facultad de ingenierÍa de producciÓn y servicios
TRANSCRIPT
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DE AREQUIPA
FACULTAD DE INGENIERÍA DE PRODUCCIÓN Y SERVICIOS
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
TRABAJO DE SUFICIENCIA PROFESIONAL TITULADO:
MONTAJE ELECTROMECÁNICO CON DUCTO DE BARRAS DE
5000 A EN SUBESTACIÓN ELÉCTRICA DE 2500 KVA, 10/0.48 KV
PARA TALLER DE VOLQUETES MINEROS EN CERRO VERDE
Presentado por el Bachiller:
CARLOS ENRIQUE LIZARVE CHOQUE
Para optar el Título Profesional de:
INGENIERO ELÉCTRICO
AREQUIPA – PERÚ
2018
1
PRESENTACION
Sr. Decano de la Facultad de Ingeniería de producción y servicios.
Sr. Director de la Escuela Profesional de Ingeniería Eléctrica.
Sres. Miembros del Jurado.
De conformidad con lo estipulado en el Reglamento de Grados y Títulos, tengo a bien
someterme a consideración del jurado correspondiente, el presente informe memoria de
experiencia profesional y rendimiento de una prueba de conocimientos, cuya aprobación
me permitirá optar el Título Profesional de Ingeniero Electricista.
Espero que el presente informe tenga en su contenido un aporte profesional que
contribuya a orientar a futuros ingenieros electricistas.
Arequipa, Agosto 2018
Carlos Enrique Lizarve Choque
Bachiller en Ingeniería Eléctrica
2
DEDICATORIA
A Dios: Por darme salud y fuerzas para cumplir una de las metas que me trace en mi vida.
A mi Madre: Quien siempre creyó en mí, y estuvo permanentemente a mi lado dándome
todo su apoyo.
A mis hermanos y mi Sobrina: Quienes me apoyaron y estimularon a seguir con firmeza
en lograr esta meta.
A la universidad Nacional de San Agustín, A la Escuela Profesional de Ingeniería
Eléctrica y en especial a los Docentes que la conforman: Por la formación Profesional que
me brindaron.
3
INDICE
MONTAJE ELECTROMECÁNICO CON DUCTO DE BARRAS DE 5000 A EN
SUBESTACIÓN ELÉCTRICA DE 2500 KVA, 10/0.48 KV PARA TALLER DE VOLQUETES
MINEROS EN CERRO VERDE
1. CAPITULO 1: GENERALIDADES ..................................................................................... 9
1.1. Introducción......................................................................................................................................... 9
1.2. Determinación del problema ............................................................................................................ 10
1.3. Objetivos ............................................................................................................................................ 11
1.3.1 Objetivos Generales ................................................................................................................. 11
1.3.2 Objetivos Específicos ............................................................................................................... 11
1.4. Importancia del tema ........................................................................................................................ 11
1.5. Normativa aplicada al proyecto ....................................................................................................... 11
1.6. Descripción de la Obra ..................................................................................................................... 12
2. CAPITULO 2: DUCTO DE BARRAS EN SUBESTACIONES DE MEDIA TENSIÓN ..... 17
2.1. Introducción a ducto de barras ......................................................................................................... 17
2.2. Condiciones de diseño ...................................................................................................................... 18
2.3. Comparación de ducto de barras con respecto a cables ................................................................ 21
2.4. Aplicación de ducto de barras .......................................................................................................... 23
2.5. Tipos de ducto de barras................................................................................................................... 24
2.6. Selección de ducto de barras para el proyecto ............................................................................... 24
3. CAPITULO 3: ESPECIFICACIONES TÉCNICAS .......................................................... 27
3.1. Especificación técnica de Ducto de Barras ..................................................................................... 27
3.1.1. Normas relacionadas ................................................................................................................ 27
3.1.2. Definiciones .............................................................................................................................. 27
3.1.3. Instalación ................................................................................................................................. 28
3.1.4. Características Técnicas ........................................................................................................... 34
3.1.5. Grados de Protección ............................................................................................................... 34
3.1.6. Puesta a Tierra .......................................................................................................................... 34
3.1.7. Identificación ............................................................................................................................ 35
3.1.8. Pruebas de fabrica .................................................................................................................... 35
3.2. Especificación técnica de Celda Gis 10 KV ................................................................................... 36
3.2.1. Normas y códigos ..................................................................................................................... 36
4
3.2.2. Características constructivas ................................................................................................... 37
3.2.3. Equipamiento ............................................................................................................................ 41
3.3. Especificación técnica de Transformador de Potencia 10/0.48 KV ............................................. 45
3.3.1. Normas y códigos ..................................................................................................................... 45
3.3.2. Características constructivas ................................................................................................... 46
3.3.3. Pruebas ...................................................................................................................................... 48
3.3.4. Condiciones de aceptación o rechazo ..................................................................................... 49
3.4. Especificación técnica de Sala Eléctrica ......................................................................................... 49
3.4.1. Códigos y normas ..................................................................................................................... 49
3.4.2. Características constructivas principales ................................................................................ 50
3.4.3. Pruebas ...................................................................................................................................... 55
3.5. Especificación técnica de Trasformador de distribución .............................................................. 56
3.5.1. Códigos y estándares .................................................................................................................... 56
3.5.2. Condiciones constructivas ........................................................................................................... 57
3.5.3. Características constructivas ........................................................................................................ 57
3.5.4. Pruebas........................................................................................................................................... 59
3.6. Especificación técnica de Tableros eléctricos de distribución AC ............................................... 60
3.6.1. Códigos y estándares .................................................................................................................... 60
3.6.2. Requisitos técnicos ....................................................................................................................... 60
3.6.3. Características constructivas ........................................................................................................ 61
3.6.4. Características eléctricas .............................................................................................................. 61
3.6.5. Protecciones eléctricas ................................................................................................................. 62
3.6.6. Alambrado y regletas.................................................................................................................... 63
3.7. Especificación técnica de Tableros eléctricos de distribución DC ............................................... 63
3.7.1. Códigos y estándares .................................................................................................................... 63
3.7.2. Requisitos técnicos ....................................................................................................................... 63
3.7.3. Características constructivas ........................................................................................................ 64
3.7.4. Características eléctricas .............................................................................................................. 64
3.7.5. Protecciones eléctricas ................................................................................................................. 65
3.7.6. Alambrado y regletas.................................................................................................................... 65
5
4. CAPITULO 4: MONTAJE ELECTROMECÁNICO CON DUCTO DE BARRAS DE 5000
A EN SUBESTACIÓN ELÉCTRICA DE 2500 KVA PARA TALLER DE VOLQUETES
MINEROS. ................................................................................................................................ 67
4.1. Verificación topográfica. .................................................................................................................. 67
4.2. Montaje de equipos en sala eléctrica prefabricada. ....................................................................... 67
4.3. Montaje de switchgear en media tensión 10 KV., con interruptor tipo GIS y seccionador de 3
posiciones, con protección NEMA 4. .......................................................................................................... 72
4.4. Montaje de transformador de distribución de 2.5/3.125MVA, 10/0.48kv, ONAN/ONAF. ...... 73
4.5. Instalación y conexionado de ductos de barra. ............................................................................... 75
4.6. Suministro, fabricación e instalación de soportería. ...................................................................... 77
4.7. Instalación de tuberías de PVC SCH-40 DE 1”Ø .......................................................................... 78
4.8. Instalación de tuberías de RGS de 3/4” de diámetro (rígidas y flexibles) ................................... 78
4.9. Instalación de bandejas portacables ................................................................................................ 79
4.10. Instalación y conexionado de cables eléctricos media tensión y baja tensión ........................ 81
4.11. Elaboración de terminaciones en cables de media tensión ....................................................... 84
4.12. Instalación de cable de cobre desnudo de 2/0 AWG y THW 70mm para sistema de
aterramiento ................................................................................................................................................... 84
4.13. Pruebas eléctricas constructivas .................................................................................................. 84
CONCLUSIONES ..................................................................................................................... 88
RECOMENDACIONES ............................................................................................................ 89
BIBLIOGRAFÍA ....................................................................................................................... 90
ANEXOS ................................................................................................................................... 91
ANEXO 1 .................................................................................................................................. 91
TABLA COMPARATIVA DE COSTOS ENTRE DUCTO DE BARRAS Y CABLES ...................... 91
ANEXO 2 .................................................................................................................................. 93
REGISTROS DE CONTROL DE CALIDAD DE PRUEBAS A DUCTO DE BARRAS .................... 93
ANEXO 3 ................................................................................................................................ 101
PANEL FOTOGRAFICO........................................................................................................................... 101
ANEXO 4 ................................................................................................................................ 123
PLANOS DEL PROYECTO EN A3 ......................................................................................................... 123
6
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Ubicación del proyecto………………………………………………………...9
Figura 2: Vista panorámica de Subestación eléctrica 2500 KVA……………………….10
Figura 3: Ubicación del proyecto………………………………………………………..14
Figura 4: Lista de equipos……………………………………………………………….15
Figura 5: Unifilar general del proyecto………………………………………………….16
Figura 6: Selección de ducto de barras – Catalogo TECHNIBUS………………………25
Figura 7: Placa característica de ducto de barra instalado………………………….……26
Figura 8: Tramos de ducto de barras…………………………………………………….29
Figura 9: Acople de ducto de barras con transformador 10/0.48 KV……………………30
Figura 10: Acople de ducto de barras con Switchgear de BT………………………...…31
Figura 11: Soportes para ductos de barras……………………………………………….32
Figura 12: Valores de torque para ducto de barras 5000A (Tabla de fabricante)……….33
Figura 13: Valores mínimos de aceptación según ANSI NETA ATS 2013 para pruebas de
resistencia de aislamiento…………………………………………………………………85
Figura 14: Valores mínimos de aceptación según IEEE 400.2-2013 para pruebas VLF..86
Figura 15: Valores mínimos de aceptación según ANSI NETA ATS 2013 para ajuste de
pernos en equipos eléctricos……………………………………………………………...87
7
LISTA DE TABLAS
Tabla 1: Características de la Subestación Eléctrica…………………………………….12
Tabla 2: Características de acometida eléctrica 10kV…………………………………..13
Tabla 3: Condiciones de servicio………………………………………………………..13
Tabla 4: Caída máxima de tensión en alimentadores y circuitos………………………..14
Tabla 5: Grado de protección para ducto de barras……………………………………..19
Tabla 6: Características de ducto de barras……………………………………………...21
Tabla 7: Aplicaciones de ducto de barras………………………………………………..23
8
RESUMEN
El presente informe recopila todo el proceso constructivo de un ducto de barras como
nueva tecnología que se está aplicando en proyectos por su gran ventaja sobre tecnologías
convencionales como son los cables, este Ducto de Barras se desarrolló en el proyecto
“REUBICACION DE FACILIDADES SUR – FASE 1” para una subestación eléctrica de
2500 KVA para taller de volquetes mineros, que es un proyecto de expansión de Sociedad
Minera Cerro Verde, dicho proyecto fue desarrollado por una empresa contratista que
presta sus servicios a la Minera de Cerro Verde.
Palabras Claves: Ducto barras, subestación, cable, volquete.
ABSTRACT
This report compiles all the construction process of a busway as a new technology that is
being applied in projects due to its great advantage over conventional technologies such as
cables. This busway was developed in the project "REUBICACION DE FACILIDADES
SUR – FASE 1", for an electrical substation of 2500 KVA for mining tippers workshop,
which is an expansion project of Sociedad Minera Cerro Verde, this project was
developed by a contractor company that provides services to mining Cerro Verde.
Keywords: Busway, substation, cable, tipper.
9
MONTAJE ELECTROMECÁNICO CON DUCTO DE BARRAS DE
5000 A EN SUBESTACIÓN ELÉCTRICA DE 2500 KVA, 10/0.48 KV
PARA TALLER DE VOLQUETES MINEROS EN CERRO VERDE
1. CAPITULO 1: GENERALIDADES
1.1. Introducción
Cuando se habla de distribuir energía en proyectos, suele pensarse que sólo es posible a través
de cables conductores de cobre o aluminio canalizados mediante bandejas o tuberías. No
obstante, los ducto de barras representan una opción de uso no tan común pero si muy práctica
y ventajosa a la hora de distribuir energía ya que es una estructura compacta y rígida, ocupa
menos espacio que los sistemas de cable convencionales, el enfriamiento es mejor que en los
sistemas de cable por bandeja, es un sistema modular lo que lo hace muy flexible desde el
diseño, puede ser cambiado en el futuro e inclusive instalarse y desinstalarse nuevamente en
otra parte, entre otras ventajas.
En el presente informe se establecerá las consideraciones a tomar en cuenta para la instalación
de un ducto de barras de 5000 A en una subestación eléctrica de 2500 KVA y 10/0.48 KV
para un taller de volquetes mineros, esta subestación se encuentra en el proyecto de
Reubicación de facilidades SUR Fase 1 para un asentamiento minero como es Sociedad
Minera Cerro verde.
Figura 1: Ubicación del proyecto
Ubicación de
subestación eléctrica
de 2500 KVA
10
La instalación del ducto de barras se realizara como acometida desde el transformador de
10/0.48KV hacia la alimentación de switchgear al interior de una sala eléctrica prefabricada,
así también se dará a conocer el método usado en el proyecto para la instalación de sus partes
y consideraciones que se deben tener en cuenta para instalarlo correctamente, así como las
pruebas realizadas en su construcción como son resistencia de aislamiento, continuidad a
tierra, torque normalizado, entre otras, por otro lado se indicará la soportería a tomar en
cuenta para el montaje, se dará a conocer las complicaciones encontradas durante su
instalación y las medidas adoptadas en campo para culminar con su instalación, Por último se
dará a conocer sus respectivas especificaciones técnicas no solo del ducto de barras sino
también de los equipos importantes del proyecto y como estos fueron instalados,
conexionados y probados en obra como se puede observar en la siguiente imagen:
Figura 2: Vista panorámica de Subestación eléctrica 2500 KVA
1.2. Determinación del problema
La instalación del nuevo sistema modular de barras (Ducto de Barras) de altas corrientes, en
el que no se tiene aún mucha experiencia ya que es una nueva tecnología que se está
aplicando en proyectos de gran envergadura y en la construcción se tuvo muchas
Ducto de Barras de 5000 A
11
particularidades que se tuvieron que solucionar en campo teniendo en cuenta que debido a su
amperaje las dimensiones del ducto de barras es aproximadamente 610x1068 mm y 6981 mm
de longitud.
1.3. Objetivos
1.3.1 Objetivos Generales
Se planteara como objetivo general el adecuado montaje electromecánico de ducto de
barras en subestación eléctrica de 2500 KVA
1.3.2 Objetivos Específicos
- Descripción de la instalación de un ducto de barras como nueva tecnología en
proyectos mineros
- Verificar la correcta selección de suministros y equipamiento eléctrico
- Determinación de la importancia de la nueva tecnología de ducto de barras en
proyectos mineros de gran envergadura
- Determinación de un sistema de distribución eléctrico seguro, confiable y flexible para
el equipamiento eléctrico a instalarse
- Describir las pruebas constructivas realizadas en ductos de barras y equipamiento
eléctrico
1.4. Importancia del tema
La importancia de la aplicación de una nueva tecnología, ducto de barras, en subestaciones
eléctricas como una solución factible teniendo en cuenta que no es muy utilizada a la fecha
siendo uno de los primeros proyectos donde se está aplicando, ya que esta solución presenta
grandes ventajas sobre el método convencional de cables.
1.5. Normativa aplicada al proyecto
La obra deberá estar de acuerdo por los requerimientos dados por las leyes, ordenanzas y
reglamentos nacionales, del Estado Peruano, de Sociedad Minera Cerro Verde y de la región
12
Arequipa. En caso de existir discrepancias y/o conflictos entre los códigos y normas, se
aplicará la más restrictiva:
• ANSI : American National Standards Institute;
• NEMA: National Electrical Manufacturers Association;
• NFPA : National Fire Protection Association;
• UL : Underwriters Laboratorios;
• IEC : Comisión internacional de electrotecnia.
• IEEE : Instituto de Ingenieros eléctricos e instrumentistas
• CNE-S: Código Nacional de Electricidad-Suministro, Perú;
• CNE-U: Código Nacional de Electricidad-Utilización, Perú;
• Estándares, especificaciones técnicas, criterios de diseño de Cerro Verde.
1.6. Descripción de la Obra
La construcción de la subestación eléctrica de 2500 KVA a base de las siguientes
características:
Tabla 1: Características de la Subestación Eléctrica Descripción Características
Ducto de barras
Corriente 5000 A
Tensión 480 V
Transformador
Potencia 2500KVA
Tensión 10/0.48 kV
Tipo Aceite, ONAN/ONAF
Fases Trifásico
Instalación Anclado al pedestal de concreto, a la intemperie
Sala eléctrica
Tipo MOVIL (Pre-fabricada)
Switchgear
Interruptor General EATON 3Ø, 5000A, 480V
Interruptores de Distribución EATON 3Ø, 1500A, 480V (MCC’s 2061, 2062)
Interruptores de Distribución EATON 3Ø, 800A, 480V (Tablero Transferencia AT-
2061)
Cables
Acometida 10Kv 15kV, 1C#4/0AWG+T, Tipo XAT
Cables de Fuerza BT 1kV, TECK 90 + (T)
Cables de control 1kV, TECK 90 +(T)
13
Tabla 2: Características de acometida eléctrica 10kV Descripción Características
Tensión nominal 10 Kv
Tensión de operación 10 KV
Frecuencia 60 Hz
Número de ternas 01
Número de conductores / fase 1
Número de fases 3
Capacidad operativa de la línea 2500 KVA (condiciones normales )
Tipo de tendido Por banco ducto, tubo Conduit 6”
Longitud total de la línea 96 m
Tramo 1 De seccionador poste 13 hasta SG10kV (83m)
Tramo 2 De SG10kV hasta Transformador 2.5MVA (13m)
Se Mostrara la correcta instalación de equipos eléctricos, cables entre otros bajo estándares de
construcción, valores de torque normalizados ya sea en puntos eléctricos o mecánicos,
Pruebas VLF (Pruebas de muy baja frecuencia), pruebas de resistencia de aislamiento de
cables y equipos, pruebas continuidad a tierra, entre otras consideraciones a tener en cuenta.
