NFPA 780"Standard for the Installation of Lightning Protection Systems"

NEMA MG-1"Motors and Generators"

5.CONDICIONES AMBIENTALES

Las caractersticas meteorolgicas y ambientales a ser utilizadas para el diseo del sistema elctrico y seleccin de los equipos se sealan en el documento Bases y Premisas de diseo de Civil.

6.UNIDADES El sistema de unidades de medidas a usar en electricidad est basado en el sistema internacional, SI.

7.CLASIFICACIN DE REAS

La clasificacin de reas se realizar de acuerdo con las normas API RP 500 seccin B, NFPA 30A, 497A, 497M y Cdigo Elctrico Nacional con el fin de establecer los requerimientos de las instalaciones elctricas en reas clasificadas.

8.LISTA DE PROGRAMAS COMPUTARIZADOS

Los programas computarizados a ser empleados para el diseo del Sistema Elctrico son:

a.Sistema Integrado de Programas para Clculos EDSA (Electrical Distribution System Analysis), el cual est basado en la norma IEEE, u otro similar basado en las normas.

Anlisis de Cortocircuito.

Anlisis de Flujo de Cargas.

Clculo de Cada de Tensin durante el arranque de Motores.

Dimensionamiento de conductores.

b.Otros programas:

Clculo de iluminacin mediante el programa LUXICON o similar.

9.SISTEMA ELCTRICO9.1 Niveles de Tensin

9.1.1Tensin de entrada

A continuacin se sealan los niveles de tensin a utilizar en las diferentes facilidades elctricas:

Alimentacin Baja tensin:

480 V

Nmero de fases:

3

Nmero de hilos

4

Frecuencia:

60 Hz

Conexin del neutro:

Slido a tierra

9.1.2 Tensin de Uso

480 V, 3H

208/120, 4H

TABLA N 1

TENSIN NOMINAL DEL SISTEMA Y DE EQUIPOS

ServicioTensin Nominal del SistemaTensin Nominal de los Equipos

Motores desde 5 HP hasta 350 HP y todas las potencias fraccionadas, ubicadas en reas de procesos. 480 VCA, 3 Fases, 4 Hilos, 60 Hz.

460 VCA, 3 Fases, 3 Hilos, 60 Hz.

Luminarias de Vapor de Alta Presin de Sodio.480 VCA, 3 Fases, 4 Hilos, 60 Hz.480 VCA, 1 Fase, 2 Hilos, 60 Hz.

Luminarias del tipo Fluorescente. 120/208 VCA, 3 Fases, 4 Hilos, 60 Hz.208 V, 1 Fase, 2 hilos, 60 Hz.

Servicios Auxiliares120 VCA, 1 Fase, 2 Hilos, 60 Hz.120 VCA, 1 Fase, 2 Hilos, 60 Hz.

Calentadores de espacio 120 VCA, 1 Fase, 2 Hilos, 60 Hz.120 VCA, 1 Fase, 2 Hilos, 60 Hz.

Los niveles de tensin de utilizacin para los equipos estn basados en los rangos A de la Tabla I de la norma ANSI C84.1.

Las cadas de tensin permitidas estn basadas en las Normas, se considera que Carbones de la Guajira S.A. suministrar la alimentacin elctrica en el sitio en 480 VCA. Se permiten los siguientes valores de cadas de tensin:

9.1.2Durante el Arranque de Motores

En todos los casos en donde se evale el arranque de motores se debe tomar en consideracin que la cada de tensin debe permitir la aceleracin del motor y el cierre de los contactores de arranque.

