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Responsable

Redacción

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Fecha

Redactor

Departamento de Subestaciones y Líneas

Dirección de Ambiente, Sostenibilidad, Innovación y Calidad

16/02/2012

16/02/2012

16/02/2012

Hidrocantábrico Distribución Eléctrica, S.A.U.

ET/5091

Transformadores de Intensidad de Alta Tensión ET/5091

Ed.1

Página 1 de 21Especificación Técnica

Índice

1.- Objeto 2.- Alcance 3.- Desarrollo Metodológico

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1.‐ OBJETO

La presente especificación fija las características técnicas y las condiciones mínimas para el dimensionamiento, diseño, fabricación y ensayos, suministro y transporte de los transformadores de intensidad de alta tensión, a instalar en las subestaciones de Hidrocantábrico Distribución Eléctrica, S.A.U. (en adelante HCDE).

2.‐ ALCANCE

Los destinatarios de este documento son los técnicos que deban definir un transformador de

intensidad y elaborar la especificación técnica de compra en el ámbito de HCDE.

El alcance del suministro del transformador de intensidad englobará:

2.1.‐ Materiales: Suministro y transporte de los equipos relacionados en el presente

documento.

2.2.‐ Pruebas en Fábrica s/normas.

2.3.‐ Documentación:

a) Instrucciones de manipulación, almacenaje, instalación y mantenimiento.

b) Planos de los equipos con indicación de dimensiones, cargas y solicitaciones sobre las

fundaciones incluidas vibraciones, detalle de anclajes, etc., que permitan realizar la

ingeniería de la Obra Civil.

c) Certificados y protocolos de ensayos.

3.‐ DESARROLLO METODOLÓGICO

3.1.‐ Características del sistema

‐ Tensión nominal de la red 50 ‐132 kV

‐ Frecuencia nominal 50 Hz


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‐ Número de fases 3

‐ Tratamiento del neutro Rígidamente a tierra

3.2.‐ Características de los transformadores de intensidad.

Según el tipo de posición y el nivel de tensión se presentan las siguientes variantes:

Posición de transformador 132/50 kV y 50 MVA (ámbito urbano).

Posición de transformador 132/50 kV y 30 MVA (ámbito rural).

Posición de transformador 132/20 kV y 50 MVA (ámbito urbano).

Posición de transformador 132/20 kV y 30 MVA (ámbito rural).

Posición de línea de 132 kV con cable dúplex cóndor (382 MVA).

Posición de línea de 132 kV con cable cóndor (191 MVA).

Posición de línea de 132 kV con cable Hawk (138 MVA).

Posición de acoplamiento 132 kV.

Posición de transformador 50/20 kV y 30 MVA (ONAF) o 22,5 MVA (ONAN).

Posición de línea de 50 kV con cable Hawk (52 MVA).

Posición de línea de 50 kV con cable LA‐180 (38 MVA).

Posición de acoplamiento 50 kV.

Los transformadores de intensidad de 400 y 220 kV en posiciones de transformador de acceso

a la red de transporte serán acordes a la normalización de REE (siendo equipos de transporte),

únicamente serán definidos por HCDE los equipos correspondientes a la media fiscal. De forma

general, las opciones que se nos pueden plantear son las siguientes:

Posición de transformador 400/132 kV (unidades monofásicas) y 300 MVA.


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Posición de transformador 400/132 kV (trifásico) y 250 MVA.

Posición de transformador 220/132 kV y 270 MVA.

Posición de transformador 220/20 kV y 60 MVA.