Los factores de corrección que se aplicaron en el diseño de acuerdo con los estándares ANSI
correspondientes son:
Tabla 3: Condiciones de servicio Descripción Valor Unidad
Altitud promedio del complejo minero 2600 m.s.n.m.
Altitud de diseño 2770 m.s.n.m.
Factor de corrección de tensión 0.82 p.u.
Factor de corrección de corriente 0.96 p.u.
Factor de corrección de rigidez dieléctrica 0.82 p.u.
Temperatura ambiente máxima 30 °C
Temperatura ambiente mínima 5 °C
Zona sísmica (Norma Sísmica Peruana) 3
Para cables de media tensión del proyecto se usaron terminaciones tipo termocontraíble IPP
para un nivel de tensión de 15 kV. Se mostrará la correcta instalación de una celda de Media
tensión en 10 KV y de transformador de media tensión 10/0.48 KV
Instalación del Sistema de alumbrado exterior según planos de ingeniería.
14
Todos los alimentadores y circuitos de media y baja tensión durante operación normal, fueron
diseñados considerando la caída máxima de tensión como se indica en el cuadro:
Tabla 4: Caída máxima de tensión en alimentadores y circuitos Circuitos Caída máxima %
Cables alimentadores de media tensión 2
Cables alimentadores de baja tensión 3
Cableado de fuerza a equipos 3
Circuitos de alumbrados 3
Como parte de la descripción del proyecto se tomara en consideración la ubicación de cada
equipo en la subestación eléctrica para el montaje en obra como se muestra en la imagen
siguiente:
Figura 3: Ubicación del proyecto (Fuente plano de SMCV), Ver Anexo 4
15
Figura 4: Lista de equipos (Fuente plano de SMCV), Ver Anexo 4
Como parte de la obra al momento de la ejecución se debe considerar los diversos planos y
documentos que se generen como es el caso del diagrama unifilar adjunto
16
Figura 5: Unifilar general del proyecto (Fuente plano de SMCV), Ver Anexo 4
17
2. CAPITULO 2: DUCTO DE BARRAS EN SUBESTACIONES DE MEDIA
TENSIÓN
2.1. Introducción a ducto de barras
Cada día, el sector eléctrico se encuentra más sensibilizado a las nuevas tecnologías, muchas
veces generando controversias al momento de analizar la relación costo/beneficio. Ante esta
situación, la evolución que están llevando a cabo los materiales y bienes de equipo hacia la
estandarización y la utilización de elementos prefabricados es un hecho, existiendo cada vez
más conciencia en su uso, tanto en el transporte como en la distribución de energía, pues las
ventajas frente a los sistemas convencionales son muy evidentes.
En general, dos son las premisas básicas a la hora de optar por las canalizaciones eléctricas
prefabricadas, más conocidas como “ducto de barras": Las características técnicas, que deben
ser fundamentales, y el proceso de montaje o instalación del sistema.
Como Premisas Técnicas frente a los sistemas convencionales de transmisión y distribución
de energía, los ductos de barra se han ido consolidando como una solución técnica muy
atractiva, tanto para la interconexión entre tableros y transformadores de potencia (transporte)
como para la alimentación de cargas dispersas en un recorrido (distribución). Con la
utilización de los ductos barra, se asegura siempre el cumplimiento de todos los valores
técnicos intrínsecos para cada gama de ductos (resistencia al cortocircuito, calibre a
temperatura de ensayo, caída de tensión, grado de protección, etc.). Valores como un elevado
grado de protección nos proporcionan una amplia seguridad contra contactos directos y
efectos de ambientes agresivos o húmedos en cualquier ámbito de la instalación, mientras que
gran resistencia al fuego (RF120) y robustez mecánica (IK10) son características técnicas
muy apreciadas.
Estos elementos muestran caídas de tensión reducidas, lo que nos permite suministrar plena
potencia a las diversas cargas alimentadas, aún en largos recorridos, con el consiguiente
ahorro energético. Además, por su forma constructiva y de fabricación, los ductos barra
logran niveles de cortocircuito bastante altos, sobre todo en las gamas compactas de gran
potencia que se utilizan en el transporte y distribución de energía. Ejemplos de ello son las
18
uniones transformador-tablero o tablero-tablero, donde las exigencias de cortocircuito son
mayores.
A su vez, al proyectar e instalar con ductos barra, se está dando un plus al proyecto en cuanto
a un aspecto de vital importancia: la seguridad, ya que son productos que se comercializan
ensayados y verificados en su proceso de fabricación y que en condiciones normales de
explotación y utilización, tienen una práctica ausencia de defectos (fallas).
Y como Premisas de instalación, en el proceso de montaje e instalación, se hace más clara la
evidencia: Estos sistemas nos facilitan y agilizan la instalación eléctrica, haciéndola cómoda y
sencilla. En primer término, proporcionan un ahorro en tiempos de montaje, ya que con un
único gesto se realiza una unión eléctrica y mecánica. Se trata de un material tan fácil de
instalar que se limita a realizar un montaje tipo "mecano" sin errores, con personal semi-
especializado o formado en campo.
También cabe señalar la reducción de espacios y la limpieza de recorridos, dejando una
instalación estética y racionalizada en comparación a los sistemas convencionales, cuyos
complicados y saturados circuitos de cables acarrean generalmente complicaciones. El ducto
barras ofrece la posibilidad de conexión en ambos extremos de la línea con piezas de
acometidas diseñadas para su ensamblaje a la celda y/o al transformador, dejando así una
instalación totalmente integrada y facilitando de manera notable la interconexión.
El evitar en la instalación un número elevado de cables por fase es fundamental para la
disipación homogénea de calor, ya que nadie asegura, al contrario que con los ductos barra,
que por cada cable esté pasando la misma intensidad. De este modo, entonces, se pueden
prevenir posibles averías por sobrecalentamiento y deterioro en los mismos.
2.2. Condiciones de diseño
En el mercado actualmente existen diferentes ofertas de ducto de barras, por lo que es
importante entender cuáles son algunas de las características que se deben considerar a la hora
de hacer su diseño y selección.
19
A. Marca
Esto es importante para asegurar que el equipo ha sido fabricado con altos estándares de
calidad y que la experiencia del fabricante pueda asegurar un buen nivel de
confiabilidad.
B. Normativa de Fabricación
• IEC 60439
La normativa IEC indica que la elevación de temperatura en las barras puede ser de hasta
70°C. Lo que implica que se puede fabricar equipo con barras de menores dimensiones
para cada nivel de corriente.
• ANSI – UL 847
Para Norteamérica los equipos se prueban bajo la regulación UL, la cual indica ciertas
dimensiones para las barras del ducto de barras con el fin de mantener una sobre-
elevación de temperatura de 55°C.
C. Capacidad de Conducción
• Densidad de corriente
Se define como la cantidad de corriente que puede circular por cada metro cuadrado.
• Heat rated
Con éste método se diseña de tal manera que el ducto de barras para cada capacidad no
sobrepase el nivel de temperatura establecido por normas internacionales. En el caso de
ANSI – UL 847 con el fin de mantener una sobre-elevación de temperatura de hasta 55°C.
D. Grado de Protección
Tabla 5: Grado de protección para ducto de barras Tipo de Construcción Grado de Protección IEC
Interior (NEMA 1) IP-40
A prueba de goteo IP-43
A prueba de chorro IP-54
Exterior (NEMA 3R) IP-65/66
20
F. Sistema (# de Hilos)
• 3 fases – 3 hilos
• 3 fases - 3 hilos + Barra de Tierra
G. Material de las Barras
• Cobre o Aluminio
El ducto de barras se puede fabricar con cualquiera es éstos materiales. Las diferencias
principales serían las siguientes:
- Capacidad de corto circuito
- Caída de Tensión
- Dimensiones
- Peso
- Precio
En la actualidad el aluminio es utilizado más comúnmente gracias a su relación
características/precio.
H. Dimensiones y Peso
Éstos factores son muy importantes a la hora de la instalación del equipo ya que
normalmente los espacios son bastantes reducidos, lo que requiere de equipo lo más
compacto posible. De igual manera el tiempo de instalación es importante así como la
seguridad de los trabajadores, por lo que manejar un equipo lo más ligero posible se
vuelve esencial.
I. Uniones y flexibilidad entre tramos
Es importante tener en cuenta el tipo de unión que se utiliza para los tramos de ducto de
barras. Existen en el mercado uniones fijas a los extremos y uniones flexibles. Una de las
principales preocupaciones de todo diseñador o instalador, es la precisión que se debe
tener a la hora de dimensionar las trayectorias de los ducto de barras. Por lo tanto es
21
importante tomar en cuenta la flexibilidad en las uniones, ya que frecuentemente la
medida en campo para el espacio del ducto de barras no es exacta.
J. Puesta a tierra
• Tierra Integrada o integral: Éste término indica que la envolvente que protege las
barras del ducto de barras trabaja como sistema de puesta a tierra.
• Tierra Interna: Se utiliza una barra de cobre o aluminio adicional para realizar la
conexión de puesta a tierra.
K. Certificado Sísmico
Para zonas en donde el riesgo de un sismo está latente se debe tener en consideración que
el ducto de barras seleccionado cumpla y este certificado para la operación en dichas
zonas. Estas condiciones sísmicas se pueden encontrar en IBC-2006 y IEEE 693-2005,
UBC Zona 4.
L. Sistema de Aislamiento de barras
Existen diferentes tipos de aislamiento utilizado dependiendo el fabricante. Este puede ser
aislamiento epóxico, spray aislante, cinta aislante, etc.
2.3. Comparación de ducto de barras con respecto a cables
Al momento de generar un comparativo con las soluciones tradicionales, es fundamental
considerar que los ductos barra concentran en un solo producto cables eléctricos,
canalizaciones portacables y mano de obra.
Tabla 6: Características de ducto de barras
Como Estructura
• Más espacio
Estructura compacta y rígida. Menos espacio que los sistemas de cable convencionales.
Tiene un moderno aspecto y es más estético
22
• Más flexibilidad
Es un sistema modular lo que lo hace muy flexible desde el diseño. Puede ser cambiado
en el futuro e inclusive desinstalado e instalado nuevamente en otra parte.
Flexibilidad y adaptación a los cambios en la instalación, al tener una disposición múltiple
de salidas, cualquier variación en ubicación o ampliación de cargas es perfectamente
asumible con poca inversión, cosa que no ocurre en la instalación con cables.
• Más seguridad
Las Barras no se queman, no propaga la llama y no genera humos tóxicos (halógenos,
gases, etc.).
No generan efecto chimenea por su estructura compacta.
Características técnicas
• Mejor transferencia de calor y enfriamiento.
La cubierta metálica (aluminio) provee mejor transferencia de calor. El enfriamiento es
mejor que en los sistemas de cable por bandeja.
• Mayores corrientes de CC.
Estructura robusta que soporta mayores corrientes de CC.
• Reducir caídas de tensión.
Reduce las caídas de tensión respecto de los sistemas de cables (menor pérdidas de
potencia)
Elimina las diferencias de longitudes de cables en sistemas de múltiples cables por fase.
• Menor interferencia con sistemas de datos
El campo electromagnético en altas corrientes más reducido lo que reduce las
interferencias con los sistemas de datos.
23
Comercialmente
• Menor tiempo y esfuerzo de instalación.
Tiene menor tiempo de instalación y requiere menor esfuerzo de instalación que los
sistemas de cable convencionales. Ahorra dinero en mano de obra y tiempo en la obra.
• Menores costos (cantidad de bandejas y paneles, volumen utilizado, menor cantidad de
accesorios, más fácil de proyectar). Durante el diseño del edificio se reducen los siguientes
costos:
- Cantidad de bandejas de cables instaladas
- Cantidad de paneles de distribución de energía
- Dimensiones de los paneles de distribución de energía
- No se utilizan muchos de los accesorios necesarios para un sistema de cables
convencional
- Reduce el tiempo de preparación del proyecto ya que son muy fáciles de
proyectar.
- Durabilidad del material (con períodos de amortización de más de 20 años)
- Reutilización de los materiales
No puede ser dañado por animales como roedores.
2.4. Aplicación de ducto de barras
Tabla 7: Aplicaciones de ducto de barras
Industrial Construcción
Industria Liviana Industria Pesada Edificios
corporativos
Hotelería Malls y centros
comerciales
Hospitales
y clínicas
- Alimentación de puestos de trabajo
en la línea de producción.
- Alimentación de transformadores a
tableros.
- Alimentación de transformadores a tableros
- Distribución horizontal o vertical de la
alimentación eléctrica
- Alimentación de servicios generales de edificios
24
- Iluminación interior de las naves de
producción.
- Distribución horizontal o vertical
de la alimentación eléctrica
- Mucha energía eléctrica en poco
espacio
como: Ascensores, iluminación, bombas de
incendio o riego
2.5. Tipos de ducto de barras
Para cada instalación se deberá seleccionar adecuadamente el tipo de ducto de barras a utilizar
de acuerdo a los requerimientos de las cargas [1]:
Feeder (alimentador): Se utiliza para alimentar cargas concentradas de un punto a otro.
Plug-in (derivaciones en ambos lados del ducto de barras): Se utiliza cuando se tienen
cargas derivadas a lo largo de la trayectoria del ducto de barras.
Riser (derivaciones en un solo lado del ducto de barras): Se utiliza para instalaciones
verticales.
2.6. Selección de ducto de barras para el proyecto
Al diseñar un sistema de distribución con ducto de barras se deben considerar cuatro aspectos
básicos [1]:
2.6.1. Selección por capacidad de corriente
Todo proyecto debe comenzar por la estimación de carga total conectada al sistema. Este
cálculo debe considerar la carga demandada y los factores de diversidad, igual que el
sistema tradicional. El valor obtenido representa la carga total máxima a la cual será
sometido el ducto de barras bajo cualquier condición.
2.6.2. Selección por caída de tensión
La selección del tamaño de la barra conductora debe ser evaluada en función de la caída de
tensión que produce la corriente de carga al circular a lo largo del tramo. Igualmente, la
25
caída de tensión depende del factor de potencia de la carga a distribuir.
2.6.3. Selección por capacidad de cortocircuito
La selección del modelo del ducto de barras con respecto a su capacidad de cortocircuito
debe ser de forma similar a la realizada para cables.
2.6.4. Selección por tipo de ambiente
Para su instalación en lugares húmedos, mojados o lugares clasificados peligrosos deben
estar aprobados para el caso respectivo, con la selección del IP adecuado para estos
ambientes.
El ducto instalado en el proyecto reubicación de facilidades Sur – Fase 1 fue de fabricación de
TECHNIBUS, con relación a la información física y la selección mediante capacidad de
corriente, nos referimos al catálogo oficial del Ducto Barra TECHNIBUS que incluye la
información técnica el cual se puede apreciar en el cuadro adjunto:
Figura 6: Selección de ducto de barras – Catalogo TECHNIBUS
26
Figura 7: Placa característica de ducto de barra instalado
27
3. CAPITULO 3: ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
Para iniciar con este capítulo se debe tener conocimiento que las especificaciones técnicas son
los documentos en los cuales se definen las normas, exigencias y procedimientos a ser
empleados y aplicados en todos los trabajos de construcción de obras, elaboración de estudios,
fabricación de equipos. Así mismo tener en cuenta que estos son documentos propios del
proyecto y fueron resumidos con propósito informativo para futuros profesionales,
Mencionando esto pasamos a detallar las especificaciones técnicas más importantes del
proyecto:
3.1. Especificación técnica de Ducto de Barras
3.1.1. Normas relacionadas
Las siguientes normas y estándares deberán ser usados en su diseño y fabricación:
IEC 60439-2: Low voltaje switchgear and controlgear assemblies – Part 2:
Particular requerements for buscar trunking systems (busways).
IEC 60529: Degrees of protection provided by enclosures (IP Code).
IEC 60410: Sampling plans and procedures for inspection by attributes.
NTC 2050: Sección 364. Canalizaciones De Barras Colectoras (Busways)
NEMA 250: Enclosures for Electrical Equipment (1000 Volts Maximun)
UL 857 : Busways
3.1.2. Definiciones
Ducto de barras: De acuerdo con la NEMA (National Electrical Manufacturers
Association), es un sistema de distribución eléctrica mediante elementos prefabricados
compuestos por ramales de barras recubiertos de una carcasa protectora, incluyendo tramos
rectos, ángulos, dispositivos y accesorios. Según el NEC (Art 364-2 BARRAS
COLECTORAS) es una estructura cubierta o envoltura metálica puesta a tierra conteniendo
conductores aislados o desnudos instalados en fábrica que usualmente son barras, varillas o
tubos de cobre o aluminio.
28
Efecto Pelicular: La densidad de corriente en el caso de transmisión de corriente continua
(DC) es uniforme en toda la superficie del conductor. En contraste en el caso de la
transmisión de corriente alterna (AC), la corriente fluye mayormente por la periferia del
conductor debido al campo electromagnético generado. Este fenómeno denominado efecto
pelicular, restringe el flujo de corriente eléctrica, ya que se solo utiliza un porcentaje del
material conductor y genera un aumento de la temperatura como consecuencia del efecto
Joule. El efecto pelicular está relacionado directamente con la forma del conductor y la
longitud perimetral de este en relación a su superficie transversal. En términos eléctricos este
efecto está relacionado con la impedancia mutua del conductor.
Efecto de Proximidad: El campo electromagnético generado por la circulación de corriente
alterna en dos conductores paralelos, tiende a incrementar la densidad de corriente en las
caras adyacentes de los conductores, creando un gradiente negativo hacia las superficies
opuestas.
Tipo baja Impedancia: Utilizan tecnología de aislamiento en resina o pintura, así se hace
más compacta.
Nivel de corto circuito: Es la capacidad que tiene una instalación eléctrica de soportar la
energía térmica que se disipa durante la circulación de una corriente de corto circuito
nominal, y durante la duración de la falla.
Grado de Protección: De acuerdo a la norma IEC 60529 son los grados de protección que
deben proveer los diferentes aparatos eléctricos y sus cajas o envolventes.
Rotulado: Información mínima que el fabricante debe suministrar marcada en el ducto de
barras como: tensión, corriente, fabricante.