En general la cada de tensin permitida en el sistema de suministro durante el arranque del motor no debe exceder los siguientes valores:

Sistema de distribucin secundario:

10%

En los terminales del motor:

20%

9.1.3Condicin Normal de Operacin

A continuacin se indican las cadas de tensin permitidas en los alimentadores, considerando operacin a plena carga:

Acometidas secundarias:

2%

Alimentadores de motores y transformadores para iluminacin:

5% y 2%

Circuitos de iluminacin, entre el panel de distribucin y la carga ms remota:2%

9.2Iluminacin

Los niveles de iluminacin estarn acordes con lo sealado en la norma IES Lighting Handbook. Los materiales y accesorios para el sistema de iluminacin debern ser acordes con los tipos de instalacin indicados en las normas.

9.2.1Control de Alumbrado Exterior

En reas exteriores el control de encendido de la iluminacin se realizar en forma automtica por medio de fotocelda con alternativa manual para pruebas o mantenimiento.

9.2.2Tipos de LuminariasDe requerirse la instalacin de luminarias adicionales, durante el proceso de revisin, en los diferentes ambientes de la estacin se han seleccionado dependiendo de las labores que se realicen en cada rea:

a.Para reas de procesos y exteriores se usarn luminarias, equipadas con lmparas de vapor de sodio de Alta Presin, 208 V. En los casos donde se requiera se instalarn luminarias localizadas tipo estacin.

b. Para reas exteriores, vas principales y secundarias, se usarn reflectores con lmparas de vapor de sodio de alta presin 400W-480V, instalados en poste, similares a los existentes.

c. Para reas interiores de galpones se usarn luminarias del tipo montaje superficial, con lmparas fluorescentes o de haluro metlico, segn convenga, 120V.

9.3Sistema de Tomacorrientes

En las reas de techadas se colocarn tomacorrientes monofsicos para mantenimiento.

Los tomacorrientes de uso interior se estimarn segn el Cdigo Elctrico Nacional y se emplearn, de acuerdo al uso, niveles de tensin de 120/208 VCA, 1 fase, 2 hilos y 480 VCA 3 fases.

9.4Sistema de Puesta a TierraTodas las nuevas instalaciones debern estar conectadas a la malla general de puesta a tierra, segn se prev, de acuerdo a las prcticas recomendadas en el Cdigo Elctrico Nacional seccin 250.

El sistema de puesta a tierra a ser instalado ser construido con cable de cobre #1/0 AWG, desnudo, trenzado y con varillas de ( 5/8 x 8 tipo copperweld. Las conexiones entre los conductores de la malla y entre conductor y varilla sern del tipo exotrmicas.

Las conexiones a tierra de los equipos sern con conductor desnudo calibre mnimo # 2 AWG, mediante conexiones empernadas.

9.5Sistema de Proteccin Contra Descargas AtmosfricasTodas las nuevas instalaciones debern ser protegidas contra descargas atmosfricas, calculadas segn lo indicado en las normas NFPA y API RP 2003.

9.6Servicios AuxiliaresLos equipos de servicios auxiliares, sern diseados teniendo en cuenta lo siguiente:

9.6.1Tableros de Distribucin

De ser requeridos nuevos tableros de distribucin, stos sern adecuados para la clasificacin de rea de la zona y el ambiente donde sean instalados.

Tendrn barras de cobre con capacidad nominal y de cortocircuito especificadas segn normas aplicables y de acuerdo con los niveles especificados en los planos.

Las salidas estarn protegidas con interruptores termomagnticos y servirn de alimentacin a los servicios auxiliares, sistemas de iluminacin interior, tomacorrientes y dems cargas no motorizadas.

9.6.2Transformadores para Servicios Auxiliares

De ser requeridos nuevos transformadores para servicios auxiliares, sern trifsicos, delta-estrella, para operacin 480-208Y/120 VCA, tipo seco, de capacidad adecuada.

Todos los transformadores estarn protegidos por un dispositivo de sobrecorriente segn lo establecido en el Cdigo Elctrico Nacional.

9.7Motores Elctricos

9.7.1Definiciones Bsicas

Los nuevos motores sern en general de induccin con rotor de cobre tipo jaula de ardilla y debern cumplir con las normas: IEEE y PDVSA-NB-212.