Las intensidades de diseño consideradas para cada tipo de posición serán las siguientes:

TENSIÓN POSICIÓN POT. NOM. (MVA)

INT.NOM. (A)

INT. PRIMARIA TRAFO INT. (A)

132 TRAFO 132/50 50 219 250 medida; 500 protección

TRAFO 132/50 30 131 250 medida; 500 protección



L‐DÚPLEX CÓNDOR

382 1670 2000

L‐CÓNDOR 191 835 1000

L‐HAWK 138 605 1000

50 TRAFO 50/20 30 346 500

TRAFO 50/20 22,5 260 500

L‐HAWK 52 605 1000

L‐LA180 38 442 500

TABLA 1


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Así tendremos las siguientes variantes de transformadores de intensidad normalizados, para

su consideración, tanto en instalaciones nuevas y ampliaciones en la columna (A) como en las

renovaciones de transformadores de intensidad existentes en la columna (B):

TENSIÓN POSICIÓN (A)

INSTALACIONES NUEVAS

(B)

RENOVACIÓN Ti´S EXISTENTES

132

Trafo

250/5 A (*)

Secnd. 1: 20 VA cl.0,2s – Fs5

500/1‐1‐1 A (*)

Secnd. 2: 10 VA cl.0,5‐5P30

Secnd. 3: 10 VA 5P30


250/5 A (*)


500/5‐5‐5 A (*)

Secnd. 2: 30 VA cl.0,5‐5P20



Línea y Acoplamiento

1000‐2000/5‐1‐1‐1 A


Secnd. 2: 10 VA cl.0,5‐5P20



1000‐2000/5‐5‐5‐5 A


Secnd. 2: 20 VA cl.0,5‐5P20



50

Trafo, Línea y Acoplamiento

500‐1000/5‐1‐1 A


Secnd. 2: 10 VA cl.0,5‐5P20


500‐1000/5‐5‐5 A


Secnd. 2: 20 VA cl.0,5‐5P30


TABLA 2


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IMPORTANTE: (*) Los transformadores de intensidad normalizados para posiciones de

transformador de primario 132 kV no son del tipo multirrelación, como en el resto de los casos.

Tendrán una relación fija de 250/5 A para el primer secundario y de 500/1 o 5 A para los

restantes, tanto si la posición es de 50 o de 30 MVA.

Para el caso de la sustitución de equipos existentes se contempla la posibilidad de utilizar

intensidades secundarias de 5 A en los circuitos de protección con el objeto de que el alcance

de la reforma esté acotado al propio trafo de intensidad. El cambio de la intensidad secundaria

implicaría un cambio de los equipos de baja tensión asociados (relés de protección,

convertidores, contadores, etc). Se recuerda que la intensidad secundaria de protección

normalizada por HCDE es 1 A y será ésta la que se deba considerar de forma general.

Los transformadores de intensidad definidos cumplen que, por un lado, todas las intensidades

primarias cumplan con el Reglamento de Puntos de Medida permitiendo la media fiscal en un

punto frontera, y por otro, aseguran que no se produzca saturación. En los cálculos ante

saturación se han considerado intensidades de cortocircuito de 28 kA para la red de 132 kV y

de 12 kA para la red de 50 kV.

Como orden de magnitud se muestran a continuación los valores de intensidad de defecto

calculados para un horizonte 2051 en las subestaciones de nuestra propiedad que presentan

los valores más elevados:

Corredoria 132 kV: 27,2 kA trifásico

Soto 132 kV: 26,4 kA trifásico

Carrió 132 kV: 26,1 kA monofásico.

Trasona 50 kV: 10,1 kA monofásico

Tabiella 50 kV: 9,5 kA monofásico

Villaviciosa 50 kV: 9,3 kA monofásico


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Los transformadores de intensidad indicados en la tabla 2 son válidos para la inmensa mayoría

de subestaciones de HCDE, de forma que no sufrirán saturación ante las intensidades de

cortocircuito presentes incluso con distancias de cableado elevadas (500 m).

En las tablas 5 a 12 se muestran los resultados de cálculo de la intensidad máxima de

cortocircuito que soportaría cada transformador de intensidad sin saturarse en función de la

distancia de cableado.

En el caso en el que las exigencias sean mayores a las indicadas en estas tablas, bien por una

intensidad de cortocircuito o por una distancia entre el transformador de intensidad y los relés

de protección excepcionalmente elevada hay que confirmar mediante cálculo las

características requeridas del equipo.