3.1.3. Instalación
A) Acople del ducto de barras
El ducto de barra de 5000A se acoplará en sus extremos por un lado con el transformador
de potencia y por el otro el switchgear de baja tensión.
29
El diseño del ducto de barras ha concebido la separación en 05 tramos para facilitar el
transporte y montaje.
Nota: Una vez armado se debe volver a ajustar el torque en cada punto de conexión de
todo el recorrido del Ducto de Barras.
En la figura adjunta se aprecia el acople final en ambos extremos.
Figura 8: Tramos de ducto de barras
B) Acople lado del transformador
Se debe de toma en cuenta lo siguiente:
- Para el acople de la brida del ducto con la brida del transformador utilizar pernos
inoxidable 5/16x1” cabeza de coche.
- Usar los shunts flexible para la conexión.
30
Nota: Una vez armado se debe volver a ajustar el torque en cada punto de conexión de
todo el recorrido del Ducto de Barras.
Figura 9: Acople de ducto de barras con transformador 10/0.48 KV [10]
C) Acople lado del Switchgear
- Para poder acoplar el ducto de barras con el Switchgear, se tiene que retirar todas las
conexiones que están sobre la superficie del Switchgear (retirar las bandejas, retirar el
plenum, retirar luminarias, la grúa del interruptor y todo accesorio que impida el
montaje de manera frontal).
- Retirar la bakelita roja ubicada en la parte superior del switchgear con forma de brida,
esto ha estado solo de forma provisional para evitar el ingreso de elementos extraños
31
al switchgear, en su lugar se debe montar la brida propia del ducto de barras haciendo
coincidir los agujeros respectivos.
- Izar el codo de acople del ducto de barra sobre el techo del Switchgear uniendo las
barras del ducto de barras y el SwitchGear. Maniobrar con cuidado para lograr el
acople, realizar el acople de barras con los pernos suministrados, para el caso de la
barra a tierra habilitar agujeros para lograr el acople de Barras a tierra.
- Para la fijación de la brida utilizar la siguiente pernería: Perno inoxidable 3/8x1”
cabeza hexagonal, a la brida del ducto se debe instalar la empaquetadura.
- Para el aterramiento de ducto de barras utilizar platina flexible.
- Realizar la conexión de la resistencia de calefacción del ducto de barras utilizando el
cable existente que se tiene en el extremo del ducto, para el cual primero se deberá de
canalizar este cable hacía los bornes XP ubicados en el compartimento de control del
Switchgear donde se tiene la alimentación en 220V que proviene del tablero de
iluminación y tomacorriente 220V con Tag C2-5740-LP-2061, circuito N° 10.
Figura 10: Acople de ducto de barras con Switchgear de BT [10]
D) Soportería
Los soportes de fijación se deben ajustar a lo largo del trayecto, el fabricante debe indicar
la forma y la separación de estos soportes, adjuntando los manuales de instalación. El
ducto de barras se soportará rígida y adecuadamente al muro horizontal o vertical por
medio de anclajes.
32
Para todos los casos se deben instalar los soportes de fijación de acuerdo a las
características sismo resistentes garantizadas por el fabricante. Adicionalmente la
conexión entre el ducto de barras y el transformador o interruptores, debe ser con acoples
flexibles, con el fin de que el sistema no quede rígido y no se tengan inconvenientes por
alguna falla eléctrica o en un sismo.
Se ha diseñado 4 tipos de soportes para el montaje del ducto de barras como son:
Figura 11: Soportes para ductos de barras
33
E) Inspección antes de la instalación
- Verificar que las medidas del transformador estén de acuerdo a los planos de
disposición conforme fabricado, ver que el espacio a instalar es el suficiente tal
como lo indican los planos de disposición.
- Revisar que no exista filtración de agua.
- Revisar que el ducto de barras cumpla con las características técnicas solicitadas
en el proyecto y este en buen estado.
- Revisar la carcasa de todo el ducto por si se encuentra algún posible daño durante
la entrega.
- Revisar si ha ocurrido decoloración de la pintura durante la entrega.
- Revisar que todos los accesorios, tapas y kits de armado estén completos conforme
packing list.
- Comprobar que se dispone de toda la soportaría necesaria antes de iniciar el
trabajo de instalación.
F) Inspección durante la instalación
- Comprobar que el ducto esté libre de tensión.
- Aplicar el valor adecuado de torque y marcas visuales en todos los puntos de
fijación ya sea en el lado del transformador o switchgear.
- Revisar conexión de tierra del ducto de barras en el lado del switchgear.
- Revisar conexión del circuito de calefacción en el lado del switchgear.
- Revisar si es probable que se filtre agua durante la instalación.
Figura 12: Valores de torque para ducto de barras 5000A (Tabla de fabricante)
34
3.1.4. Características Técnicas
De manera general y adicional a las características propias de diseño del ducto de barras, se
deben tener en cuenta las siguientes características eléctricas:
Caída de Tensión: La barra no debe tener más del 3% de caída de tensión entre bornes de
baja tensión del transformador de distribución y celda de baja tensión.
Corriente de Corto Circuito: Es el valor de la corriente de cortocircuito nominal que el
ducto de barras debe soportar los esfuerzos electrodinámicos que la energía térmica disipa
durante la avería. Las barras deben poder soportar la corriente de cortocircuito durante la
duración del fenómeno, esto es, por el tiempo máximo empleado por el dispositivo de
protección para despejar la falla.
3.1.5. Grados de Protección
El grado de protección del ducto de barras será Tipo IP 65/66 para uso exterior.
3.1.6. Puesta a Tierra
La envolvente o cerramiento metálico del ducto de barras puede utilizarse como conductor
de puesta a tierra siempre y cuando el fabricante garantice lo siguiente:
- Continuidad eléctrica en todo el sistema
- Capacidad suficiente para soporta la corriente de falla o cumplimiento con el área de
sección transversal mínima
El ducto de barras se debe instalar de forma tal, que el aumento de temperatura por la
circulación de corrientes eléctricas inducidas, en cualquiera de las partes metálicas
adyacentes, no sea peligroso para el personal ni constituya riesgo de incendio. En algunos
casos de fallas a tierra, pueden circular corrientes de cortocircuito por el chasis del ducto de
barras. Por lo anterior en los casos en que el ducto de barras se instale en forma vertical en
zonas de libre tránsito de personas, se debe restringir el acceso a la barra.
35
3.1.7. Identificación
El ducto de barras debe estar provisto de una placa de características, que quede visible
después de la instalación, con la siguiente información:
- Nombre o marca del fabricante.
- Tensión nominal [V].
- Corriente Nominal [A]
- Identificación de la posición de las fases, neutro y tierra, indicada como L1, L2, L3, N
y T, u otro sistema claramente identificable.
- Sistema de conexión.
- Capacidad de corto circuito [kA]
- Frecuencia nominal [Hz].
- Número de serie de fabricación
- Torque de apriete (si se requiere).
- Grado de protección IP.
- Temperatura máxima (funcionamiento normal).
Esta placa debe ser en acero inoxidable y la información será en color negro.
Adicional a la información de la placa de características se debe incluir otra placa con la
siguiente información en cada tramo de barra:
- Símbolo de riesgo eléctrico
- Nivel de tensión
La placa puede ser en acero inoxidable o policarbonato y debe ser fijada en un lugar visible,
la información será en color negro sobre fondo amarillo.
3.1.8. Pruebas de fabrica
Las pruebas requeridas que se realizan en fábrica antes del envío del equipo a mina son:
- Resistencia de aislamiento
- Hit Pot AC/DC o alto potencial
36
- Factor de potencia o tangente delta
- Resistencia de contactos
- Prueba de Hermeticidad
3.2. Especificación técnica de Celda Gis 10 KV
3.2.1. Normas y códigos
Las celdas eléctricas serán diseñadas, fabricadas y probadas según las especificaciones
indicadas en las últimas normas aplicables establecidas por las siguientes organizaciones:
• CNE-S Código Nacional de Electricidad Suministro 2011 MEM-DGE
• CNE-U Código Nacional de Electricidad-Utilización 2006 MEM-DGE
• NTP Normas Técnicas Peruanas
• ANSI American National Standards Institute
• IEC International Electrotechnical Commission
• IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
• NEMA National Electrical Manufacturers Association
• UL Underwriters Laboratories
Los tableros principales de media tensión serán diseñados de acuerdo a la última edición y
revisión de las normas siguientes:
• IEC 62271-1 High Voltage Switchgear and Controlgear - Common Specifications
• IEC 62271-100 High Voltage Switchgear and Controlgear - Alternating current
circuit-breakers
• IEC 62271-102 High Voltage Switchgear and Controlgear - Alternating current
disconnections and earthing switches
37
• IEC 62271-103 High Voltage Switchgear and Controlgear - Switches for rated
voltages above 1 kV up to and including 52 kV
• IEC 62271-105 High Voltage Switchgear and Controlgear - Alternating current switch
- fuse combinations for rated voltages above 1 kV up to and including 52 kV
• IEC 62271-200 High Voltage Switchgear and Controlgear - AC Metal - enclosed
switchgear and controlgear for rated voltages above 1 kV up to and including 52 kV.
3.2.2. Características constructivas
A) Características nominales
Los tableros principales de media tensión contarán con las siguientes características de
operación [10]:
- Tensión de suministro : 10 kV
- Clase de aislamiento : 15 kV
- Rango de variación de tensión : ±10%
- Número de fases : 3
- Frecuencia : 60 Hz
- Corriente de cortocircuito : 25 kA.
B) Conformación de las celdas GIS
Las celdas compactas de media tensión serán del tipo metal-Clad arc resistant,
conformadas por compartimientos herméticamente sellados. Las partes activas tendrán
una atmósfera de SF6 con una ligera sobrepresión, por lo que estarán protegidas contra
humedad y atmósfera salina durante toda su vida útil, sin necesidad de comprobar o llenar
el gas aislante en campo.
Los compartimientos llenos con SF6 alojarán principalmente a los siguientes
componentes:
- Sistema de barras
38
- Partes vivas de los seccionadores
- Partes vivas de los interruptores.
Las celdas también tendrán otros compartimientos como:
- Compartimento para mando y control
- Compartimento del mecanismo de operación de interruptores y seccionadores
- Compartimento de terminaciones de cables (ingreso o salida de cables)
- Compartimento para transformadores de tensión y de corriente.
C) Cubierta metálica
El grado de protección de las celdas GIS será NEMA 1 para uso interior en sala eléctrica
modular y Tipo NEMA 4 para uso exterior.
Las celdas de media tensión estarán construidas con placas de fierro o acero cortados y
soldados con precisión, completamente conectadas a tierra, protegidas contra contactos
accidentales. Cada compartimento será un sistema de presión herméticamente sellado.
El cerramiento metálico y el gas aislante protegerán permanentemente todas las partes
con tensión, en el área de media tensión, contra la acción de la humedad y contaminación
del aire, ingreso de cuerpos extraños y otras influencias perjudiciales.
La celda tendrá un diseño modular. Las unidades serán acopladas mediante conectores de
barra plug-in, de tal forma que se puedan adicionar futuras unidades fácilmente, en forma
sencilla, segura y confiable, sin que implique un trabajo de manipulación del gas SF6.
Los elementos de corte y conexión deberán encontrarse dentro de una cuba o envolvente,
llena de gas SF6, totalmente hermética y sellada de por vida, con una vida útil de al
menos 20 años. Para la comprobación de la presión del gas SF6, se incluirá un
manómetro visible, y transductor o dispositivo de control para señalización del estado del
interruptor en el display de la celda [10].
La envolvente del gas será de acero inoxidable de un espesor mínimo de 2 mm, y
presentará una rigidez mecánica tal que garantice la no deformación en las condiciones
39
previstas de servicio, y en caso de falla por arco interno. También se aceptarán materiales
sintéticos, o equivalentes que superen las características de rigidez mecánica,
estanqueidad, arco interno y otras mencionadas para el acero.
El grado de hermeticidad para el compartimiento que alojará a las partes con tensión del
circuito en 10 kV tendrá un grado de protección como mínimo IP65; mientras que los
compartimientos que alojen a componentes en baja tensión tendrán un grado de
protección IP3X, de acuerdo a la norma IEC 60529[6].
El ingreso o salida de cables de media tensión en las celdas será por la parte inferior. Las
terminaciones de cable se conectarán a la celda en el espacio o compartimento de cables,
el que debe suministrarse con planchas desmontables con goma o jebe para protección del
aislamiento exterior del cable y hermetización para evitar el ingreso de polvo y humedad
a la parte interna de la celda.
El ingreso hacia los compartimientos de mando y control, mecanismo de operación y
terminaciones de cables será por la parte frontal inferior de la celda. Este compartimento
está completamente aislado de la media tensión.
Todos los equipos de maniobra como el interruptor principal y/o seccionadores internos,
deberán accionarse por el frente de la celda. En la parte frontal de la celda deberá existir
un display o accesorio para verificación visual de la posición del interruptor y
seccionador de puesta a tierra.
Se proporcionarán barreras de plancha de acero entre los compartimientos de control y
los de fuerza. Cada cubículo debe proporcionar protección contra el posible contacto del
personal (distancia de toque) con partes energizadas y con partes internas en movimiento
(la carcasa externa y las barreras proporcionarán completa protección contra la
aproximación a partes vivas o contacto con partes internas en movimiento).
Por seguridad del personal de mantenimiento o maniobra, el acceso al compartimiento de
media tensión solo será posible cuando el interruptor esté en posición OFF, y el
enclavamiento mecánico haya cerrado el seccionador de puesta a tierra. Siempre los
trabajos de limpieza y/o mantenimiento interno deberán hacerse sin tensión.
40
Para seguridad del personal, las celdas deberán tener los dispositivos de seguridad para la
instalación de candados, o letreros para aviso del estado del interruptor de la celda,
especialmente cuando se realicen trabajos de mantenimiento.
Todas las superficies de los encerramientos serán lisas, libre de costuras o salpicaduras de
soldaduras. Las soldaduras serán pulidas sin dejar rayado proveniente del maquinado, no
se admitirá el uso de masilla o productos similares para tapar imperfecciones,
abolladuras, oxidaciones, fisuras u otros defectos.
Las celdas en su conjunto deberán ser entregadas con una placa de acero inoxidable
grabada con una leyenda que muestre la identificación (TAG), así como el nombre del
circuito tal como figura en el diagrama unifilar del proyecto eléctrico, y con la
información del fabricante de las celdas.
El rotulado de las placas del fabricante de la celda debe contener como mínimo la
siguiente información:
- Fabricante
- Año de fabricación
- Nombre del proyecto del fabricante
- N° de serie
- Tensión de aislamiento
- Corriente en barras.
Las dimensiones generales serán según se indica en los planos y hoja de datos técnicos,
previa aprobación de Sociedad Minera Cerro Verde.
D) ACCESIBILIDAD
Todos los equipos de las celdas deberán ser accesibles para su verificación por la parte
frontal, para las tareas de prueba, inspección y mantenimiento.
El acceso a los equipos de maniobra de corte principal y protecciones, así como a los
carros extraíbles, compartimentos de entrada, subida de cables y bornes de conexión,
serán mediante puertas individuales abisagradas a la estructura metálica del tablero.
41
Las conexiones eléctricas situadas en las partes fijas que no requieren intervenciones
habituales de operación serán accesibles previo desmontaje de las planchas aislantes
fijadas a la estructura, previa desconexión del tablero eléctrico; es decir, como es norma,
los trabajos en las celdas siempre deben realizarse sin tensión.
La distribución de los equipos de maniobra y equipo auxiliar en las celdas permitirán que
mientras estén en servicio y con tensión podrán realizarse las siguientes operaciones:
- Inspección visual de las regulaciones e indicaciones de relés secundarios,
regulación y rearme de los mismos
- Mando mecánico de cierre y apertura de elementos de corte en forma manual o
automática, con los motores de corriente continua de las celdas, para cargar los
resortes antes de la conexión.
3.2.3. Equipamiento
A) Características Generales
Las celdas estarán equipadas con un mecanismo de accionamiento súbito de energía
almacenada que incluye:
- Pulsadores para apertura y cierre
- Indicador mecánico de posición abierto/cerrado
- Indicador de posición cargado/descargado de los resortes del mecanismo de
operación
- Medios locales para descarga automática de los resortes
- Contactos auxiliares
- Bobina de conexión
- Bobina de disparo
42
B) Interruptores
Los interruptores automáticos de vacío estarán ubicados en un compartimento cerrado de
metal con gas SF6. Tendrán un nivel de tensión nominal de 15 kV, para 60 Hz, 630
amperios, según se indica en los esquemas unifilares del Proyecto [10].
Se suministrarán interruptores con cámaras o tubos de maniobra de interrupción en vacío.
El interruptor debe operarse por medio de un mecanismo de energía almacenada, será un
motor universal de corriente continua 125 VDC. También puede cargarse los resortes
manualmente con palanca y accesorios de maniobra, para cierre, apertura manual y/o
ubicación en posición de prueba.
A su vez, se proveerá una protección delantera total a las partes del interruptor con alta
tensión. Por medida de seguridad al abrir la puerta deberá cerrarse automáticamente las
partes con tensión con material aislante dieléctrico, especialmente los bornes fijos del
tablero donde se conectan los bornes móviles del interruptor de potencia.
Los circuitos de control secundarios del interruptor se conectarán automáticamente por
medio de un arreglo de receptáculo y clavija de alineación de bornera fija y móvil. El
sistema de control del interruptor debe operarse en posición de prueba con la bornera de
control conectada, sin la conexión de los bornes de fuerza o barras de cobre del
interruptor con tensión.
C) Transformadores de control, medición y protección
Los transformadores de voltaje y corriente se suministrarán en cantidades y ubicaciones
especificadas en los planos y la hoja de datos técnicos. Los transformadores tendrán,
como mínimo, la suficiente capacidad para alimentar a sus cargas conectadas.
Transformadores de tensión:
- Los transformadores de tensión para medición tendrán una precisión mínima
de 0.2, mientras que los transformadores de tensión para protección tendrán
una precisión mínima de 3P según la última versión de los Códigos aplicables
y Normas.