Se considera una frecuencia de operacin de 60 Hz.

Se considera que el motor ser capaz de operar manteniendo su capacidad a una tensin de utilizacin de ( 5%, sin alcanzar necesariamente el incremento de temperatura nominal.

Todos los motores para uso exterior sern del tipo "Totally Enclosed Fan Cooled"; para el caso en que su ubicacin fsica sea en rea clasificada como peligrosa cumplir adicionalmente con los siguientes criterios:

En ambientes Clase I, Div. 2, con materiales en partes mviles no productores de chispas.

En ambientes Clase I, Div. 1, a prueba de explosin.

Para el caso particular de ambientes Clase I, Div. 2 se cumplir que la temperatura superficial del equipo no sobrepase 80% de la temperatura mxima de la clasificacin del grupo (sustancia) manejado.

El mtodo de arranque para los motores ser del tipo Arranque directo.

Los circuitos de control debern tener previsiones que permitan ejecutar como mnimo las siguientes funciones:

Arranque y Parada Local

Parada Automtica debido a enclavamiento de interruptores por condiciones de proceso.

Indicacin Local y Remota de Bomba en Operacin y Parada.

Arranque y parada remota. Se deber tener un selector ubicado cerca de la bomba para operacin local o remota.

La tensin de control empleada para el control de motores ser de 120 VCA.

9.7.2Tensin de Alimentacin

Las tensiones tpicas de alimentacin para los motores sern segn se indica en la Tabla 1 de la seccin 9.1 de este documento.

9.7.3Factor de Servicio

No se establecer ninguna capacidad de sobrecarga sobre la potencia nominal para los motores de ms de 1 HP de acuerdo a lo establecido en la Norma de PDVSA. En caso de requerirse potencia adicional bajo alguna condicin del proceso, sta se lograr con el uso de un motor de potencia mayor a la calculada en condiciones normales.

Para motores de potencia fraccionada, el factor de servicio ser igual a 1,15.

En todo caso, el diseo del sistema motor-mquina no har uso de la capacidad adicional de potencia bajo condiciones normales de funcionamiento.

9.8Centro de Distribucin de Potencia

Los centros de distribucin de Potencia a instalar debern tener las siguientes caractersticas: estructuras de acero del tipo frente muerto, las barras de fuerza deben ser de cobre con capacidad de corriente nominal y de cortocircuito de acuerdo con los niveles especificados en los planos, cerramiento NEMA 12, uso interior, entrada y salida de conductores por debajo, conformado por una (1) celda de entrada y las celdas de salida, con calentadores de espacios para impedir la condensacin interna.

Todas las celdas sern equipadas con los dispositivos de desconexin, proteccin y control sealados en el diagrama unifilar.

Para motores trifsicos de baja tensin los arrancadores deben ser del tipo combinacin, no reversible, arranque a plena tensin, conformado por interruptor del tipo MCP, contactor magntico y rel de sobrecarga, el tamao mnimo ser NEMA 1.

9.9Centro de Control de MotoresLos centros de control de motores a instalar debern tener las siguientes caractersticas: estructuras de acero del tipo frente muerto, las barras de fuerza deben ser de cobre con capacidad nominal y de cortocircuito de acuerdo con los niveles especificados en los planos, cerramiento NEMA 12, uso interior, con calentadores de espacios para impedir la condensacin interna.

Para motores trifsicos de baja tensin los arrancadores deben ser del tipo combinacin conformado por interruptor del tipo MCP, contactor magntico y rel de sobrecarga.

Los arrancadores debern ser especificados de acuerdo a lo indicado en la norma NEMA.

9.9.1Criterios de Carga

Las siguientes indicaciones deben ser seguidas para la verificacin de la capacidad de los centros de control de motores se considerarn los siguientes aspectos: los datos de placa de los motores en condicin normal de operacin, los datos sealados en los planos de aquellos motores que se indiquen como futuro, listas de equipos mecnicos, cargas de iluminacin, aire acondicionado, calentadores y cargas miscelneas.