Si las exigencias ante la saturación hicieran necesario irse a un transformador de intensidad de

mayores prestaciones es preferible modificar el factor límite de precisión nominal (FLP),

considerando equipos 5P30, 5P40, 5P50, ..., a modificar las potencias de secundarios o las

intensidades primarias. Si con valores razonablemente altos de FLP, previa consulta con

fabricantes, todavía hay problemas de saturación habría que irse a potencias nominales

superiores. Es importante no modificar las intensidades primarias con el fin de permitir la

intercambiabilidad de equipos entre subestaciones.

La hoja de datos técnicos que acompañará a la petición de ofertas será una de las mostradas a

continuación como tablas 3 y 4 en función del nivel de tensión.


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POSICIÓN DE 132 kV Cantidad 3 Fabricante Modelo Tipo Invertido Aislamiento Aceite mineral Servicio Exterior

Tensión más elevada para el material (Um) 145 kV Tensión de ensayo a frecuencia industrial 275 kV Tensión de ensayo con onda de choque 650 kVcresta Tensión de ensayo de los circuitos secundarios 3 kVef Frecuencia nominal 50 Hz Normas IEC 60044-1 Relación de transformación (*) (Según tabla 2) Potencias y clases de precisión: En todas las relaciones Secundario 1 (*) (Según tabla 2) Secundario 2 (*) (Según tabla 2)

Secundario 3 (*) (Según tabla 2)

Secundario 4 (*) (Según tabla 2)

Cambio de relación En secundario Intensidad límite térmica (Ith) 40 kA / 1 s Intensidad límite dinámica (Idin) 100 kAcresta Sobreintensidad admisible en permanencia 1,2 In Longitud de la línea de fuga 31 mm/kV Seguridad Reforzada

Equipados con: Indicador de nivel de aceite Toma de medida de la tangente de delta Válvula de vaciado y toma de muestras Plano de dimensiones Bornas de conexión Tipo de aisladores Poliméricos Cambio de relación

Masa total Masa del aceite Año de fabricación Origen de los transformadores Precio unitario Precio total Condiciones de pago Plazo de entrega

(*) Confirmar valores para cada petición de oferta concreta.

TABLA 3

NOTA: Las casillas en blanco deberán ser cubiertas por el Ofertante.


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POSICIÓN DE 50 kV

Cantidad 3 Fabricante Modelo Aislamiento Resina epoxy Servicio Exterior/Interior Tensión más elevada para el material (Um) 72,5 kV Tensión de ensayo a frecuencia industrial 140 kV Tensión de ensayo con onda de choque 325 kVcresta Tensión de ensayo de los circuitos secundarios 3 kVef Frecuencia nominal 50 Hz Normas IEC 60044‐1 Relación de transformación: (*) (Según tabla 2) Potencias y clases de precisión: En todas las relaciones

Secundario 1 (*) (Según tabla 2) Secundario 2 (*) (Según tabla 2) Secundario 3 (*) (Según tabla 2) Cambio de relación En secundario Intensidad límite térmica (Ith) 16 kA / 1 s

Intensidad límite dinámica (Idin) 40 kAcresta Sobreintensidad admisible en permanencia 1,2 In Longitud de la línea de fuga 31 mm/kV Seguridad Reforzada Equipados con: Indicador de nivel de aceite Toma de medida de la tangente de delta Válvula de vaciado y toma de muestras Plano de dimensiones

Bornas de conexión Tipo de aisladores Poliméricos Cambio de relación Masa total Masa del aceite Año de fabricación Origen de los transformadores Precio unitario Precio total Condiciones de pago Plazo de entrega

(*) Confirmar valores para cada petición de oferta concreta.

TABLA 4

NOTA: Las casillas en blanco deberán ser cubiertas por el Ofertante.


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Los arrollamientos secundarios de los transformadores de intensidad se conectarán a una caja

de conexiones situada en la parte inferior del mismo, protegida contra intemperie. Los cables

externos entrarán por la parte inferior a la caja de conexiones. Las bornas correspondientes al

arrollamiento de medida de facturación deberán ir provistas de un dispositivo que permita su

precintado en dicha caja.

El cambio de la relación de transformación debe realizarse en el circuito secundario de bornas.

Los transformadores de intensidad estarán preparados para anclaje a soporte metálico por

medio de tornillos.

Deberán estar provistos de una placa de características y esquema de conexiones fijada al

transformador en lugar visible.