43
- Los transformadores deben tener una resistencia mecánica igual al régimen
momentáneo de los interruptores
- Los bobinados de alta y baja tensión de los transformadores de potencial serán
protegidos con fusibles
- Los fusibles de alto voltaje serán tipo limitadores de corriente con capacidad
de interrupción acorde a los valores nominales de las celdas. Los fusibles de
bajo voltaje deben ser coordinados con los fusibles de alto voltaje
- Los transformadores de potencial serán del tipo extraíble, el que se
desconectará en ambos lados, primario y secundario, en la posición de retirada
y también se conectará a tierra el bobinado de alto voltaje.
Transformadores de corriente:
- Los transformadores de corriente para medición tendrán una precisión mínima
de 0.5, mientras que los transformadores de tensión para protección tendrán
una precisión mínima de 5P20 según la última versión de los Códigos
aplicables y Normas [10].
- La relación de transformación será como se indican en los esquemas unifilares
y en la hoja de datos técnicas
- Cada uno de los compartimentos de interruptor debe tener una provisión para
un montaje accesible desde el frente de hasta cuatro transformadores de
corriente, uno por fase y el cuarto para detección de corriente homopolar,
según esquemas unifilares
- La capacidad nominal de los transformadores de corriente se coordinarán con
los valores nominales de los transformadores de distribución en 10 kV para la
tensión de cortocircuito nominal de 25 kA
- Los bornes secundarios de los transformadores de corriente deberán tener
puentes para cortocircuito de los circuitos amperimétricos para uso durante el
transporte y mantenimiento
44
D) Cables, borneras y terminales
El cableado interior para los circuitos de control, indicadores de posición y alarmas serán
con conductores de cobre cableado flexible, de calibre mínimo N° 12 AWG, con
aislamiento tipo SIS, con certificación UL. Todo el cableado se amarrará y soportará con
cintas de manera profesional; y en su totalidad. Debe tener terminales para prensar y ser
prensado con herramientas apropiadas.
Los cables de cualquier tipo deberán identificarse en sus dos extremos por medio de un
número o letra que será el mismo que le corresponda a los planos de conexionado, para lo
cual se utilizarán rótulos termocontraíbles, y cuya rotulación será clara y durable, no
debiendo afectarse por la humedad; estos rótulos deberán indicar la siguiente
información: borne de llegada, borne de salida, número de cable y número de hilo.
A su vez, todas las conexiones externas de los transformadores de corriente serán
cableadas y llevadas hacia el bloque de borneras. Estos bloques serán del tipo
cortocircuito. La totalidad de las conexiones salientes se cablearán a las regletas de las
borneras.
Cada bornera será capaz de aceptar dos conductores Nº 12 AWG de campo [10].
Las regletas de borneras serán suministradas e identificadas claramente para mostrar el
cableado que será instalado por el comprador, incluyendo el cableado entre secciones
para transporte. Se debe proporcionar por lo menos el 15% de borneras de reserva. A su
vez, las borneras de cables tipo tornillo tendrán conectores del tipo compresión que
sujetarán firmemente al conductor; estos emplearán mangas de compresión aisladas para
sujetar el aislamiento del cable.
El cableado para los transformadores de corriente (CT) serán de calibre #10 AWG
mínimo y codificado de colores o números para identificar las fases.
Los circuitos de transformadores de potencial serán codificados con colores o números
para identificar las fases, según esquema unifilar.
45
Los cables que nacen del mismo nodo o punto eléctrico llevarán el mismo número. Este
número del cable será único para cualquier cubículo dado.
En caso de existir en la celda circuitos auxiliares de diferente tensión o de distinta clase
de corriente, se preverá una clara separación entre los grupos de bornes
correspondientes, colocándose separadores de bornes y deberán ser debidamente
rotulados.
Los terminales de las líneas y alimentadores mayores de 4/0 AWG (120 mm2) se
posicionarán de tal forma que la apertura del terminal del cable esté orientado hacia la
entrada del cable o tubería, en la parte superior o inferior de las celdas. Los terminales
estarán a una distancia mínima de 300 mm (12 pulgadas) de la entrada del cable.
E) Barras de puesta a tierra
En la parte inferior de la celda cerca al compartimiento de cables, deberá estar dispuesta
una platina de cobre a lo largo de toda la celda, permitiendo la conexión de la misma al
sistema de tierra y de las pantallas de los cables secos de media tensión.
3.3. Especificación técnica de Transformador de Potencia 10/0.48 KV
Para obtener el voltaje de suministro trifásico de 480 V, 60 Hz para los tableros de
distribución de las subestaciones eléctricas del Proyecto, se requieren transformadores de
distribución para bajar el voltaje de 10 000 a 480 voltios.
3.3.1. Normas y códigos
Los transformadores de distribución tipo seco serán diseñados, fabricados y probados de
acuerdo a las especificaciones indicadas en las últimas normas aplicables establecidas por
las siguientes organizaciones:
• CNE-S: Código Nacional de Electricidad Suministro 2011 MEM-DGE
• CNE-U: Código Nacional de Electricidad-Utilización 2006 MEM-DGE
46
• NTP: Normas Técnicas Peruanas
• ANSI: American National Standards Institute
• IEC: International Electrotechnical Commission
• IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers
• NEMA: National Electrical Manufacturers Association
• UL: Underwriters Laboratories
3.3.2. Características constructivas
A) Fabricación
El transformador de distribución en aceite será trifásico inmerso en aislante de aceite
mineral y fabricado de acuerdo con las últimas normas listadas anteriormente.
El tanque principal y sus componentes adjuntos serán diseñados para soportar el 25% de
sobrepresión interna sin sufrir deformación permanente. La fabricación del tanque y
demás será utilizando planchas de acero al carbono, con reforzamientos en base a perfiles
externos. Toda la estructura será debidamente electro soldada.
El radiador conjuntamente con el tanque será probado contra fugas después del ensamble
total y soldadura respectiva.
El transformador deberá conducir su capacidad nominal sin exceder un incremento de 65
°C en la temperatura de los arrollamientos, medido por resistencia con una temperatura
ambiente promedio de 30 °C durante 24 h con un máximo de 40 °C.
Cabe señalar que el transformador debe diseñarse para admitir sobrecargas durante
tiempos cortos en concordancia con la Norma ANSI C57.91 y cumplir los estándares de
nivel de ruido para transformadores en aceite indicados en el estándar NEMA TR-01.
47
Los arrollamientos de alta y baja tensión deben ser de cobre con aislamiento entre capas
en base a papel o equivalente; además serán diseñados para soportar las pruebas de
acuerdo con la norma IEEE C57.12.00.
Por último, aplicar para el diseño los factores de corrección para la altura de operación de
2770 m s. n. m.
B) Terminales
El lado primario de los transformadores se instalará con cables de media tensión
tripolares con aislamiento de etileno propileno (EPR). La conexión a los bornes del
transformador se realizará con terminaciones unipolares tipo contraíble o con cintas y
componentes aislantes suministrados en kits para elaboración de terminación para uso
exterior, a instalarse y fijarse dentro de la cajuela del transformador. Los terminales
finales que vienen en los kits deben ser del tipo compresión.
Para el lado secundario en baja tensión se emplearán barras flexibles para acople de ducto
de barras.
Todos los terminales externos y uniones de cables serán del tipo compresión para operar
sobre los 75 °C, y serán estañados para inhibir la corrosión.
Cuando se especifiquen múltiples cables por fase, es necesario una barra de cobre de
acople, de sección mínima para la corriente nominal de los transformadores, con sus
aisladores y ferretería para soporte, adecuados para alojarlos dentro de la cajuela en el
lado de baja tensión, para la conexión de los terminales de cobre tipo compresión.
Por parte del fabricante del transformador, deberá identificar debidamente las fases en los
lados de alta y media tensión, al pie de los aisladores correspondientes.
C) Accesorios
El transformador deberá incluir los siguientes accesorios donde técnicamente aplique en
el presente proyecto:
48
- 4 Taps (±2x2.5%) de regulación de voltaje para operación en vacío, operados
externamente sin carga, con manija tipo timón, con identificación de la posición
del tap y mecanismo de fijación y bloqueo
- Relé de gas (Buchholz) con contactos para alarma y desconexión
- Válvula de llenado y drenaje de aceite así como para toma de muestras
- Termómetro de dial con contactos de alarma y desconexión
- Relé de imagen térmica
- Indicador de nivel de aceite con contactos de alarma y desconexión
- Cáncamos de izaje
- Borne de conexión a tierra
- Placa de características
- Válvula de alivio para casos de sobrepresión excesiva
- Tanque conservador
- Cajuela para protección de aisladores y ejecución de conexiones de cable y/o
barra
- Aisladores y barras para la conexión de terminales de cables o barra para los lados
de MT y BT.
- Transformadores de tensión y corriente conectados en el lado de alta como se
indican en los diagramas unifilares de cada subestación secundaria.
3.3.3. Pruebas
Se deberá realizar las siguientes pruebas normalizadas en la sala de pruebas del fabricante
del transformador.
- Medición de la resistencia de todos los arrollamientos en la conexión a tensión
nominal y en cada posición del tap para cada capacidad en kVA requerida
- Prueba de relaciones; relación de transformación a la tensión nominal y en todas las
posiciones de derivación (taps)
- Prueba de relación de polaridad/fases en la conexión de tensiones nominales
49
- Pruebas de aumento de temperatura. Pruebas de temperatura a plena carga, estas
pruebas deben realizarse con los factores de corrección a 2700 m s. n. m. y a la
temperatura de diseño.
- Análisis vibraciones del equipo (análisis sísmico)
- Pruebas de potencial aplicado (de alto potencial)
- Pruebas de tensión inducida
- Prueba del factor de potencia del aislamiento
- Prueba de barrido de frecuencia.
3.3.4. Condiciones de aceptación o rechazo
Los valores obtenidos en los ensayos deben ser los correctos aceptándose las siguientes
tolerancias:
- Relación de transformación: ± 0.05% del valor de placa calculado.
- Pérdidas de cortocircuito: nula por encima del valor garantizado.
- Intensidad de vacío: +20% del valor garantizado.
- Tensión de cortocircuito: ±10% del valor estipulado.
- Calentamiento: tolerancia nula por encima del valor estipulado.
- Nivel de ruido: según normativa vigente.
El transformador podrá ser rechazado en caso los valores obtenidos en los ensayos en la sala
de pruebas del fabricante no estén de acuerdo a lo requerido para el proyecto.
3.4. Especificación técnica de Sala Eléctrica
3.4.1. Códigos y normas
La sala eléctrica será diseñada, fabricadas y probadas de acuerdo a las especificaciones
indicadas en las últimas normas aplicables establecidas por las siguientes organizaciones:
• CNE-S: Código Nacional de Electricidad Suministro 2011 MEM-DGE
• CNE-U: Código Nacional de Electricidad-Utilización 2006 MEM-DGE
50
• NTP: Normas Técnicas Peruanas
• ANSI: American National Standards Institute
• IEC: International Electrotechnical Commission
• IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers
• NEMA: National Electrical Manufacturers Association
• UL: Underwriters Laboratories
• ASTM A36: Standard Specification for Carbon Structural Steel
• AWS D.1.1/D1.1.M:2010: Structural Welding Code–Steel
3.4.2. Características constructivas principales
Las estructuras metálicas principales de las salas eléctricas modulares, piso interior, bases
para montaje, cubiertas laterales, secciones y techo, serán soldadas con cordones continuos
de soldadura MIG o TIG de corriente pulsante regulada. Lo que se detallara en el presente
informe solo será lo concerniente a la parte eléctrica:
A) Aislamiento
Los muros y columnas metálicos de las salas eléctricas deberán incluir el aislamiento
necesario para garantizar la instalación en ambiente con alta variación de temperaturas.
Los muros y techos tendrán aislamiento UL certificado, mínimo de 3” o del espesor
recomendado por el fabricante, de modo que se provea un valor de aislamiento térmico
R23. El aislamiento de la sala eléctrica deberá proveer resistencia al fuego F120. De ser
indicado en las hojas de datos, el piso también será aislado térmicamente. Delante de
cada sector de operación de equipos debe considerarse una banda de goma aislante y
antideslizante.
51
B) Sistema de presurización y aire acondicionado
Para evitar el ingreso de polvo a los equipos y tableros eléctricos dentro de las salas
eléctricas, se deberá incorporar un sistema de presurización, o permanente sobrepresión
en el interior de las salas, consistentes en uno o más ventiladores centrífugos y una
cámara de filtrado de aire de ingreso, provisto de una hasta seis etapas de filtrado
progresivo, con filtros desechables y lavables.
El sistema de presurización y HVAC deberá incluir un sistema para alarma y monitoreo
remoto en el sistema del control. Asimismo deberá de considerar contactos para la
desconexión del sistema de presurización y HVAC cuando se active el sistema contra
incendio.
El sistema de aire acondicionando será proporcionado para mantener automáticamente la
temperatura de la sala eléctrica en el rango de 18°C a 25°C. Siempre será diseñado con
sistema de respaldo +1.
C) Índice de protección
El conjunto de la sala eléctrica deberá tener un índice de protección mínimo Tipo Nema
4, para uso a la intemperie, a prueba de polvo y chorro de agua directo.
D) Alumbrado, transformadores y paneles
El alumbrado interior de la sala eléctrica, deberá ser del tipo fluorescente, luz blanco frío,
sellado, luminarias de 2x40W, 220 V, 60 Hz, balastro electrónico y arrancador para
arranque rápido, con interruptor de encendido del tipo 9/24 localizado uno en cada
acceso. La ubicación de luminarias será tal que se obtenga la iluminación lo más
uniforme posible evitando sombras y deslumbramiento. Se deberá proveer una cantidad
adecuada de luminarias fluorescentes, que incluyan baterías, para ser usadas como
alumbrado de emergencia frente a cortes de energía eléctrica. El nivel de iluminación
deberá ser de 500 Lux a 1 m sobre el piso. Además, alumbrado de emergencia interior
(no fluorescente) será provisto cercano a cada acceso de las salas eléctricas, en el cual
deberá garantizarse 50 lux a 1 m de cada acceso [9].
52
Sobre cada puerta de la sala se instalarán artefactos de iluminación con lámparas de 100
watts para iluminación exterior, equipadas con una esfera hermética y protector. Cada
luminaria para alumbrado exterior será controlada por células fotoeléctricas.
Los enchufes de alumbrado y servicio, deberán ser para 220 V, 15 A, dos fases más tierra
de protección, en cantidad y ubicación indicada en los planos del proyecto. Los
enchufes ubicados en el exterior deberán ser del tipo exterior, con tapa y sello, y se
ubicarán convenientemente a lo largo del perímetro de la sala cada 7,5 metros y uno al
exterior de cada puerta.
También deberá e deberá prever 01 tomacorriente industrial trifásicas 480 VAC, 60 Hz,
60 A. junto a un tomacorriente industrial monofásico 230 VAC, 60 Hz, 30 A
E) Sistema contra incendios
La sala deberá proporcionar un sistema de detección temprana de incendios y un sistema
de supresión en base a FM-200, de acuerdo a los siguientes criterios de instalación [2]:
• Se deberá instalar un sistema de detección temprana del tipo aspiración de humo, el
que se instalará entre la parte superior de los equipos eléctricos y las bandejas
portacables, para el tendido de conductores interiores de la sala eléctrica (siguiendo
todo el recorrido de éstas);
• Además, del sistema de detección temprana mencionado, la sala deberá contar con
un sistema de detección estándar de incendio (fotoeléctrico, Humo-Calor y
temperatura) instalados en el cielo de la sala eléctrica en cantidad y disposición
apropiada para cumplir con lo indicado por la norma NFPA-72;
• Se instalarán estaciones manuales a las salidas de las salas eléctricas;
• El sistema de supresión en base a FM-200 operará automáticamente cuando 2 ó más
detectores estándar estén activados. Deberá proveerse un comando de aborto de la
descarga del FM-200, en orden a eliminar falsas alarmas;
• El sistema de detección y supresión con FM-200, básicamente constará de los
siguientes componentes:
53
- Panel de Detección de Incendios, marca Siemens, modelo MXL o MXL-IQ o
equivalente. El sistema trabajará alarmando localmente, así como reportando las
alarmas y/o fallas a una Estación Central de Alarmas existente mediante
interconexión por medio de fibra óptica;
- Detectores de humo inteligente, fotoeléctrico, marca Siemens, modelo
FP-11 o equivalente;
- Estaciones manuales inteligentes marca Siemens, modelo MSI-20B o
equivalente, montadas a un costado de las puertas;
- Detector temprano de humos por aspiración, marca Kidde Fire System, modelo
ORION XT con display o equivalente;
- Bocina con luz estroboscópica inteligente marca Siemens, modelo
UHN-S110-1 montadas en cada puerta, en cajas a prueba de agua modelo FWB-
2 o equivalente;
- Transmisor-receptor óptico marca IFS modelo D2300CP o equivalente;
- El sistema debe tener la posibilidad de comunicación TCP/IP.
F) Instalaciones eléctricas
Bandejas portacables y Conduits
Las escalerillas serán de fabricación estándar, de acero galvanizado, manteniendo un
espacio vertical entre escalerillas de 0.3 m, y entre escalerilla y equipos o cielo de la
sala de 0.5 m.
Las escalerillas deben estar pintadas y rotuladas, indicando además los respectivos
niveles de voltaje. El conduit, será de acero galvanizado, salvo indicación contraria en
las hojas de datos, y como mínimo de ¾” de diámetro, y deberá ser instalado sobre riel
del tipo Unistrut para asegurar el soporte de éste.
Cableado
La sala deberá presentar el alambrado interno de toda interconexión de fuerza, control
y alarmas entre todos los equipos propios dentro y fuera de la salas. Los cables serán
54
Tipo Teck y la clase de aislación para los cables de control, alarmas y alumbrado
deberá ser de 600 V, con un conductor del tipo trenzado con aislación del tipo
polietileno reticulado siliconado. Las secciones de cables mínimas deberán ser:
- Alumbrado y servicios de las salas N° 12 AWG; y
- Control y alarma N° 14 AWG.
Los cables y circuitos deberán estar debidamente marcados en ambos extremos según
se indica en los planos y documentos del proyecto. Se deben usar marcas
termocontraíbles.
Puesta a Tierra de Equipos
Cada sala eléctrica deberá incluir, interiormente, como mínimo dos barra de tierra de
protección, alrededor de todo el perímetro de la sala, ubicada a una altura indicada en
los planos, donde no interfiera con el montaje de los equipos eléctricos al interior de
las salas eléctricas. Esta barra deberá permitir la conexión de cables de puesta a tierra
N° 2/0 y 4/0 AWG.
