5201492-04-mc-i-011-r01

GERENCIA REFINERÍA CARTAGENA

MEDICIÓN Y ENTREGA PGR A PROPILCO Y RETORNO DE PROPANO A ECOPETROL S.A – EPC-1

Disciplina : INSTRUMENTACION Y CONTROL Rev.: 01 Hoja 1 de 9

Nombre Documento: CÁLCULO DIMENSIONAMIENTO DE CABLES Fecha: 12/12/2006

Nº de Documento: 5201492-04-MC-I-011 Archivo: document.doc

CALCULO DIMENSIONAMIENTO DE CABLES

Rev. No. Fecha Descripción Elaboró Revisó Aprobó

P 03/11/06 PARA REVISIÓN INTERDISCIPLINARIA E. C. D. E. DG. D. J. L. V.

A 08/11/06 PARA REVISION DE INTERVENTORIA E. C. D. E. DG. D. J. L. V.

0 01/12/06 APROBADO PARA CONSTRUCCIÓN E. C. D. E. DG. D. J. L. V.

01 12/12/06INCLUIDOS COMENTARIOS DE

INTERVENTORIAE. C. D. E. DG. D. J. L. V.






TABLA DE CONTENIDO

1 OBJETO...........................................................................................................3

2 ALCANCE........................................................................................................3

3 RESPONSABILIDADES..................................................................................3

4 DESARROLLO.................................................................................................3

4.1 BUTANO.......................................................................................................................44.2 MEDICIÓN PGR Y PROPANO.................................................................................44.3 PROVER.......................................................................................................................44.4 INSTRUMENTOS........................................................................................................44.5 MOV’S...........................................................................................................................4

5 BIBLIOGRAFIA.................................................................................................4






1 OBJETO

Es objeto del presente documento los cálculos para la selección del cable y policables de

las señales análogas y digitales pertenecientes a los instrumentos serán suministrados e

instalados en el nuevo sistema de medición y totalización del flujo de PGR a PROPILCO y

el flujo de PROPANO proveniente de PROPILCO.

2 ALCANCE

Dimensionar y seleccionar cables y policables de señales de instrumentación análogas y

digitales, como también la suficiente documentación técnica, catálogos, planos,

certificados para que el CONTRATISTA de CONSTRUCCIÓN tenga una clara idea de su

montaje.

Cualquier omisión de estas especificaciones, en la descripción de algún componente o

requerimientos no exonerará al CONSORCIO CP de la responsabilidad de entregar los

cables debidamente instalados y en perfecto funcionamiento.

3 RESPONSABILIDADES

El ingeniero residente de los trabajos eléctricos es el responsable de la elaboración de

este documento.

4 DESARROLLO

Para el sistema de medición de PGR – PROPANO deberán implementarse dos brazos en

donde el brazo A quedará instalado y funcionando con toda la instrumentación asociada

para un sistema de transferencia en custodia y el brazo B quedará implementado hasta

las válvulas de bloque mostradas en el P&ID N° 5-IB-P-0017-P dejando facilidades de

tubería conduit y soportería para la futura instalación de los instrumentos.

Las señales de los instrumentos instalados serán cableadas hasta una caja concentradora

y de allí en cable multipar hasta el Cuarto de Control del Poliducto junto con las reservas

de las señales correspondientes a los instrumentos a instalar en el brazo B.






Las señales correspondientes a un Prover llegarán a una caja concentradora y de allí en

cable multipar hacia el cuarto de control del Poliducto.

Las señales análogas asociadas a las bombas de BUTANO deberán ser concentradas en

una caja de conexionado y de allí en cable multipar serán llevadas a la caseta de

Telemetría del área 1000, las señales digitales que hacen parte del control de las bombas

GI-2-P-202A/B correspondientes a dos switches de presión instalados en la succión de las

mismas así como dos interlocks provenientes del cuarto de control del poliducto serán

cableados directamente hasta el arrancador de estas en la subestación de GLP2.

Las siguientes son las señales de instrumentos a cablear en el proyecto actual.

LISTA DE SEÑALES

Item Área Brazo TagTipo de Señal

1 BUTANO Común FT-202 4-20 mA2 BUTANO Común FT-202A 4-20 mA3 BUTANO Común FY-202 4-20 mA4 BUTANO Común PSL-202A Digital5 BUTANO Común PSL-202B Digital6 BUTANO Común I-202A Digital7 BUTANO Común I-202B Digital

8 PGR A DT-31A Densidad

Frecuencia

9 PGR A DT-31ATemperatura

4-20 mA10 PGR A FT-31A Frecuencia11 PGR A PT-31A 4-20 mA12 PGR A TT-31A 4-20 mA

13 PGR A DT-31B Densidad

Frecuencia

14 PGR A DT-31BTemperatura

4-20 mA15 PGR B FT-31B Frecuencia16 PGR B PT-31B 4-20 mA17 PGR B TT-31B 4-20 mA18 PGR Común PY-30 4-20 mA19 PGR Común PT-30 4-20 mA

20 PROPANO A DT-32ADensidad

Frecuencia

21 PROPANO A DT-32ATemperatura

4-20 mA22 PROPANO A FT-32A Frecuencia23 PROPANO A PT-32A 4-20 mA






24 PROPANO A TT-32A 4-20 mA

25 PROPANO B DT-32BDensidad

Frecuencia

26 PROPANO B DT-32BTemperatura

4-20 mA27 PROPANO B FT-32B Frecuencia28 PROPANO B PT-32B 4-20 mA29 PROPANO B TT-32B 4-20 mA30 PROPANO Común PY-33 4-20 mA31 PROPANO Común PT-33 4-20 mA32 PROVER Común PT-31C 4-20 mA33 PROVER Común PT-32C 4-20 mA34 PROVER Común TT-31C 4-20 mA35 PROVER Común TT-32C 4-20 mA

De esta tabla tenemos lo siguiente:

Basados en la información anterior y apoyándonos en las normas técnicas nacionales e

internacionales aplicables, dimensionamos los policables para cada una de las cajas.