3.3.‐ Criterios y puntos a tener en cuenta

Como criterio general para definir las intensidades secundarias tenemos el siguiente:

Secundario de medida (fiscal o no): 5 A

Secundario destinado a protección: 1A

Estas intensidades secundarias serán las consideradas para subestaciones nuevas o nuevas

posiciones en subestaciones existentes.

En el caso de ampliación o renovación de subestaciones es muy importante tener en cuenta las

características de la instalación existente a la hora de definir las intensidades secundarias.

Entre los condicionantes que nos pueden imponer 5 o 1 A secundarios están los siguientes:

La protección diferencial de barras existente.

En posición de transformador, los secundarios de los transformadores de intensidad de

la cabina de MT del transformador, ya que hay protecciones diferenciales de


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transformador que exigen que las intensidades secundarias de los transformadores de

intensidad de ambos lados de la máquina sean iguales.

Como se indica mediante la llamada (*), y se ha dicho anteriormente, es importante

comprobar para cada caso concreto que las características del transformador de intensidad

(intensidades primarias, factor límite de precisión nominal y potencia de cada secundario) son,

por un lado, válidas atendiendo a las exigencias para evitar la saturación ante cortocircuito en

los secundarios de protección, y por otro, son conformes con el Reglamento de Puntos de

Medida para el secundario de medida en caso de medida fiscal.

Como criterio general, el uso de cada uno de los secundarios será el siguiente:

132 kV

Secundario 1: Medida fiscal o de régimen interno (integrada en la UCP en las

posiciones nuevas y en contador en las renovaciones).

Secundario 2: Protección primaria y media de régimen interno (en UCP o contador) en

el caso de que el secundario 1 alimente a la medida fiscal. OJO que este segundo

secundario es de protección por lo que no se saturará ante intensidades de

cortocircuito, todos los elementos de medida que cuelguen de él deben estar

dimensionados para funcionar bajo esta circunstancia.

Secundario 3: Protección secundaria.

Secundario 4: Protección diferencial de barras y fallo interruptor.

50 kV

Secundario 1: Medida fiscal o de régimen interno.

Secundario 2: Protección primaria y media de régimen interno en el caso de que el

secundario 1 alimente a la medida fiscal. OJO que este segundo secundario es de

protección por lo que no se saturará ante intensidades de cortocircuito, todos los


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elementos de medida que cuelguen de él deben estar dimensionados para funcionar

bajo esta circunstancia.

Secundario 3: Protección secundaria (si la equipa) y protección diferencial de barras y

fallo interruptor.

A continuación se muestran las intensidades máximas de cortocircuito en función de la

longitud de los cables de intensidad que, en las condiciones indicadas, admiten los

transformadores de intensidad considerados sin que se sufran saturación:

NOTA: Como orden de magnitud para el consumo de las bobinas amperimétricas de

los relés de protección:

- SEL331B y SEL351: 0,13 VA para 1A - SEL387E: 0,27 VA para 5 A

- SEL587 y SEL551: 0,06 VA para 1 A - REB500: 0,1 VA para 1 A

En los relés electromecánicos los consumos son muy superiores, como ejemplo los 15

VA de la protección diferencial de barras tipo BUS1000 de G.E.

POSICIONES NUEVAS

POSICIONES NUEVAS DE TRANSFORMADOR 132 kV:

TRAFO 132/50 kV y TRAFO 132/20 kV

Supuestos:

Int. Secundaria:

Potencia

Secundario:

FLP:

Secc. Cable:

Consumo

Relés:

Consumo

interno Ti:

1 A 10 VA 5P30 6 mm2 0,5 VA 5 VA

ÁMBITO RURAL: 30 MVA ÁMBITO URBANO: 50 MVA

500 m 38,9 kA 500 m 35,7 kA

TABLA 5


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POSICIONES NUEVAS DE LÍNEA 132 kV:

L‐DÚPLEX CÓNDOR (382 MVA)

L‐CÓNDOR (191 MVA) y L‐HAWK (138 MVA)

Supuestos:

Int.