La estructura exterior de la sala deberá incluir al menos cuatro puntos de conexión a la
tierra de protección ubicados en las esquinas de la estructura. Estos puntos de
conexión a tierra, deberán estar interconectados a su vez, con el resto de las barras de
tierra interiores a través de cables de cobre N° 4/0 AWG.
Ingeniería
La sala deberá considerar toda la ingeniería necesaria para instalar, conectar y
alambrar todos los equipos internos y que son parte del suministro de acuerdo a las
hojas de datos, planos y documentos del proyecto. Los equipos eléctricos principales,
tales como Switchgear de baja tensión, Centro Distribución de Cargas de baja tensión,
Centro de control de motores de baja tensión, variadores de frecuencia, y otros
que serán identificados en los planos del proyecto, así como el sistema de control de
procesos, será suministrado por otros, pero se deberá realizar todas las interconexiones
necesarias, según se indicará en los planos del proyecto. También se debe asegurar el
55
comportamiento eléctrico de toda la estructura como Jaula de Faraday ante descargas
atmosféricas.
3.4.3. Pruebas
- Prueba con lluvia artificial de agua para el chequeo de filtraciones, antes de instalar
los equipos eléctricos;
- Prueba de continuidad eléctrica del alambrado hecho por el fabricante de la sala;
- Pruebas de aislamiento;
- Pruebas de secuencia de fases;
- Pruebas de chequeo punto a punto de los circuitos eléctricos;
- Prueba de la continuidad del sistema de tierra de los equipos eléctricos y estructuras
metálicas.
- Pruebas del sistema de alumbrado;
- Verificar que las escalerillas (bandejas portacables tipo escalera) y canalizaciones
estén debidamente asegurados, al igual que las tapas;
- Verificar que las luminarias están debidamente montadas y funcionando, con el nivel
de iluminación de diseño;
- Verificar el correcto funcionamiento del sistema de aire acondicionado; y
- Prueba del Sistema protección de incendio.
- Prueba de los equipos de Media Tensión y los Centros de Distribución de Cargas de
Baja Tensión y centro de control de motores.
En el centro de control de motores se debe chequear lo siguiente:
- Verificar la instalación de los cables, de manera que permitan una libre extracción de
los carros y partidores;
- Verificar que la separación, espaciamiento e identificación de las barras este
correcta;
- Verificar la identificación de torque de las barras y cuerpo;
- Verificar la operabilidad de las puertas; y
56
- Revisar la documentación de las pruebas de resistencia de aislación y dieléctrico y
alto potencial.
3.5. Especificación técnica de Trasformador de distribución
3.5.1. Códigos y estándares
El diseño de cada uno de los equipos considerados en esta especificación estará de acuerdo
con la última edición de las siguientes normas:
• ASTM: American Society for Testing Materials;
• AISI: American Iron and Steel Institute;
• CNE-S: Código Nacional de Electricidad-Suministro 2001, Perú;
• CNE-U: Código Nacional de Electricidad-Utilización 2006, Perú;
• IEEE: Institute of Electrical and Electronic Engineers;
• NEC: National Electrical Code (NPPA No. 70-2002);
• NEMA: National Electrical Manufacturer’s Association
• NFPA: National Fire Protection Association
• UL: Underwriter Laboratories.
En particular se deberán utilizar las siguientes normas:
• IEEE C57.12.00: General Requirements;
• ANSI C57.12.10: Safety Requirements;
• IEEE C57.12.90: Test Code;
• IEC 60076: Power Transformers;
• IEC 60137: Bushing for alternating voltages above 1000 V;
• IEC 60726: Dry-type power transformers;
• IEC 60551: Measurement of Transformers and Reactors Sound Levels;
• IEC 6007-50: Vocabulario Electrotécnico Internacional;
• IEC 600-76-1: Power Transformers-Part 1: General;
• IEC 600-76-2: Power Transformers-Part 2: Temperature Rise;
• IEC 600-76-3: Power Transformers-Part 3: Insulation levels and dielectric tests;
57
• IEC 600-76-3-1: Power Transformers-Part 3: Insulation levels and dielectric tests;
• IEC 600-76-4: Power Transformers-Part 4: Tappings and connections;
• IEC 600-76-5: Power Transformers-Part 5: Ability to withstand short circuits;
• IEC 600-76-11: Dry-type transformers.
3.5.2. Condiciones constructivas
Las condiciones eléctricas del sistema tensión primaria serán las siguientes:
- Frecuencia: 60 ± 0,6% Hz;
- Clase de Aislamiento: F de 180ºC;
- Fases: 3
- Voltaje Primario: 0,48 kV
- Voltaje Secundario: 0,23 kV/0,12 kV
- Neutro del Sistema: Sólidamente Aterrizado.
- Taps: ± 2 x 2,5% a plena capacidad
- Uso Interior: Tipo Seco Impregnado al Vacío
- Uso Exterior: Tipo Seco Encapsulado al Vacío
- Grado de Protección: NEMA 1 ó IP21 (Uso Interior)
3.5.3. Características constructivas
A) Gabinete
Cada transformador tendrá una envolvente adecuada para montaje sobre piso.
La envolvente estará hecha de planchas metálicas atornilladas con paneles extraíbles para
acceder fácilmente a las conexiones y las tomas, y la terminación será con pintura.
Todas las ventanillas de ventilación cumplirán con los estándares de NEMA y NEC para
los gabinetes ventilados. La base del gabinete se equipará con dos terminales para la
puesta a tierra, ubicados en esquinas opuestas. El núcleo se conectará a tierra en forma
visible a la base del gabinete mediante una tira de cobre flexible.
B) Núcleo-Bobinas y Aislamiento
58
El núcleo del transformador se fabricará con láminas de acero al silicio, con alta
permeabilidad magnética, baja histéresis y pocas pérdidas por corrientes de Eddy, armado
y reforzado para resistir los esfuerzos experimentados en el servicio y transporte. Las
densidades del flujo magnético deberán mantenerse por debajo del punto de saturación.
El núcleo será diseñado con cortes a 45º con empalme escalonado para lograr los
requerimientos especificados en cuanto perdidas en vacío. El núcleo se unirá con canales
de acero resistente diseñados para aplicar la misma presión a los extremos y al centro del
empalme superior e inferior. Para todas las uniones del núcleo se deberá utilizar
aislamiento resistente a altas temperaturas.
Todos los conductores para las bobinas y puentes serán de cobre de alta conductividad de
sección rectangular, con aislamiento de papel.
El conjunto terminado núcleo-bobina deberá secarse al aire a presión atmosférica en un
horno de aire caliente.
Después de que la bobina se precalienta y seca, se impregnará bajo presión y vacío con
barniz a alta temperatura durante por lo menos 8 horas, con un mínimo de 551kPA de
presión y 1.33kPA de vacío [10].
El proceso de encapsulado es una operación fundamental en el procedimiento de
fabricación y deberá realizarse y controlarse en las condiciones más estrictas a fin
de garantizar un aislamiento y características mecánicas óptimas.
El nivel básico de aislamiento al impulso (BIL) del transformador debe ser igual o mayor
que el nivel básico de aislamiento al impulso (BIL) especificado por ANSI para la clase
de voltaje de la aplicación. El BIL será inherente al diseño del devanado y se obtendrá sin
usar apartarrayos adicionales de protección contra sobrecargas.
C) Placas y Terminaciones
El Transformador poseerá una placa característica, en plancha de acero inoxidable
316, conforme al estándar C57.12.01 de ANSI, con la siguiente información [5]:
- Diagrama de alambrado;
59
- Potencia nominal;
- Voltaje y corriente primario;
- Voltaje y corriente secundario;
- Impedancia en %;
- Taps; y
- Número de Serie y año de fabricación.
El Transformador poseerá una placa de identificación de acrílico con letras de 20 mm de
altura, grabadas en color verde sobre un fondo blanco, donde se indicará el Tag. Esta
placa será remachada o atornillada.
D) Cambiador de Taps
Cada transformador será provisto de un cambiador de taps en el arrollamiento primario,
adecuado para operación sin carga, con accionamiento manual externo, de cinco
posiciones, central (nominal) más cuatro posiciones de pasos de 2,5% de tensión nominal,
2 sobre y 2 bajo esta tensión [10].
Los taps se numerarán de tal manera que la posición número 1 sea la de mayor razón de
transformación. Todos los taps serán para plena capacidad del Transformador, sin
exceder los aumentos de temperatura indicados en esta Especificación.
3.5.4. Pruebas
Las pruebas y ensayos mínimos a que deberá someterse cada Transformador serán:
- Medición de resistencia en todos los devanados a la conexión de voltaje indicado de
cada unidad a los taps extremos de una unidad solo a un valor dado;
- Pruebas de polaridad y relación de fase en las conexiones de tensión indicada;
- Perdidas sin carga, al voltaje nominal en las conexiones de voltaje indicadas;
- Corriente de excitación, al voltaje indicado en la conexión de voltaje indicado;
- Impedancia y pérdidas con carga a la corriente indicada en la conexión de voltaje
indicada de cada unidad y en los taps extremos de cada unidad solo a un valor dado;
- Prueba de potencial aplicado; y
60
- Prueba de potencial inducido.
El resultado de las pruebas deberá indicarse en forma tal que provea un medio para
determinar el cumplimiento con las normas aplicables.
3.6. Especificación técnica de Tableros eléctricos de distribución AC
3.6.1. Códigos y estándares
• AISI: American Iron and Steel Institute
• ASTM: American Society for Testing Materials
• CNE-S: Código Nacional de Electricidad-Suministro 2001, Perú;
• CNE-U: Código Nacional de Electricidad-Utilización 2006, Perú;
• IEEE: Institute of Electrical and Electronic Engineers;
• NEC: National Electrical Code;
• NEMA: National Electrical Manufacturer’s Association;
• NESC: National Electrical Safety Code (ANSI C2-1987);
• NFPA: National Fire Protection Association;
• UL: Underwriter Laboratories.
3.6.2. Requisitos técnicos
- Tipo: Trifásico, 3 Hilos;
- Frecuencia: 60 ± 0.6% Hz;
- Tensiones: 480 VAC, 220VAC;
- Tº Máxima salas eléctricas: 40 ºC; y
- Tº Mínima salas eléctricas: 15 ºC.
- Icc: 65 kA - 480 VAC
61
3.6.3. Características constructivas
Cada tablero estará compuesto por un gabinete que contendrá los interruptores
termomagnéticos y accesorios para los Servicios Auxiliares de AC, Fuerza, Alumbrado e
Instrumentación, según corresponda.
Los tableros deberán asegurar una fácil ampliación de circuitos, reposición y mantención
de los mismos.
El fabricante deberá ceñirse a lo indicado en los diagramas Unifilares del proyecto, no
obstante podrá proponer alternativas para los materiales, detalles de fabricación,
dimensiones físicas de los gabinetes y en la disposición de los elementos sobre el mismo.
Los tableros deberán ser construidos en planchas de acero de 1,9 mm de espesor (mínimo).
Los tableros deberán ser del tipo sobrepuesto acondicionados para ser montados y fijados a
muro o auto soportantes, de acuerdo a sus dimensiones. La base superior e inferior de los
paneles, deberá tener una plancha metálica empernada con empaquetadura para realizar las
perforaciones para los prensa cables de los cables de entrada y salida.
Los tableros deberán tener un grado de protección NEMA 1, para uso dentro de salas
eléctricas, y NEMA 4 para uso exterior con tratamiento anticorrosivo.
3.6.4. Características eléctricas
Todos los interruptores contaran con contactos auxiliares, con elemento de bloqueo
mecánico.
Los tableros deberán ser provistos con barras de cobre con una capacidad de corriente
mínima de acuerdo a lo indicado en diagramas unifilares. Las barras estarán montadas en
material aislante, ignifugo, que no absorba humedad, y tendrán un grado de aislamiento de
1 000 V entre fases.
Las partes vivas de las barras deberán tener una cubierta aislante transparente de manera de
evitar el contacto accidental con el personal que deba realizar labores de mantenimiento en
el mismo.
62
Los tableros deberán ser provistos de una barra de cobre para las conexiones de tierra,
conectada eléctricamente a la caja metálica de los tableros y a todos los elementos
metálicos constituyentes del mismo.
La barra de tierra de los tableros será de 1” × ¼” (25 x 6 mm) como mínimo y deberá tener
las dimensiones adecuadas para la conexión de los conductores de tierra. Tendrá pernos de
¼” Ø en cantidad suficiente para el aterramiento de todos los circuitos.
El gabinete de cada tablero deberá ser diseñado con amplitud suficiente para permitir el
holgado ordenamiento de los conductores y el acoplamiento de cañerías rígidas (tipo
conduit), o conectores prensa cables, por su parte inferior o superior para lo cual dispondrá
de placas empernadas.
Los paneles deberán incluir todos los accesorios tales como luces indicadoras de barras
energizadas, de acuerdo a lo indicado en los Diagramas Unifilares del proyecto.
3.6.5. Protecciones eléctricas
Los interruptores automáticos trifásicos o bifásicos, instalados en los tableros, serán del
tipo “Molded Case” y tendrán la siguiente capacidad de ruptura, 65 kA, en 480 V. Para los
interruptores monofásicos a utilizar en sistemas de 220 V la capacidad de ruptura mínima
será 20 kA. Todos los interruptores deberán ser aprobados por las normativas declaradas
por el proveedor y que estén acorde a las exigencias del proyecto.
Los interruptores automáticos tripolares o bipolares deberán tener una clase de
aislamiento de 1 000 Volts y los monopolares de 250 V.
Los circuitos de iluminación interior o exterior, contarán con contactores, los cuales serán
accionados por fotoceldas.
Los circuitos de enchufes tendrán protección diferencial, de capacidad de corriente igual o
superior al interruptor de protección correspondiente, y sensibilidad de 30 mA.
El interruptor principal contará con un módulo de protección contra sobrecorriente.
63
3.6.6. Alambrado y regletas
El alambrado interno de los tableros y las barras para uso eléctrico deberán ser marcados
de acuerdo al código de colores vigentes y normalizados.
Los tableros se proporcionarán totalmente alambrados y los circuitos externos se
conectarán directamente al circuit breaker correspondiente, de acuerdo a lo indicado en los
planos. El cableado interno será instalado en bandejas plásticas ranuradas. Para el caso de
los tableros de instrumentación, se considera alambrar la salida de los breaker que
alimentan las cargas externas a una regleta, esta deberá considerar un terminal desde cada
breaker con un terminal neutro contiguo.
El diseño de los tableros debe considerar un 10 % adicional de espacio de reserva para
futuras regletas, canalizaciones e interruptores automáticos y 20 % de capacidad de reserva
en regletas terminales de cada tipo utilizadas.
3.7. Especificación técnica de Tableros eléctricos de distribución DC
3.7.1. Códigos y estándares
• CNE-S: Código Nacional de Electricidad-Suministro 2001, Perú;
• CNE-U: Código Nacional de Electricidad-Utilización 2006, Perú;
• IEEE: Institute of Electrical and Electronic Engineers;
• NEC: National Electrical Code;
• NEMA: National Electrical Manufacturer’s Association;
• NESC: National Electrical Safety Code (ANSI C2-1987);
• NFPA: National Fire Protection Association;
• UL: Underwriter Laboratories.
3.7.2. Requisitos técnicos
- Tipo: Adosado;
- Frecuencia: N/A
64
- Tensiones: 125 VDC
- Tº Máxima salas eléctricas: 40 ºC; y
- Tº Mínima salas eléctricas: 15 ºC.
3.7.3. Características constructivas
Cada tablero estará compuesto por un gabinete que contendrá los interruptores
termomagnéticos y accesorios para los servicios en Corriente Continua.
Los tableros deberán asegurar una fácil ampliación de circuitos, reposición y mantención
de los mismos.
El fabricante deberá ceñirse a lo indicado en los diagramas Unifilares del proyecto, no
obstante podrá proponer alternativas para los materiales, detalles de fabricación,
dimensiones físicas de los gabinetes y en la disposición de los elementos sobre el mismo.
Los tableros deberán ser construidos en planchas de acero de 1,9 mm de espesor (mínimo).
Los tableros deberán ser del tipo sobrepuesto acondicionados para ser montados y fijados a
muro o auto soportantes, de acuerdo a sus dimensiones. La base superior e inferior de los
paneles, deberá tener una plancha metálica empernada con empaquetadura para realizar las
perforaciones para los prensa cables de los cables de entrada y salida.
Los tableros deberán tener un grado de protección NEMA 1, para uso dentro de salas
eléctricas, NEMA 12 para uso interior y NEMA 4 para uso exterior con tratamiento
anticorrosivo.
3.7.4. Características eléctricas
Todos los interruptores contaran con contactos auxiliares, con elemento de bloqueo
mecánico.
Los tableros deberán ser provistos con barras de cobre con una capacidad de corriente
mínima de acuerdo a lo indicado en diagramas unifilares. Las barras estarán montadas en
material aislante, ignifugo, que no absorba humedad, y tendrán un grado de aislamiento de
1 000 V entre fases.
65
Las partes vivas de las barras deberán tener una cubierta aislante transparente de manera de
evitar el contacto accidental con el personal que deba realizar labores de mantenimiento en
el mismo.
Los tableros deberán ser provistos de una barra de cobre para las conexiones de tierra,
conectada eléctricamente a la caja metálica de los tableros y a todos los elementos
metálicos constituyentes del mismo.
La barra de tierra de los tableros será de 1” × ¼” (25 x 6 mm) como mínimo y deberá tener
las dimensiones adecuadas para la conexión de los conductores de tierra. Tendrá pernos de
¼” Ø en cantidad suficiente para el aterramiento de todos los circuitos.
El gabinete de cada tablero deberá ser diseñado con amplitud suficiente para permitir el
holgado ordenamiento de los conductores y el acoplamiento de cañerías rígidas (tipo
conduit), o conectores prensacables, por su parte inferior o superior para lo cual dispondrá
de placas empernadas.
Los paneles deberán incluir todos los accesorios tales como luces indicadoras de barras
energizadas, borneras, indicadores analógicos de tensión y corriente, etc. indicadas en los
Diagramas Unifilares del proyecto.