Para motores con capacidades menores a 200 HP se permitir utilizar la conversin de 1 HP = 1 kVA.

9.10Cables

9.10.1Fuerza y Control

Todos los cables de fuerza para baja tensin (480, 208 y 120 VCA) y Control, sern armados con conductores de cobre trenzado, monopolares o multiconductores y aislamiento de 600 V, chaqueta exterior de PVC.

9.10.2Calibres Mnimos de Cables

Alimentadores principales hasta 480 VCA :# 10 AWG

Circuitos de alimentacin a motores :# 10 AWG

Circuitos de iluminacin y tomacorrientes :#12 AWG

Circuitos de control :#14 AWG

Los niveles de tensin de utilizacin para los equipos estn basados en los rangos A de la Tabla I de la norma ANSI C84.1.

9.11Canalizaciones

En general, las canalizaciones hasta las cargas a servir sern a travs de bancadas subterrneas, se calcularn dejando un 25% de reserva, tomando en cuenta que las mismas sern diseadas con tubera de PVC-SCH 40, recubiertas con concreto de resistencia adecuada, segn el sitio de instalacin pero no menor a 80 kg/cm2, teido de color rojo.

El dimetro mnimo de la tubera ser 2 pulgadas y el porcentaje de ocupacin del tubo no ser ms del 40% del rea. Las bancadas de seis (6) o ms ductos debern tener una capacidad mnima de reserva del 25%.

En los cruces de carreteras, el tope de la bancada se colocar a un mnimo de 750 mm debajo de la superficie. Para las canalizaciones enterradas en reas de trnsito principal y de mantenimiento en donde exista la circulacin de trfico pesado se usarn tubos y accesorios de acero rgido galvanizado, serie pesada, de dimetro mnimo 2 pulg, embutidos en concreto.

En los tramos de canalizaciones que exceden 16 tubos se utilizarn trincheras con paredes concreto de resistencia adecuada segn el sitio de instalacin, pero no menor a 180 kg/cm2. Dentro de las trincheras se instalarn perfiles de acero galvanizado en caliente, sujetas con pernos, para el soporte de los cables. Se dejar una reserva del 25 % en los perfiles que soportan los cables. Se instalarn tapas rgidas metlicas, no se considera el uso de trincheras en tramos de canalizaciones que atraviesen trfico vehicular.

Cuando se requiera se permitir la canalizacin a la vista y se utilizar tubera rgida de acero, con dimetro mnimo de 3/4 de pulgadas.

Se usar tubera metlica flexible, hermtica a los lquidos (segn lo establecido en el Cdigo Elctrico Nacional) en tramos cortos, para conexin a motores, instrumentos, alumbrado o equipos sujetos a movimientos o vibracin. Tanto la tubera, como los sellos y las conexiones asociadas, sern aprobados para el rea donde sern usados.

En reas clasificadas se usarn materiales adecuados para el rea de acuerdo con lo estipulado en la Norma API-RP-500 y COVENIN.

La tubera estar alejada como mnimo 3.000 mm de superficies calientes o de reas de alta temperatura.

Las bancadas de electricidad sern paralelas e independientes a las bancadas de instrumentacin.

BASES Y CRITERIOS DE DISEO ELECTRICIDAD

ESTUDIO TCNICO PARA EL DISEO DE REUBICACIN

DE LOS TANQUES DE COMBUSTIBLE Y LUBRICANTES

EN MINA NORTE

EmisinAsuntoRealizadoRevisadoAprobadoRev.FechaInicFirmaInicFirmaInicFirmaA05/07Emisin OriginalN.A.N.A.S.G.S.G.E.V.E.V.007/07Emisin FinalN.A.S.G.E.V.

INCRUSTAR PBrush

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