Secundaria:

Potencia:

FLP:

Secc. Cable:

Consumo

Relés:

Consumo

interno Ti:

1 A 10 VA 5P20 6 mm2 0,5 VA 5 VA

1000 A primarios y 138 MVA 1000 A primarios y 191 MVA 2000 A primarios y 382

MVA

500 m 42,7 kA 500 m 35,6 kA 500 m 71,3 kA

TABLA 6

POSICIONES NUEVAS DE 50 kV:

LÍNEA HAWK (LA‐280) (52 MVA)

Supuestos:

Int.

Secundaria:

Potencia:

FLP

Secc. Cable:

Consumo

Relés:

Consumo

interno Ti:

1 A 10 VA 5P20 6 mm2 0,5 VA 5 VA

1000 A primarios y 52 MVA

500 m 42,8 kA

TABLA 7


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POSICIONES NUEVAS DE 50 kV:

TRANSFORMADOR 50/20 kV 22,5 MVA (ONAN) y 30 MVA (ONAF)

LÍNEA LA‐180 (38 MVA)

Supuestos:

Int.

Secundaria:

1 A

Potencia:

10 VA

FLP:

5P20

Secc. Cable:

6 mm2

Consumo

Relés:

0,5 VA

Consumo

interno Ti:

5 VA

500 A primarios y 22,5 MVA 500 A primarios y 30 MVA 500 A primarios y 38 MVA

100 m 26,2 kA 100 m 25,4 kA 100 m 24,4 kA

200 m 25,2 kA 200 m 23,8 kA 200 m 22,1 kA

300 m 24,3 kA 300 m 22,4 kA 300 m 20,2 kA

400 m 23,4 kA 400 m 21,1 kA 400 m 18,6 kA

500 m 22,6 kA 500 m 20,0 kA 500 m 17,2 kA

TABLA 8


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RENOVACIÓN DE Ti´S EN POSICIONES EXISTENTES

POSICIONES RENOVADAS DE TRANSFORMADOR 132 kV:

TRAFO 132/50 kV y TRAFO 132/20 kV

Supuestos:

Int.

Secundaria:

Potencia

Secundario:

FLP:

Secc. Cable:

Consumo

Relés:

Consumo

interno Ti:

5 A 30 VA 5P20 6 mm2 0,5 VA 5 VA

ÁMBITO RURAL: 30MVA ÁMBITO URBANO: 50 MVA

100 m 50,4 kA 100 m 36,8 kA

200 m 41,8 kA 200 m 25,9 kA

300 m 35,6 kA 300 m 20,0 kA

400 m 31,1 kA 400 m 16,3 kA

500 m 27,6 kA 500 m 13,7 kA

TABLA 9


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POSICIONES RENOVADAS DE LÍNEA 132 kV:

L‐DÚPLEX CÓNDOR (382 MVA)

L‐CÓNDOR (191 MVA) y L‐HAWK (138 MVA)

Supuestos:

Int.

Secundaria:

Potencia:

FLP:

Secc. Cable:

Consumo

Relés:

Consumo

interno Ti:

5 A 20 VA 5P20 6 mm2 0,5 VA 5 VA

1000 A primarios y 138 MVA 1000 A primarios y 191 MVA 2000 A primarios y 382

MVA

100 m 38,1 kA 100 m 24,9 kA 100 m 49,8 kA

200 m 24,1 kA 200 m 14,4 kA 200 m 28,8 kA

300 m 17,6 kA 300 m 10,1 kA 300 m 20,3 kA

400 m 13,9 kA 400 m 7,8 kA 400 m 15,7 kA

500 m 11,5 kA 500 m 6,4 kA 500 m 12,7 kA

TABLA 10


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POSICIONES RENOVADAS DE 50 kV:

LÍNEA HAWK (LA‐280) (52 MVA)

Supuestos:

Int.

Secundaria:

Potencia:

FLP

Secc. Cable:

Consumo

Relés:

Consumo

interno Ti:

5 A 20 VA 5P30 6 mm2 0,5 VA 5 VA

1000 A primarios y 52 MVA

100 m 57,5 kA 300 m 26,7 kA 500 m 17,4 kA

200 m 36,4 kA 400 m 21,0 kA

TABLA 11


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POSICIONES RENOVADAS DE 50 kV:

TRANSFORMADOR 50/20 kV 22,5 MVA (ONAN) y 30 MVA (ONAF)

LÍNEA LA‐180 (38 MVA)

Supuestos:

Int.