3.7.5. Protecciones eléctricas
Los interruptores bipolares DC deberán tener una clase de aislamiento de 750 VDC
Los circuitos de iluminación interior o exterior, contarán con contactores, los cuales serán
accionados por fotoceldas.
El interruptor principal contará con un módulo de protección contra sobrecorriente.
3.7.6. Alambrado y regletas
El alambrado interno de los tableros y las barras para uso eléctrico deberán ser marcados
de acuerdo al código de colores vigentes y normalizados.
66
Los tableros se proporcionarán totalmente alambrados y los circuitos externos se
conectarán directamente al circuit breaker correspondiente, de acuerdo a lo indicado en los
planos. El cableado interno será instalado en bandejas plásticas ranuradas. Para el caso de
los tableros de instrumentación, se considera alambrar la salida de los breaker que
alimentan las cargas externas a una regleta, esta deberá considerar un terminal desde cada
breaker con un terminal neutro contiguo.
El diseño de los tableros debe considerar un 10 % adicional de espacio de reserva para
futuras regletas, canalizaciones e interruptores automáticos y 20 % de capacidad de reserva
en regletas terminales de cada tipo utilizadas.
El espacio disponible para las canalizaciones y conexiones internas de los conductores de
alambrado interno futuro y de alambrado externo, deberá ser suficiente para permitir el
cableado y conexionado futuro y no interferir con la remoción o mantenimiento de los
elementos.
67
4. CAPITULO 4: MONTAJE ELECTROMECÁNICO CON DUCTO DE BARRAS
DE 5000 A EN SUBESTACIÓN ELÉCTRICA DE 2500 KVA PARA TALLER DE
VOLQUETES MINEROS.
4.1. Verificación topográfica.
La verificación se realizó a la obra civil según plano del proyecto, para asegurarnos que las
medidas requeridas para el montaje del ducto de barras y el transformador 2.5MVA, estén de
acuerdo a plano, y no tener inconvenientes durante el montaje, resultando que las medidas
estuvieron correctas como niveles de la ventana de la pared con respecto a la Sala, distancias
de la pared respecto a la Sala, niveles de piso terminado; equipo utilizado estación total.
Sobre las obras civiles se indica que al momento de empezar la obra Eléctrica, la Sala
Eléctrica ya estuvo montada sobre sus pilotes, y la pared cortafuego estuvo construida, y en
proceso de construcción estuvieron el pedestal del transformador, junto con la fosa
antiderrame de aceite, Manhole del Switchgear 10 kV.
4.2. Montaje de equipos en sala eléctrica prefabricada.
Los trabajos se efectuaron según programación, procedimientos aprobados, estándares de
Sociedad Minera Cerro Verde y permisos respectivos; el personal operativo encargado de los
trabajos fueron Técnicos Electricistas especialistas con Ayudantes Electricistas.
Se instalaron equipos tanto en el interior como en el exterior de la Sala Eléctrica:
Instalación exterior
• Montaje de 03 equipos de aire acondicionado, C2-5740-AC-2061, C2-5740-AC-2062,
C2-5740-AC-2063.
- Previamente se instalaron las bases ancladas a la pared de la sala, según plano,
con el inconveniente de que los huecos para los pernos de anclaje no vinieron con
el acabado de calidad, roscas mal hechas y diámetros no correspondían a los
pernos de ½” suministrados, ni a ninguna otra medida normalizada, obligándonos
a rectificar las roscas dejando para pernos de 5/8ӯ.
68
- Colocación de los equipos sobre sus respectivas bases o pedestales, asegurándolos
con pernos de anclaje; la maniobra de izaje se realizó con camión grúa.
- Los equipos adicionalmente se adosaron a la pared de la sala con pernos
autorroscantes para un mejor sellado de equipo a sala.
- Se colocó las respectivas viseras individuales adosadas a la pared de la sala.
• Montaje de 01 equipo de presurización, C2-5740-FA-2061.
- Previamente se instaló su pedestal metálico anclado al piso de la pasarela, según
plano.
- Colocación del equipo sobre el pedestal, asegurado con pernos de anclaje; la
maniobra de izaje se realizó con camión grúa.
- Instalación del ducto metálico de conexión del equipo con el interior de la Sala
• Banco de Baterías C2-5740-BA-2063
- La instalación se hizo según plano de distribución de equipos, debajo del descanso
de la pasarela.
- Las maniobras de traslado del equipo se realizó en dos partes, con Camión Grúa y
con maniobra hasta ponerlo a su posición final.
- El anclaje al piso con pernos de expansión ½”Ø x 4”.
• Instalación de estructuras metálicas, para acceso a la sala, barandas, pasarelas,
escaleras, grating, pedestales, escaleras
- La instalación se hizo siguiendo la siguiente secuencia, columnas, pasarelas con
su estructura soporte y grating, escaleras, barandas en general.
- Las columnas se instalaron en piso con sus cuatro pernos de anclaje, 5/8”Ø x 4”.
- La estructura soporte de pasarelas se instalaron sobre las columnas y apoyadas en
la estructura de la sala, por partes, según longitud de las vigas, y con ayuda del
camión grúa; previamente se realizó el pre armado en piso; la pernería utilizada
son las suministradas con el equipo; en los registros y protocolos de calidad se
consignan todos los planos de ensamble incluido tipo de perno, torque.
69
• Instalación de luminarias
- En la Sala Eléctrica, se instalaron 07 luminarias HPS de HOLOPHANI, 150w,
240V., con bombillas SYLVANIA LUMALUX 150w, ubicados de los siguientes
sitios: 05 luminarias en la fachada principal de la Sala, y 02 a un costado por el
acceso hacia el Switchgear BT; incluye el circuito eléctrico con cables TECK 90;
para los trabajos en altura se utilizaron andamios Layher.
- En la pared cortafuegos, se instalaron 4 luminarias HPS de HOLOPHANI, 100w,
240V., con bombillas SYLVANIA LUMALUX 100w, en los siguientes puntos:
02 luminarias en la bahía del transformador 2.5 MVA, 01 luminaria alumbrando
hacia los compresores, y 01 luminaria alumbrando hacia el SWITCHGEAR 10
kV; incluye el circuito eléctrico con cables TECK 90; para los trabajos en altura
se utilizó andamios Layher [10].
• Instalación de extintores
- Se instalaron 02 extintores de PQS, 12Kg, en sus respectivas cajas y señales de
identificación, anclados en las barandas de los descansos de la pasarela.
Instalación interior
• Instalación de 11 Interruptores en encerramiento Switchgear C2-5740-SG-2062:
- CB01, 5000AF/4000AT Interruptor general
- CB02, 800AF/400AT Centro de Control de Motores C2-5740-MC-2061
- CB03, 800AF/800AT Tablero de Transferencia automática C2-5740-AT-2061
- CB04, 1600AF/1200AT Centro de Control de Motores C2-5740-MC-2062
- CB05, 800AF/400AT Tablero de Fuerza y Control Compresora C2-5740-CO-
2904-CP
- CB06, 800AF/800AT Viene del grupo electrógeno
- CB07, 1600AF/1000AT Centro de Control de Motores C2-5740-MC-2061
- CB08, 800AF/400AT Tablero de Fuerza y Control Compresora C2-5740-CO-
2904-CP
- CB09, 800AF/400AT Reserva
- CB10, 1600AF/1200AT Banco de Condensadores c2-5740-XC-2061
70
- CB11, 250AF/50AT
• Tablero de Transferencia Automática C2-5740-AT-2061
- Fabricación e instalación de pedestal metálico anclado al piso con pernos
- Fabricación e instalación de soporte de canal UNISTRUT, adosado a la pared de
la Sala
- Instalación del Tablero de Transferencia Automática, anclado al pedestal, y al
soporte de canal UNISTRUT.
- Incluye aterramiento con cable enchaquetado 2/0AWG y protegido con tubería
Conduit RGS, ¾”Ø; incluye fabricación del tubo con dobladora y tarraja,
perforación de hueco en el tablero.
• Tablero de Distribución de Emergencia C2-5740-DP-2061
- Fue suministrado en dos cuerpos, de 02 y 03 columnas
- Perforación y roscado de huecos en el piso para anclaje del tablero
- Montaje del Tablero, con pernos de anclaje al piso
- Incluye aterramiento con cable enchaquetado 2/0AWG
• Dos UPS 15kVA, C2-5740-UP-2061, C2-5740-UP-2062, equipado interiormente;
incluye perforaciones roscados en piso, para los pernos de anclaje.
• Bancos de baterías de los respectivos UPS, montados a un costado de ellos, C2-5740-
BA-2061 y C2-5740-BA-2062; incluye perforaciones roscados en piso, para los
pernos de anclaje.
• Dos centros de control de motores MCC’s, C2-5740-MC-2061, C2-5740-MC-2062
- Trazo preliminar en piso, teniendo en cuenta distancias, y alineamiento de los
frentes, cada MCC fueron suministradas en tres cuerpos, y cada cuerpo con tres
columnas.
- Perforación y roscado de huecos en el piso para anclaje
71
- Traslado de MCC’s con maniobra manual, haciendo uso de la ubicándolos según
plano, y anclaje de MCC’s con pernos de grado ½” x 2 1/2”
- Unión de cuerpos con pernos de unión suministrados con los equipos
- Unión de barras de fuerza y tierra
• Cargador rectificador de baterías 125Vcc, C2-5740-BC-2061
- Fabricación de soportes con canal UNISTRUT y anclaje a la pared de la Sala con
pernos autoperforantes
- Instalación del tablero con pernos de anclaje de ½”Øx2” tipo UNISTRUT con
resorte
• Gabinete de comunicaciones C2-5740-CU-206
- Fabricación de soportes con canal UNISTRUT y anclaje a la pared de la Sala con
pernos autoperforantes
- Instalación del Gabinete con pernos de anclaje de ½”Øx2” tipo UNISTRUT con
resorte
• Tablero de control GATEWAY, 120 VAC, C2-5740-AT-2061-EP.
- Fabricación de soportes con canal UNISTRUT y anclaje a la pared de la Sala con
pernos autoperforantes
- Instalación del tablero de Control GATEWAY con pernos de anclaje de ½”Øx2”
tipo UNISTRUT con resorte, sobre soporte.
• Conexionado al sistema de puesta a tierra de los equipos instalados según plano
correspondiente
- MCC’s 2061, 2062, tablero de distribución de emergencia DP-2061 y Banco de
baterías, Tablero de Servicios Auxiliares BP-2061, Transformador LX-2061,
aterrados con cable de THW-90, 70mm2.
- Tablero de redundancia TS, Cargador de Baterías BC, Tablero de Control
GATEWAY EP, Comunicación, Tablero de transferencia automática AT, UPS’s
72
U-2061 Y U-2062, aterrados con cable THW-90, 70mm2, protegidos con Tubería
Conduit RGS ¾”Ø.
- Gabinete de Comunicación CU-206, con dos puntos de aterramiento, a la tierra
normal y a la tierra aislada con cables THW-90, 70mm2, ambos protegidos con
Tubería Conduit RGS ¾”Ø.
4.3. Montaje de switchgear en media tensión 10 KV., con interruptor tipo GIS y
seccionador de 3 posiciones, con protección NEMA 4.
Los trabajos se efectuaron según los procedimientos aprobados, estándares de Sociedad
Minero Cerro Verde, instrucciones del fabricante y permisos respectivos; el personal
operativo encargado de los trabajos fueron Técnicos Electricistas especialistas con Ayudantes
Electricistas.
Básicamente los trabajos realizados fueron el traslado desde el almacén de Facilidades y
montaje del Switchgear sobre el Manhole, fijándolo con sus pernos de anclaje, se culminó la
actividad sellando todo el contorno de la base que descansa sobre Manhole con Sikacril.
Para efectuar las labores de carga, descarga, transporte y montaje del Switchgear de 10 kV., se
dispuso de un camión grúa de 8 Tn, personal Operador de camión grúa, Rigger, y 04 Técnico
Electricistas encargados del montaje sobre el Man Hole.
Tendido de cables hacia el Switchgear 10kV:
• Fuerza Tipo XAT, 4/0AWG, 15kV.
• Fuerza Tipo TECK-90, 220VAC, 125VDC
• Control Tipo TECK 90, hacia Relé RET 630, proveniente del transformador, señal de
disparo, señal de alarma, circuito de protección
• Comunicación UTP (ETHERNET) proveniente del gabinete de comunicación
73
4.4. Montaje de transformador de distribución de 2.5/3.125MVA, 10/0.48kv,
ONAN/ONAF.
Los trabajos se efectuaron según los procedimientos aprobados, estándares de SMCV,
manuales, instrucciones y planos del fabricante, permisos respectivos.
Previamente se realiza una verificación del valor de potencia correcto según sus valores
determinados en su placa característica teniendo que la potencia a la que va a trabajar será de
2500KVA y relación de voltaje de 10000 a 480 V:
Ecuación: I = S / Sqrt(3)xV
Donde S = 2500000 VA
V = 480 V
Obteniendo: I = 3007.03 A
Concluyendo que el valor indicado en placa y requerido para el proyecto es correcto.
Cabe indicar que el Transformador 2.5MVA, vino parcialmente ensamblado, sin los 06
radiadores, los 02 ventiladores eléctricos 3Ø, 480V, y aceite solo en la cuba del
transformador, por tal motivo el montaje se realizó en dos etapas:
Primera etapa:
Montaje del transformador, para ello se utilizó una grúa 100 Tn, para los izajes, un
camión grúa para el traslado del Transformador desde Facilidades hasta la Subestación
depositándolo en el pedestal de concreto, una camioneta 4x4 para ploteo de la grúa.
Cabe mencionar que el transformador fue suministrado con la tapa de borneras no
adecuada para el acople con el ducto de barras, por tal motivo, se tuvo que postergar
este trabajo de acople hasta la llegada de la nueva tapa, hubo necesidad de dejarlo el
transformador 10 cm, más alejado del ducto de barras para que nos permita hacer el
cambio de la nueva etapa.
74
Acople del transformador con el ducto de barras, previamente se hizo el cambio de la
nueva tapa, para luego hacer la maniobra de correr el Transformador sobre el pedestal
hasta juntar con el Ducto de Barras, trabajo realizado con ayuda de dos gatas hidráulicas
de 10Tn. Y por último anclaje del transformador a su pedestal de concreto
Segunda etapa realizada por EPLI asistencia de empresa contratista:
Los trabajos realizados, previas coordinaciones con SMCV y EPLI, consistió en facilitar
un camión grúa de 8 Tn, para trabajos de EPLI consistentes en traslado de sus equipos y
herramientas desde Arequipa y viceversa, ensamble de componentes del transformador,
carguío de aceite, y además se proporcionó un grupo electrógeno 70Kw KOHLER; el
personal facilitado por el contratista fue un Operador de camión grúa, un Rigger, dos
vienteros, un operador del grupo electrógeno, todos trabajando bajo la dirección de
EPLI.
Los equipos de EPLI fueron uno de Termovacío ARRAS –MAXEI, una cuba para
tratamiento de aceite, un autotransformador 220/480V, equipos de prueba de relés, y un
baúl de herramientas.
EPLI trabajó con un Supervisor y tres técnicos especialistas
Tratamiento del aceite para llenado en los radiadores, este trabajo consistió en hacer el
tratamiento con el equipo de Termovacío, haciéndolo recircular por la Cuba de EPLI.
Llenado de aceite en los radiadores, y ensamble uno a uno en el transformador, con
ayuda del camión grúa; el aceite de relleno fue NYTRO IZAR, 195 Gls
Ensamble de los ventiladores eléctricos 3Ø, 480V
Tratamiento del aceite del transformador, con el equipo Termovacío, haciéndolo
recircular durante 05 hrs; para ello se utilizó el grupo electrógeno.
Pruebas de los Relés del transformador
Tendido de cables hacia el Transformador 2.5MVA:
75
- Fuerza Tipo XAT, 4/0AWG, 15kV
- Ducto de barras 5000A, 480V, a los bornes de BT, mediante uniones de Cobre
flexibles.
- Fuerza Tipo TECK 90, 220VAC, 125VDC
- Control hacia Relé RET 630 en Switchgear 10kV, para señal de disparo, señal de
alarma, circuito de protección
4.5. Instalación y conexionado de ductos de barra.
Previamente se debe verificar si el ducto de barras fue correctamente seleccionado para esto
que la potencia máxima que puede soportar el transformador es de 3750 KVA y el nivel de
tensión del secundario donde se encuentra conectado el ducto de barras es de 480 V por lo que
tenemos:
Ecuación: I = S / Sqrt(3)xV
Donde S = 3750000 VA
V = 480 V
Obteniendo: I = 4510 A
Concluyendo que el valor Seleccionado es el siguiente mayor siendo asi las barras de 5000 A
siendo correcta la corriente nominal del ducto de barra.
El Ducto Barras montado es de la marca TECHNIBUS, de 5000A, 480V, y se efectuó
siguiendo los procedimientos aprobados, estándares de Sociedad Minera Cerro Verde,
manuales y planos del fabricante, y permisos respectivos; el personal operativo encargado de
los trabajos será: 01 Supervisor de campo, 02 Técnico Electricistas calificados, 01 Ayudante,
01 Andamiero.
Cabe indicar que el Ducto de Barras fue suministrado en 05 tramos, el tramo 01 es el que
acopla con las barras del Switchgear BT y el tramo 05 el que acopla con los bornes del
transformador a través de las barras de cobre flexibles; cada tramo está compuesto por su
carcasa, porta barras, aisladores, barras de cobre, fundas, barras de tierra; cada tramo de las
76
carcasas cuentan en sus extremos con bridas para unión con pernos; para la unión de barras
de cobre las carcasas tiene ventanas con sus respectivas tapas; para el montaje fue
suministrado con 03 soportes tipo repisa y 01 soporte tipo pedestal.
Para el montaje se utilizó andamios Layher, cuyo montaje y desmontaje estuvo a cargo de un
personal certificado, y para los izajes un camión grúa de 8 Tn.
La secuencia del montaje fue el siguiente:
• Montaje de los tramos Nº 1 y Nº 2, ubicados entre el Switchgear y la pared
cortafuegos.