La selección del calibre para los policables de señales análogas de todos los sistemas se

hará de acuerdo a lo establecido en las normas citadas a continuación.

La NTC 2050 que es de obligatorio cumplimiento en el territorio nacional por hacer parte

del RETIE en sus primeros 7 capítulos, en su articulo 725-71(e) especifica que los cables

tipo PLTC deben ser de calibre entre 22AWG y 12 AWG y aislamiento adecuado para

300V, el calibre seleccionado dependerá como es lógico de la caída de voltaje máxima

permitida por las normas y/o por el fabricante de los equipos que serán interconectados

con estos.

La API RP 522 (Sistemas de transmisión) en su numeral 7.1 afirma que el calibre más

pequeño que se puede usar es aquel que no cause una excesiva caída de voltaje, que

tenga buena resistencia a los esfuerzos y que sea manejable. Recomienda el uso del

calibre No 14AWG para conductores sencillos, el calibre 16AWG para pares sencillos y el

calibre 20 AWG para multipares.






La IP 15-12-1 de la EXXON, de amplia utilización al interior de ECOPETROL en su

numeral 5.5(a) recomienda que se debe utilizar para los multiconductores o policables de

señales el calibre No 20 AWG.

La ISA en su norma RP-60.8 numeral 2.3.4 recomienda que el calibre mínimo a utilizar

para multipares de señales sea el 24AWG.

Por lo anterior seleccionamos para los policables de señales análogas el calibre 20 AWG

y atendiendo lo citado en la API RP 522 procedemos a calcular la caída de tensión para

confirmar que esta no vaya a afectar la calidad de la señal.

Como la tensión de alimentación de los instrumentos que va por el mismo par de señal es

de 24 Vdc la formula utilizada para verificar esta caída es la siguiente:

Donde:

Vd = Caída de voltaje en Voltios.

Vd % = Caída de voltaje en %.

I= Corriente de alimentación de potencia. Un valor típico para transmisores es 35 mA.

R= Resistencia del cable.

L= Longitud del cable en mts. Seleccionamos 1000 mts dado que esta la longitud

aproximada de la ruta más larga.

Tomando como referencia la resistencia del calibre 20 AWG de dekoron que es de

34.5/km tenemos que:

RTOTAL PAR = 2 x 0.0345 /mt x 1000 mts = 69

Vd = I x RTOTAL PAR = 0.035A x 69 /mt = 2.41 Volts

Vd%= 2.41/24 VDC = 10%






Despreciando la resistencia del par entre la JB y el transmisor, la cual es insignificante

teniendo en cuenta que el par es calibre 16 AWG y la longitud del mismo no será mayor

de 50 mts, tenemos:

Voltaje alimentación en el transmisor = 24 Vdc – 2.41 Vdc = 21.59 Vdc

Como se puede apreciar el efecto no es importante teniendo en cuenta que la mayoría de

los transmisores electrónicos pueden trabajar en un rango de voltaje entre 11.5 y 42 Vdc,

dependiendo de la resistencia de carga del lazo (entre 250 y 594) y si tiene o no tiene

un comunicador conectado a el.

Además, FOXBORO recomienda que la máxima longitud para cables calibre 20 AWG de

señales no exceda los 1800 mts.

Por lo anterior queda claro que el calibre 20 AWG es apropiado para la transmisión de las

señales entre el cuarto de control del Poliducto y el patín de medición de PGR y

PROPANO, sin embargo por solicitud del cliente se utilizará un policable calibre 16 AWG.

Con este calibre procedemos a seleccionar el número de pares por policable.

4.1 BUTANO

Para las señales del lazo de BUTANO tenemos una caja análoga con dos señales y una

reserva del 20% del número de señales:

Señales Análogas:

Por solicitud del cliente se utilizará un policable de 8 pares.

Por lo tanto seleccionamos el correspondiente a la siguiente referencia:






Las señales correspondientes a los switches de presión de las bombas serán enviadas

directo a la subestación GLP-2 en cable de un par calibre 16 AWG.

Las señales de los interlocks desde el cuarto de control de poliducto hacia la subestación

GLP-2 serán enviadas igualmente en cable de un par calibre 16 AWG.

4.2 MEDICIÓN PGR Y PROPANO

Para las señales de medición tenemos una caja con dos policables, uno para medición de

PRG y otro para medición de PROPANO.

Por lo tanto seleccionamos dos policables de 16 pares correspondiente a la siguiente

referencia:

4.3 PROVER

Para las señales provenientes del PROVER tenemos otra caja de señales análogas con

un policable.

Seleccionamos un policable de 8 pares con la siguiente referencia:






4.4 INSTRUMENTOS

Los cables de un par para los instrumentos serán calibre 16 AWG referencia 9316 de

Belden o Similar.

4.5 MOV’S

El cable para el lazo de comunicaciones de las válvulas motorizadas (MOV) tendrá las

siguientes características.

5 BIBLIOGRAFIA

1. ANSI / NFPA 70 – 2005, Nacional Electrical Code, Articulo 220, capitulo 3 y capitulo 9.

2. Belden Master Catalog, Capítulo 18.

3. NTC 2050, Art. 725-71(e)

4. API RP 522, Numeral 7.1

5. IP 15-12-1, Numeral 5.5(a)

6. ISA RP-60.8, Numeral 2.3.4

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