Secundaria:

5 A

Potencia:

20 VA

FLP:

5P30

Secc. Cable:

6 mm2

Consumo

Relés:

0,5 VA

Consumo

interno Ti:

5 VA

500 A primarios y 22,5 MVA 500 A primarios y 30 MVA 500 A primarios y 38 MVA

100 m 33,6 kA 100 m 24,1 kA 100 m 17,4 kA

200 m 22,3 kA 200 m 14,7 kA 200 m 9,9 kA

300 m 16,7 kA 300 m 10,5 kA 300 m 7,0 kA

400 m 13,4 kA 400 m 8,2 kA 400 m 5,4 kA

500 m 11,1 kA 500 m 6,7 kA 500 m 4,4 kA

TABLA 12


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3.4.‐ Ensayos individuales

Todos los transformadores se montarán completamente en fábrica con todos sus accesorios y

allí se someterán a los siguientes ensayos y comprobaciones:

Comprobación del estado general, dimensiones y disposición de los diferentes

accesorios.

Comprobación de las placas y de las marcas de polaridad de las bornas de los

arrollamientos.

Ensayo de tensión a frecuencia industrial del arrollamiento primario de acuerdo con lo

indicado en el capítulo correspondiente de la norma UN‐EN 6044‐1 en su última

edición.

Ensayo de tensión a frecuencia industrial de los arrollamientos secundarios de acuerdo

con lo indicado en el capítulo correspondiente de la norma UN‐EN 6044‐1 en su última

edición.

Ensayo de sobretensión entre espiras, de acuerdo con lo indicado en el capítulo

correspondiente de la norma UN‐EN 6044‐1 en su última edición.

Determinación de los límites de error de intensidad (relación) y ángulo de fase de cada

uno de los núcleos de protección a la frecuencia nominal con una carga conectada

igual a la carga de precisión nominal y factor de potencia inductiva de 0,8 para una

intensidad primaria igual a la intensidad nominal.

Determinación de los errores de intensidad (relación) y ángulo de fase del núcleo de

medida a la frecuencia nominal, para cada uno de los valores de intensidad que se

indican en la norma UNE‐EN 60044‐1 en su última edición.


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Determinación del error compuesto de cada uno de los núcleos de protección, de

acuerdo con lo indicado en el capítulo correspondiente de la norma UNE‐EN 60044‐1

en su última edición.

Medida de capacidad y tg d.

Ensayo de descargas parciales, de acuerdo con lo indicado en la norma UNE 21313.

Deberá figurar el valor de la capacidad aparente medida en picoculombios, o el límite

superior medido, que deberá ser inferior a 5 pC a una tensión 1,2 x Um/√3. Este

ensayo se efectuará posteriormente a los ensayos de aislamiento, debiendo figurar en

los protocolos el valor real en pC obtenido en el ensayo.

3.5.‐ Contenido de la oferta técnica presentada por el fabricante

La oferta que presente el fabricante estará dividida en dos secciones: técnica y comercial.

La oferta técnica comprenderá:

a) Hoja de datos que incluirá, como mínimo, los que figuran en el apartado 3.2 de esta

especificación.

b) Descripción detallada de los equipos.

c) Planos de planta y alzado de los equipos, con dimensiones y detalles principales.

d) Planos necesarios para la realización de la ingeniería civil, con indicación de las cargas (si es

necesario).


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3.6.‐ Excepciones a esta especificación

En la oferta se indicará claramente, en capítulo aparte, cualquier excepción a esta

Especificación ya que de lo contrario se considerará como aceptado por el Ofertante todo lo

que en ella se determina.

Si el Ofertante hace excepciones en cualquier punto, en la oferta se indicará por separado,

indicando los números de los apartados objeto de las mismas.

Cualquier desviación propuesta por el Ofertante deberá ser aprobada por escrito por HCDE.

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