- Instalación del soporte Nº 1, tipo repisa, en la pared cortafuego, anclado con
pernos de expansión ½”Ø
- Instalación del soporte Nº 3, en la pared de la sala, anclado con pernos ½”,
suministrado por el fabricante
- Montaje de los tramos Nº 1 y Nº 2, respectivamente con ayuda del camión grúa
para los izajes, fijados a los soportes con sus pernos suministrados por el
fabricante.
- Torqueo de pernos de unión de barras de acuerdo a tabla de torqueo indicados
por el fabricante, colocación de guardas de unión de barras, y colocación de
tapas con sus respectivos empaques, cinta microporosa
- Toda la pernería utilizada fue la suministrada por el fabricante
• Montaje de los tramos Nº 3, Nº 4 y Nº 5, ubicados por el lado del transformador
- Instalación del soporte Nº 2, tipo repisa, en la pared cortafuego, anclado con
pernos de expansión 5/8”Ø
- Instalación del soporte Nº 4, tipo pedestal, el cual va en una base de concreto en
piso, anclado con pernos de expansión 5/8”, y en él se apoya el tramo Nº 5.
- Montaje de los tramos Nº 3, Nº 4, y Nº 5, respectivamente con ayuda del camión
grúa, para el izaje, fijados a los soportes con sus pernos suministrados por el
fabricante.
77
- Torqueo de pernos de unión de barras de acuerdo a tabla de torqueo indicados
por el fabricante, colocación de guardas de unión de barras, y colocación de
tapas con sus respectivos empaques, cinta microporosa
• Aterramiento del Ducto de Barras; interiormente los 05 tramos están unidos por una
barra a tierra
- Aterramiento de la carcasa por el lado del tramo 05; se tendió cable THW
70mm2, con terminales tipo ojo entre la barra a tierra y la carcasa
- Aterramiento de la carcasa por el lado del tramo 01; se tendió cable THW
70mm2, con terminales tipo ojo entre la barra a tierra y la barra a tierra del
Switchgear BT.
• Pruebas de aislamiento del ducto de barras
- Prueba de aislamiento del ducto de barras, megohmetro Megabras, 1000V
- Prueba de continuidad a la barra de tierra
4.6. Suministro, fabricación e instalación de soportería.
Los tipos de soportes fabricados fueron:
• Tipo Trapecio, de tres niveles, para las bandejas, con varillas roscadas ½”, tuercas y
arandelas; canal UNISTRUT P1000; pernos ½” con resorte UNISTRUT; su montaje
es debajo de la sala, suspendidos de las vigas, para ello se hizo perforaciones en las
alas, para instalar las varillas roscadas con sus volandas y tuercas.
• Tipo simple, para tableros y cables, únicamente con canal UNISTRUT P1000, y
pernos de anclaje
• Tipo ángulo simple, para soporte de Grating, de acero estructural ASTM 36,
galvanizado en caliente, ángulo 3”x3”x1/4”
Toda la soportería se fabricó de acuerdo a estándares de Sociedad Minera Cerro Verde; en el
Dossier de Calidad se adjunta los registros correspondientes.
78
El personal operativo encargado de los trabajos fueron: 01 Supervisor de campo, 02
Ayudante, 04 Técnico Electricistas bandejeros.
Los trabajos de habilitación de materiales para fabricación de soportes para bandejas, canales
UNISTRUT P1000, espárragos de ½”, se realizó directo en obra en un espacio que brindo
seguridad a la infraestructura y al personal, con biombos metálicos; las herramientas y
equipos utilizados fueron de reconocidas marcas que garantizaron un trabajo de calidad con
seguridad.
Las varillas roscadas de los trapecios se instalaron empernados directo a las vigas, con tuercas
y arandelas planas y de presión, para ello se hicieron las respectivas perforaciones de los
huecos, en las alas o patines de las vigas del piso de la Sala Eléctrica.
4.7. Instalación de tuberías de PVC SCH-40 DE 1”Ø
Se instaló tubería PVC SCH-40 de 1”Ø para protección del cable desnudo 2/0AWG, y THW
70mm2, para aterramiento de bandejas y equipos fuera de la Sala.
Preparación y habilitación de materiales, tuberías PVC SAP 1”Ø, abrazaderas, pernos de
expansión de ¼”, silicona SIKACRYL para sellado de tuberías.
Instalación del conductor a tierra por dentro de la tubería, y fijarlo a los muros con abrazadera
de una oreja, y pernos de expansión de ¼”.
Cabe indicar que el conductor de cobre para aterramientos, son las mechas que provienen de
la malla a tierra, que el constructor de la malla a tierra, las dejó enrolladas al piso, una vez
entubado y fijado a la pared, se conexionan a las bandejas o equipos.
4.8. Instalación de tuberías de RGS de 3/4” de diámetro (rígidas y flexibles)
La tubería RGS de ¾” rígidas, se utilizó para entubado de los conductores a tierra de los
equipos, en el interior de la sala, según especificaciones, y las tuberías flexibles LIQUID
TIGHT CONDUIT, TYPEEF SIZE ¾” para entubado del cable DeviceNet.
Los trabajos se efectuaron siguiendo la siguiente secuencia:
79
Tubería RGS
- Trazo y replanteo desde las barras de tierra hasta los gabinetes de equipos
- Preparación y habilitación de tuberías a ser instaladas, mediante corte, doblado, y
roscado
- Conexión de las tuberías a gabinetes de tableros, mediante conectores HUB ¾”
Las herramientas utilizadas fueron arco cierra, tornillo de banco, meza de trabajo, maletín
de herramientas, dobladora de tubos, tarraja.
Tubería flexible
- Trazo y replanteo del recorrido, por bandeja
- Preparación y habilitación de tuberías a ser instaladas, mediante corte
- Conexión de las tuberías a gabinetes de tableros, mediante conectores Liquid tight
de ¾”.
4.9. Instalación de bandejas portacables
Los trabajos consistieron en la instalación de bandejas 600x150 tipos escalerilla, en tres
niveles debajo de la Sala, en soportería tipo trapecio montadas en las vigas H del piso, y
bandejas 300x150 tipo escalerilla, montadas en dos niveles en el interior del Man Hole del
Switchgear 10 kV, sobre soportería tipo ménsula empernada en la pared; en el Dossier de
calidad y en los planos AsBuilt se muestran los detalles constructivos y de montaje.
Los trabajos se efectuaron siguiendo la siguiente secuencia:
Bandejas ubicadas debajo de la sala
Las bandejas instaladas fueron a tres niveles de arriba hacia abajo, fuerza 480V, 220V,
comunicación respectivamente, siendo la soportería del tipo trapecio, con varillas roscadas de
½”, tres canales UNISTRUT P100, y accesorios UNISTRUT, y se montaron según la
siguiente secuencia:
- Traslado de bandejas portacables desde almacén Sociedad Minera Cerro Verde hasta
obra
- Fabricación o habilitación de material para soportes de bandejas tipo trapecio.
80
- Instalación de los soportes tipo trapecio, para lo cual se hicieron perforaciones en los
patines o las alas de las vigas H, para instalación de las varillas roscadas de ½” con
tuercas y arandelas.
- Instalación de bandeja portacables tipo escalerilla 600x150 fabricadas de acero
galvanizado en caliente (hdg), incluye curvas, reducciones, tapas, ferretería (pernos,
arandelas, abrazaderas y placas de empalme); en esta actividad se incluyeron la
habilitación de bandejas efectuando los cortes según planos, acabado de los filos con
amoladora para evitar cortes al personal y finalmente se pasó pintura galvanizante en
frío, para su retoque final.
- Tendido de conductores de Cu desnudo 2/0AWG, para aterramiento de bandejas,
utilizando grapas de suspensión de una vía y de dos vías, terminales tipo ojo; el
empalme se hizo con la mecha proveniente de la malla a tierra, mediante conectores
de dos vías; las mechas a la subida de la malla se entubaron con tubos PVC SAP 1”,
y se adosaron a los pilotes que sostiene la Sala, mediante abrazaderas en U, con
pernos de expansión de ¼”, para finalmente hacer el sellado con Sikacril.
- Colocación de señalética de acrílico, pegado con silicona Sikaflex
Bandejas ubicadas en el interior del Man Hole del Switchgear 10kV, MH-2061A
Las bandejas se instalaron en dos niveles de arriba hacia abajo, fuerza 220VAC y 125VDC, y
nivel inferior comunicaciones Ethernet, sobre soportería tipo ménsula con canales
UNISTRUT; los trabajos de fabricación de soportería se hicieron en taller:
- Traslado de bandejas portacables desde almacén SMCV hasta obra
- Fabricación o habilitación de material en taller para soportes tipo ménsula con canal
UNISTRUT P1000
- Instalación de soportes en la pared del ManHole, mediante pernos de expansión de
½”x 4”, incluyendo perforación de huecos con taladro percutor y broca SDS para
cemento
- Instalación de las ménsulas en los soportes UNISTRUT previamente instalados
- Instalación de bandejas, utilizando grapas con pernos UNISTRUT
81
- Aterramiento de bandejas mediante conductor de Cu 2/0AWG, hacia la barra
equipotencial
- Colocación de señal ética con Silicona Sikaflex.
4.10. Instalación y conexionado de cables eléctricos media tensión y baja tensión
A) Cables de Media Tensión, 10kV
El cable de Media Tensión es para alimentación del Transformador 2.5kV, tripolar 15kV,
3-1C#4/0AWG+T, tipo XAT, el cual se tendió en dos tramos, el primer tramo desde el
seccionador del poste Nº 13, de la Línea C2-5700, OH-100, 10kV, hasta la celda Gis de
llegada en el Switchgear 10kV, y el segundo tramo desde la salida de la celda Gis del
mismo Switchgear 10kV, hasta los borne del Transformador 2.5MVA.
Cabe indicar que para el tendido de cables entre los puntos indicados se tiene un banco de
ductos compuesto por 02 tubos Conduit de 6”Ø para el circuito de Media Tensión, y 02
Tubos Conduit de 3”Ø para la Fibra Óptica, en ambos casos para el circuito principal y
para su reserva, todas embebidas en concreto, reforzado, y además dos Manholes el
primero MH-2061 entre el poste Nº 13 y el Switchgear y el segundo MH-2061A, debajo
del Swithcgear; la obra civil estuvo a cargo de la empresa Mota.
Primer tramo: Del Poste Nº 13 – hasta el Manhole MH-2061A, debajo del
Switchgear 10kV. El personal operativo encargado del tendido fue 01 supervisor de
campo, 08 Técnicos electricistas, y 02 ayudantes, procediendo según la siguiente
secuencia:
- Carga, descarga y transporte del cable unipolar 1C#4/0AWG+T, tipo XAT, en
su carrete desde almacenes de Sociedad Minera Cerro Verde hasta obra, con
camión grúa.
- Preparación de la terna en piso, encima de plástico, a un costado del Manhole
MH-2061
82
- Tendido de la soga Nylon ½”Ø, por un tubo de 6”Ø del ducto, entre el
Manhole MH-2061 y el Poste Nº 13 con ayuda de una wincha pasacable
industrial.
- Empalme de la media puntera con la soga Nylon y la terna de cables.
- Tendido del cable, desde el Manhole MH-2061, jalando manualmente del lado
del poste Nº 13, la soga con personal apostado en piso a una distancia de 10m
del poste; se instaló estratégicamente una polea de servicio colgada en el piso,
a un metro de salida del tubo adosado al poste, para jalar el cable.
- Una vez tendido el cable, en el Manhole MH-2061, se procede a tender el
cable hasta la celda Gis, Manhole MH-2061A, por el banco ducto, siguiendo el
procedimiento similar al tendido del tramo anterior; la reserva se dejó en el
Manhole MH-2061.
- Elaboración de terminaciones IPP exteriores, lado del seccionador en poste;
trabajos que se realizaron a nivel de piso y dentro de una carpa, siguiendo las
instrucciones indicadas en el manual del fabricante, procedimientos y permisos
respectivos; este trabajo estuvo a cargo de personal certificado por IPP, para
ello se dictó un curso teórico práctico por parte del fabricante.
- Peinado de los cables en poste, utilizando cinta Bandit, para asegurarlos al
poste
- Los cables quedan listos para conexionarlo al seccionador, en el Tie In
- Se dio un acabado de sellado de la tubería, tanto en el poste como en los
Manholes, con aterramiento de tuberías.
Segundo tramo: Manhole MH-2061A – hasta la caja bornera del transformador
- Una vez tendido el cable en el primer tramo, se procede a tender el segundo
tramo, es decir desde la celda Gis en el Manhole-2061A hasta la caja bornera
del transformador.
- Para el tendido el procedimiento es similar al del primer tramo, haciendo uso
de la soga de nylon, media puntera, wincha pasa cable.
83
- Para el tendido del cable hacia el interior de la caja bornera del transformador
2.5MVA, se perforó tres huecos de 48mm, en la tapa inferior, para colocación
a posterior de los sellos Roxtec, base y sellos.
- Elaboración de terminaciones IPP, interior, para el lado de los bornes de
transformador 2.5MVA, trabajo que se realizó dentro de una carpa, siguiendo
las instrucciones indicadas en el manual del fabricante, procedimientos y
permisos respectivos; este trabajo estuvo a cargo de personal certificado por
IPP; se suministró terminaciones a compresión, caña larga con dos huecos para
pernos ½”, distanciados 42mm entre huecos, fabricados en la ciudad de lima.
B) Cables de baja tensión, fuerza y control
Los cables de fuerza y control instalados son del Tipo TECK-90, y su tendido se realizó
por bandejas ya sea interior como exterior, y por ductos de la sala hacia el transformador
2.5MVA, y el Switchgear 10kV.
Para el pase de los cables TECK hacia el interior de los equipos se instalaron conectores
TECK, de acuerdo al calibre del cable.
Para identificación de cables se les etiquetó con cintas de vinil a dos colores, tanto al
ingreso como a la salida de los equipos:
- Naranja - Blanco – Naranja, para circuitos de fuerza 480VAC
- Naranja – Verde – Naranja, para circuitos 220 VAC
- Naranja – Amarillo – Naranja, para control 125 VDC
- Naranja – Celeste – Naranja, para comunicaciones
Tageado de cables e hilos:
- Tag metálico para cables
- Tag con cintas adhesivas y Tageadora BRADY, ¾”, para hilos, en el interior
de los equipos
- Tag marcadores Legrant, para cables en interior de la sala
84
4.11. Elaboración de terminaciones en cables de media tensión
Los trabajos se efectuarán según manuales del fabricante, procedimientos aprobados; el
personal operativo encargado de los trabajos será: 01 Supervisor de campo, 02 Técnico
Electricista especialista, 01 Técnicos electricistas, 01 Ayudante electricista.
Las terminaciones Gis instaladas fueron:
Terminaciones NKT, para cable unipolar 1C#4/0AWG+SHD, 15kV, 4/0AWG, Tipo XAT,
para la Subestación Volquetes, dos ternas, entrada y salida de las celdas Gis.
4.12. Instalación de cable de cobre desnudo de 2/0 AWG y THW 70mm para sistema
de aterramiento
Verificación de trazo en terreno y corte preciso de los conductores, en las longitudes
requeridas
Tendido e instalación de cable Cu desnudo 2/0 AWG para bandejas, cable THW 70mm2,
para equipos.
4.13. Pruebas eléctricas constructivas
Las pruebas eléctricas y controles de calidad realizados en la etapa constructiva del proyecto
fueron:
4.13.1. Prueba de resistencia de aislamiento
El objetivo de esta prueba es verificar que los aislamientos de cables y equipos eléctricos
bajo prueba cumplen con la resistencia mínima soportable bajo la operación a la que
serán sometidos, así como de comprobar la no inadecuada conexión entre partes activas y
tierra para avalar un buen diseño del producto y que no exista defectos en el mismo.
El instrumento de medición es el meghometro el cual debe ser seleccionado según el
nivel de tensión requerido para la prueba, en el proyecto se utilizaron 2 equipos distintos
uno de 10 KV y otro de 1 KV.
85
La norma usada como valores mínimos aceptados fue la ANSI NETA ATS 2013 la cual
nos detalla los valores mínimos para distintas pruebas eléctricas, en caso del proyecto se
utilizaron las siguientes tablas [4]:
Figura 13: Valores mínimos de aceptación según ANSI NETA ATS 2013 para pruebas de
resistencia de aislamiento [4]
4.13.2. Pruebas VLF a cables de media tensión
VLF son las siglas para referirse a Very Low Frequency o prueba de muy baja frecuencia
que generalmente es de 0.1HZ. Este es un examen que realiza a equipos con aislamiento
en polímero (EPR - Etileno propileno- o XLPE - Polietileno Reticulado), para verificar
que el aislamiento de los cables no presentan inconvenientes como impurezas de
fabricación, humedad, poros, burbujas de aire, entre otros, ya que al aplicar el voltaje
empiezan a circular corrientes de fuga que al desplazarse transversalmente en el
86
conductor lo va perforando hasta producir la falla del mismo. De igual manera se
examinan los empalmes, acoples y terminales.
Esta prueba se debe realizar con los conductores tendidos y listos para energizar,
aplicando una señal de tensión a baja frecuencia (0.1 Hz) y con una duración de prueba
de 30 min. Según lo establecido en la norma IEEE 400.2-2013 [7], con un voltaje igual al
del conductor intervenido y no en el carrete. Una vez se instala el servicio y según la
recomendación de la norma IEEE 400.2-2013 se debe realizar un nuevo examen de
verificación a los 3 años
Figura 14: Valores mínimos de aceptación según IEEE 400.2-2013 para pruebas VLF [4]
Requisito indispensable:
Las pruebas de cable son un requisito técnico obligatorio para todos los proyectos
industriales, comerciales y residenciales, especialmente donde se tengan conectores con
aislamiento EPR o XLPE de 15 KV y 30 KV, ya que no solo garantizan la flexibilidad y
usabilidad de un cable aislado en una instalación eléctrica, sino su seguridad y eficiencia.
También se debe entregar el dictamen de la prueba y el Test Report del equipo con el que
se efectúo la misma.
87
En el caso de nuestro proyecto las pruebas se realizaron subcontratando una empresa
especializada en pruebas, los resultados fueron correctos y dentro de los valores mínimos
de la normativa vigente.
4.13.3. Prueba de continuidad a tierra
Esta prueba se realiza en todos los equipos y cables para verificar que el valor de
resistencia a tierra que se opone al flujo de corriente eléctrica en caso de una falla entre el
elemento en falla y la malla a tierra no sea mayor a 0.5 Ohm cumpliendo con los niveles
de seguridad en caso de fallas.
4.13.4. Prueba de Ajusto y apriete de pernos
En este punto se realizaba el torque de pernos con torquimetro calibrado y los valores de
torque son seleccionados, según el diámetro y tipo del perno, de la norma ANSI NETA
ATS 2013:
Figura 15: Valores mínimos de aceptación según ANSI NETA ATS 2013 para ajuste de
pernos en equipos eléctricos [4]
88
CONCLUSIONES
Se llegó a comprender que la instalación de un ducto de barras es sencillo siempre
y cuando se tenga las consideraciones adecuadas para su instalación como es
trabajar con planos y manuales del fabricante.
Se verifico que los materiales y equipos suministrados cumplan con lo requerido
en las especificaciones técnicas antes de ser instalados ya que existe un área de
control de calidad encargada de realizar inspecciones en los almacenes antes de
retirar los materiales y equipos, y pasen a ser responsabilidad del contratista.
Podemos concluir que los ductos de barra son la solución más moderna para la
distribución de energía en todo tipo de construcciones, su utilización brinda
grandes ventajas a las instalaciones eléctricas al permitir tener una mejor
flexibilidad y mayor facilidad en la instalación y reducción en mano de obra. Así
mismo se reduce el mantenimiento requerido a la instalación y la vida útil es
mucho mayor que la del cable.
Se pudo comprender que la realización de pruebas constructivas como son
resistencia de aislamiento, continuidad a tierra, ajuste de pernos, entre otras es
esencial realizarlas debido a que estas dan una confiabilidad de que las
instalaciones que se realizaron sean las correctas y cumpliendo normas y
estándares de alta rigurosidad.
El uso de ducto de barras provee una mayor seguridad al contacto involuntario de
personas a las partes activas ya que las barras se encuentran a una determinada
distancia de seguridad de su enclosure, adicionalmente este enclosure presenta un
aterramiento directo a malla a tierra.
89
RECOMENDACIONES
En el caso de nuevas tecnologías prefabricadas como en este caso se debe
previamente realizar un análisis y estudio de los manuales e información brindada
por el fabricante para una correcta instalación.
Para poder obtener un buen control y poder lograr nuestro objetivo, que es una
instalación correcta de todos los elementos del proyecto se debe detectar cualquier
anomalía que se pudiera presentar durante cualquiera de nuestros procesos antes de
alcanzar nuestro fin, por ello es importante verificar e inspeccionar todos los
elementos inicialmente conjuntamente con los manuales, especificaciones técnicas
y planos del proyecto.
Se debe considerar que el proyecto se culmine en el tiempo establecido, para lo
cual se debe verificar recursos y seguimiento al cumplimiento de los cronogramas,
y elaboración de pruebas e inspecciones para detectar defectos antes de que estos
sean un problema que requiera de tiempo y recursos, lo cual llevaría a un retraso
en el cumplimiento del proyecto y gastos adicionales para la empresa.
El planeamiento es una herramienta muy poderosa, ya que gracias a esta se puede
encontrar factores que pueden causar un retraso en la construcción del proyecto y
así tomar las medidas preventivas necesarias.
Después del montaje y conexionado de circuitos se debe realizar un piloteo y
verificación de circuitos para así poder ser plasmados en planos AS BUILT ya que
en un futuro para alguna falla o mantenimiento requerido sea fácil y rápido poder
cortar el suministro correcto, y realizar las actividades necesarias.
Es necesario verificar el correcto aterramiento de todos los equipos y frente
muertos en partes activas expuestas, ya que esto es necesario para salvaguardar
vidas.
90
BIBLIOGRAFÍA
[1] Cálculo de instalaciones eléctricas industriales. Autor Gilberto Enríquez
Harper
[2] Libro Elementos de diseño de instalaciones eléctricas industriales. Autor
Gilberto Enríquez Harper.
[3] Libro Desarrollo de redes y centros de transformación. Autor Jesús Trashorras
Montecelos
[4] STANDARD FOR ACCEPTANCE TESTING SPECIFICATIONS for
Electrical Power Equipment and Systems - ANSI/NETA ATS-2017
[5] American National Standards Institute - ANSI
[6] Comisión internacional de electrotecnia - IEC
[7] Instituto de Ingenieros eléctricos e instrumentistas - IEEE
[8] Código Nacional de Electricidad-Suministro, Perú - CNE-S
[9] Código Nacional de Electricidad-Utilización, Perú - CNE-U
[10] Estándares, alcances, especificaciones técnicas, criterios de diseño de
Sociedad Minera Cerro Verde
91
ANEXOS
ANEXO 1
TABLA COMPARATIVA DE COSTOS ENTRE DUCTO DE BARRAS Y CABLES
DUCTO DE BARRAS
ITEM DESCRIPCION UND CANT
NETA P.U. S/. TOTAL S/.
1 FABRICACION DE DUCTO DE BARRAS Und 1 33,233.60 33,233.60
1.1. Tramo 1 en L de 1015x1475 mm (Incluye accesorios y soporteria)
1.2. Tramo 2 Horizontal de 1452 mm (Incluye accesorios y soporteria)
1.3. Tramo 3 en L de 1433x1370 mm (Incluye accesorios y soporteria)
1.4. Tramo 4 Vertical 1445 mm (Incluye accesorios y soporteria)
1.5. Tramo 5 en L de 1222x1392 mm (Incluye accesorios y soporteria)
2 Instalación y conexionado de ducto de barras
2.1. Montaje y ensamblaje de ducto de barras (APROX. 8M de longitud) Incluye la instalación de todos los soportes Glb 1 3,500.00 3,500.00
3Instalación de cable de cobre desnudo de 2/0 y 4/0 AWG para el sistema de aterramiento de equipos y cerco
perimétrico
3.1. Conductor de cobre desnudo trenzado, temple blando de 2/0 awg m 12 4.30 51.60
4 PRE OPERACIONES Y PUESTA EN SERVICIO
4.1. Pruebas de pre-operación Glb 1 1,223.40 1,223.40
SUB TOTAL COSTO DIRECTO: 38,008.60
COSTO INDIRECTO
SUPERVISION 10,195.50
SEGURIDAD 6,168.88
SUB TOTAL COSTO INDIRECTO: 16,364.38
TOTAL PROYECTO : 54,372.98
Leyenda
und : unidad
glb : global
m : metro lineal
m2 : metro cuadrado
m3 : metro cúbico
kg : kilogramo
92
EN CONCLUSION: Como se muestra en ambas tablas el ducto de barras es más económico
que el sistema convencional de cable ya que presenta mayor seguridad y se instala en menor
tiempo, es reutilizable y no es afectado por roedores, por lo tanto cuenta con un mayor tiempo
de vida.
CABLES ELÉCTRICOS
ITEM DESCRIPCION UND CANT
NETA P.U. S/. TOTAL S/.
1 PROCURA DE MATERIALES
1.1 PROCURA DE CABLES
1.1.1 Cable de fuerza unipolar 15kV, 1 C# 4/0 AWG + (T), tipo XAT m 104 82.21 8,549.84
1.2 PROCURA DE BANDEJA PORTACABLE
1.2.1Bandeja portacables tipo escalerilla 600x150 fabricada de acero galvanizado en caliente (hdg), incluye tapas,
ferretería (pernos, arandelas, abrazaderas y placas de empalme) de 6 m de longitudUnd 1 559.30 559.30
1.3 PROCURA DE TUBERIA
1.3.1 Rigid Metal Conduit 4"x3m, Und 8 258.40 2,067.20
1.3.2 Curve Conduit 90º, 4", RMC Und 8 133.28 1,066.24
2 SUBESTACIÓN ELÉCTRICA TALLER DE VOLQUETES
2.1 TRABAJOS CIVILES
2.1.1 Excavación en Terreno Natural o Suelto m3 8 153.43 1,181.41
2.1.2 Excavación en Roca Ripeable o Fracturada m3 3 409.65 1,228.95
2.1.3 Relleno Estructural Compactado m3 5 156.17 780.85
2.1.4 Armado de Canastilla de Acero corrugado m3 5 75.90 379.50
2.1.5 Encofrado y desencofrado de banco de ductos m3 5 112.30 561.50
2.1.6 Vaciado de concreto m3 5 148.90 744.50
2.2 TRABAJOS ELECTROMECANICOS
2.2.1 Fabricación de soporteria
2.2.1.1 Suministro, fabricación e instalación de Soportes de Canal tipo U-strud Kg 150 25.60 3,840.00
2.2.2 Instalación de Tuberías de RGS de 1/2" @ 6" de diámetro (Rigidas y flexibles)
2.2.2.1 Instalación de tuberías Conduit RGS de 4” @ 6” de diámetro m 24 35.70 856.80
2.2.3Instalación de Bandejas de Acero en estructura y del tipo colgante o sobre terreno (instalación hasta 2.40m)
desde 300mm @ 600mm Inc. Tapas, accesorios, curvas, reducciones, etc.
2.2.3.1Bandeja portacables tipo escalerilla 600x150 fabricada de acero galvanizado en caliente (hdg), incluye curvas,
reducciones, tapas, ferretería (pernos, arandelas, abrazaderas y placas de empalme)m 4 99.54 398.16
2.2.4Instalación de cable de cobre desnudo de 2/0 y 4/0 AWG para el sistema de aterramiento de equipos y cerco
perimétrico
2.2.4.1 Conductor de cobre desnudo trenzado, temple blando de 2/0 awg m 8 4.30 34.40
2.2.5 Instalación y conexionado de Cables Eléctricos Media Tensión y Baja Tensión
2.2.5.1 Cable de fuerza unipolar 15kV, 1 C# 4/0 AWG + (T), tipo XAT m 51 43.80 2,233.80
2.2.6 Suministro e instalación de señaletica
2.2.6.1 Señaletica y nivel de tension de bandejas Glb 1 130.10 130.10
2.2.6.2 Señaletica de tuberias Glb 1 39.80 39.80
2.2.6.3 Tag y nivel de tension en cables Glb 1 75.90 75.90
2.2.7 PRE OPERACIONES Y PUESTA EN SERVICIO
2.2.7.1 Pruebas de pre-operación Glb 1 4,223.40 4,223.40
SUB TOTAL COSTO DIRECTO: 28,951.65
COSTO INDIRECTO
SUPERVISION 17,800.00
SEGURIDAD 10,964.00
SUB TOTAL COSTO INDIRECTO: 28,764.00
TOTAL PROYECTO : 57,715.65
Leyenda
und : unidad
glb : global GRAN TOTAL SIN IGV 57,715.65
m : metro lineal
m2 : metro cuadrado
m3 : metro cúbico
kg : kilogramo
93
ANEXO 2
REGISTROS DE CONTROL DE CALIDAD DE PRUEBAS A DUCTO DE BARRAS
94
95
96
97
98
99
100
101
ANEXO 3
PANEL FOTOGRAFICO
Montaje de estructuras metálicas de acceso para la Sala Eléctrica: Pasarelas con
GRATING y columnas soporte, escaleras, barandas
102
Fabricación y montaje de soportes de bandeja, tipo trapecio, con varillas roscadas y
canales UNISTRUT P1000, de tres niveles, incluye perforación de huecos en los
patines de las vigas H
Montaje de bandejas 600x150 mm, en tres niveles; con aterramiento
103
Traslado de equipos a Sala: MCC’s, AT, DP, HVAC, Gabinetes de comunicación;
tablero PLC; UPS
Montaje de equipos: MCC’s,; el piso se cubierto con plástico y Geomembrana
para protección
104
Montaje de equipos: Tablero del PLC
Montaje de tableros Transferencia Automática AT; Tablero de Distribución de
Emergencia DP; Banco de Baterías
105
Montaje de equipos de aire acondicionado para la Sala Eléctrica ER-206: 03
equipos HVAC; 01 equipo de presurización
106
Instalación de Tubería para chorreras de agua de lluvias incluida sus extensiones,
ubicadas en la fachada y parte posterior de la Sala Eléctrica de Volquetes, ER-206
Montaje de Switchgear 10 kV, ABB: Incluye traslado desde almacén Facilidades,
y sellado de aberturas entre la estructura del Switchgear y el Manhole con
Sikacril
107
Celdas Gis del Switchgear: tendido de cables fuerza, control comunicación, en
bandeja;
Sellado de la base del Switchgear con Sikacril
Montaje de Transformador 2.5MVA, Epli: Traslado desde almacén Facilidades
en camión grúa, y los izajes con Grúa de 100 Tn
108
Ensamble del Transformador: 06 Radiadores, 02 Ventiladores; llenado de aceite
Vista panorámica: Transformador 2.5 MVA, 10/0.48kV – Ducto de Barras
5000A, 480V
109
Montaje de Ducto de Barras 5000A, 480V: Tramo Nº 03 de 05, con camión grúa
110
Ensamble del Tramo Nº 01 del Ducto de Barras con el Switchgear BT, en interior
de la Sala Eléctrica; incluye empalme de barras de cobre
Ensamble del Tramo Nº 05 del Ducto de Barras con la caja de bornes del
Transformador 2.5 MVA; incluye el empalme de barras con barras flexibles de
cobre.
111
Vistas panorámicas Ducto de Barras: 05Tramos del Ducto de Barras, señal ética,
03 soportes tipo repisa, 01 soporte tipo pedestal
Tendido de Cables TECK 90 de BT, a equipos en la Sala Eléctrica, colocación de
Sellos Roxtec
112
Tendido de cables 500 kcmil, Switchgear BT
113
Tendido de cables TECK 90 en bandeja
Tendido de Cables TECK 90 en Tableros: Instrumentación y
DP
114
Prueba de aislamiento de cable (Megado)
Tendido de Cable MT, 3-1C#4/0AWG + (T), Tipo XAT, 15 kV, de Manhole
MH-2061 hacia poste Nº 13; en Mahole se hizo ochos para lanzar el cable
115
Elaboración de Terminaciones IPP exteriores, para conexionado con seccionador
en poste Nº 13
116
Terminaciones IPP Exteriores; peinado de cable 15kV, 3-1C#4/0AWG+(T) tipo
XAT, en poste Nº 13 de la Línea C2-5700, OH-100, 10 kV
Elaboración de Terminaciones IPP interior, conexionado con bornes del
Transformador 2.5 MVA
117
Elaboración de Terminaciones NKT para las celdas GIS del Switchgear 10kV, SE
Volquetes, cable 15kV, 3-1C#4/0AWG+(T) tipo XAT
118
Pruebas VLF en cables 15kV, 3-1C#4/0AWG+(T) tipo XAT, con terminaciones
IPP y NKT elaboradas – SE Volquetes
119
Tapa de Manhole MH-2061, con señalética; ubicado entre poste Nº 13 y SG 10
kV.
120
Tapa de Manhole MH-2061A, del Switchgear 10 kV, con señalética
Sala Eléctrica de Volquetes ER-206, Trabajo culminado; prueba de Iluminación
al 100%
121
Cuarto de UPSS, trabajos culminados: Gabinete de comunicaciones, Tablero
PLC, UPSS; prueba de iluminación al 100%
122
Sala Eléctrica ER-206, SE Volquetes, vista exterior, trabajos culminados, Bandejas,
Sistema aire acondicionado, iluminación, extintores, tubos chorreras de agua pluvial,
pasarelas, escaleras, barandas
Tendido de cables en bandejas, debajo de la Sala Eléctrica
123
ANEXO 4
PLANOS DEL PROYECTO EN A3
sociedad mineracerro verde s.a.a.
Cerro Verde
PROYECTOSINGENIERÍA Y
CONSTRUCCIÓN G P
I C
GERENCIA DE
sociedad mineracerro verde s.a.a.
Cerro Verde
PROYECTOSINGENIERÍA Y
CONSTRUCCIÓN G P
I C
GERENCIA DE
r
s
t
V.R.
H.H. V.S.
CEDA
SPE
VPBar
VALVOLA D
I SICUREZZ
A
SAFETY
VALVE
SOUPAPE D
E SECURITE
Matr.:
S.N.:
R.B.
P.T.
R
S
T
n
r
s
t
VS
2 2
3 3 3
4 4 4
5
2 2
3 3 3
4 4 4
5
3 3
4 4 4
3
5
33
33
3
22
2
33
3
4
22
22
22
22
3
22
22
22
22
3
22
22
22
22
3
2 2 2
3 3 3
4
2 2 2
3 3 3
4
22
2
22
2
22
2
4
2 2
3
22
2
22
2
22
2
4
2 2
3 3 3
3 3 3
5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
6
3
222
222
444444444444
5
22
22
22
4
22
22
4
22
3
33
3
33
3
33
4
2
22
2
22
2
22
3
2
22
2
22
2
22
3
22
22
3
33
44
4
5
22
22
2
22
2
22
4
4
44
4
4
44
4
4
44
5
22
22
22
4
2
333
333
333
2
4
22
22
22
4
22
22
4
2
3
33
3
33
3
33
2
4
2
22
2
22
2
22
3
22
3
33
3
33
3
33
4
22
22
3
22
3
33
55
5
6
2
22
44
4
5
22
3
33
3
33
3
33
4
22
3
33
55
5
6
3 3 3
3 3 3
3 3 3
4
2 2
2 2
2 2
2 2
3
2 2
2 2
2 2
2 2
3
2 2
2 2
2 2
2 2
3
2 2
2 2
2 2
3
2 2
2 2
2 2
3
2 2
2 2
2 2
3
2 2
2 2
2 2
5
2 2
2 2
3 3 3
4 4 4
5
2 2
2 2
3 3 3
4 4 4
5
2
2
2
2
2
2
33
3
44
4
5
2
2
2
2
33
3
44
4
5
2
2
2
2
33
3
44
4
5
2
2
2
2
33
44
5
2
2
2
2
2
2
3
22
3
33
55
5
6
22
22
22
22
4
22
22
3
33
3
33
3
33
4
33
3
33
3
33
3
4
sociedad mineracerro verde s.a.a.
Cerro Verde
PROYECTOSGERENCIA DE
INGENIERÍA YCONSTRUCCIÓN G P
I C
X
X