Ingeniera de DetallesNuevo Nivel Mina

El Teniente

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Ingeniera de DetallesNuevo Nivel Mina

El Teniente

MEMORIA DE CLCULODIMENSIONAMIENTO BANCO Y CARGADOR DE BATERIAS S/E CONFLUENCIA

N ClienteT11M408-I1-SKM-06551-MDCEL02-6500-001

N SKMYX00052-06551-EEE-CA-E2-0001

Revisin0

N Contrato4501176134

Contenido41.OBJETIVO.

2.ANTECEDENTES.43.METODOLOGA DE TRABAJO.43.1General43.2Datos de los Switchgear53.2.1Switchgear de 110 kV53.2.2Switchgear de 33 kV53.3Hiptesis de Trabajo63.3.1Ciclo de carga63.3.2Cargas Unitarias63.3.3Cargas Permanentes73.3.4Carga eventuales en condiciones de falla.83.3.5Cargas por reposicin del servicio84.CLCULO DE LAS BATERAS.105.CLCULO DEL CARGADOR DE BATERAS.136.RESULTADOS.14

Historial y Estado del Documento.Rev.ElaboraRevisaAproba Fecha Aprob.Gte.de ProyectoSKMGte. De Ingeniera CODELCOGte.de Proyecto CODELCOTipo de Revisin

BRPVMNGESG/IQME. ArzolaE. CrdovaJ. RevueltaPARA REVISIN Y COMENTARIOS

CRPVMNGESG/IQM01.02.12E. ArzolaE. CrdovaJ. RevueltaPARA REVISIN Y COMENTARIOS

0RPVMNGESG/IQME. ArzolaL. ChamyJ. RevueltaPARA DISEO

La firma de Codelco en ningn caso, libera la responsabilidad del consultor, de la calidad del diseo encomendado.

Distribucin de copiasRevisinDT NCantidadFechaEmitido para

B1J. Revuelta

C1J. Revuelta

01J. Revuelta

Impreso:11 de abril de 2012

Guardado:24 de febrero de 2012

Nombre del archivo:YX00052-06551-EEE-CA-E2-0001

Autor:RAL PALACIOS.

Gerente de Proyecto:EUGENIO ARZOLA A .

Nombre de Registro:\\cl-scl-apb02\am\vault,d-yx00042\200 ingeniera\nnm fase i\eee- electricidad\documentos\06500 - suministro elctrico\06550 - subestaciones\06551 - se confluencia\memoria de clculo\yx00052-06551-eee-ca-e2-0001.doc

Nombre del Proyecto:Ingeniera de Detalles Nuevo Nivel Mina El Teniente

Nombre del documento:MEMORIA DE CLCULO DIMENSIONAMIENTO BANCO Y CARGADOR DE BATERIAS S/E CONFLUENCIA

Versin de documento:0

Nmero del Proyecto:YX00052

1. OBJETIVO.

Este documento tiene por objeto dimensionar la capacidad de un banco de bateras y su correspondiente cargador, destinados a alimentar las cargas elctricas de corriente continua asociadas a la Sala Elctrica de la S/E Confluencia (06551-SEL-001). Esta sala elctrica es parte del Proyecto Ingeniera Detalles, Nuevo Nivel Mina, (Divisin El Teniente), de la Vicepresidencia de Proyectos (VP) de Codelco Chile.

2. ANTECEDENTES.Para el desarrollo de este documento, se consideraron los siguientes antecedentes:

* Documentos

Estndar IEEE Std 485-1997 IEEE Recommended Practice for Sizing Lead-acid Batteries for Stationary Applications.Estndar IEEE Std. 946-1992 Recommended Practice for the Desing of DC Auxiliary Power Systems for Generating Stations.

Adenda N 1 al Criterio de Diseo Corporativo - Electricidad . DCC2008-VCP.GI-CRTEL02-0000-001-0, N T11M408-I1-SKM-00000-CRTEL02-0000-001.*Planos

Diagrama Unilineal SWG-MT. N T11M408-I1-SKM-06551-202EL02-6520-001.3. METODOLOGA DE TRABAJO.

3.1 GeneralLa metodologa que se utiliz para dimensionar el banco de bateras es la recomendada por la IEEE en su estndar Std, IEEE 485-1997. La metodologa considera que los servicios de corriente continua, que se alimentarn mediante el banco de bateras, se har sin contar con la disponibilidad del cargador de bateras. El banco de bateras se dimensionar con capacidad de respaldo para un ciclo de trabajo de ocho (8) horas de operacin continua y con una prdida de tensin mxima de 10%.

La sala elctrica de la S/E Confluencia aloja dos switchgears, de 110 kV y 33 kV, los que determinan el tamao del banco de bateras que tendr la subestacin. La peor condicin de operacin del banco de bateras se da en presencia de una falla, que obliga a abrir simultneamente todos los interruptores de uno de los switchgears, para a continuacin seguir alimentando en forma permanente las cargas de los circuitos de control y protecciones de los dos switchgear, teniendo la indisponibilidad del cargador de bateras. Una vez despejada la falla se cierran los interruptores del switchgear que esta fuera de servicio en forma secuencial. Se supone que esto ltimo ocurre al final del ciclo de trabajo de 8 horas.

3.2 Datos de los Switchgear3.2.1 Switchgear de 110 kV

Tipo GIS en SF6 doble barra.

Nmero de interruptores: 8

Carga en la apertura: 4 A

Carga en el cierre: 4 A

3.2.2 Switchgear de 33 kV

Tipo GIS en SF6 doble barra.

Nmero de interruptores: 16Carga en la apertura: 1.2 A

Carga en el cierre: 5.3 A

Nota: 1.- La carga que toma el interruptor al cierre incluye la corriente que drena el motor de carga del resorte.3.3 Hiptesis de Trabajo3.3.1 Ciclo de cargaPara determinar el tamao del banco de bateras, se consider que el Switchgear de 33 kV fija la capacidad del banco debido al nmero de interruptores que tiene (16). Adems se definio el siguiente ciclo de trabajo:

Operacin inicial de las protecciones elctricas del Switchgear de 33 kV, provocando la apertura simultnea de la totalidad de los interruptores (16). Se considero la operacin del Switchgear de 33 kV debido a que tiene la mayor cantidad de interruptores. Las protecciones elctricas y circuitos de control (luces indicadoras, rels, instrumentos) de los interruptores de los Switchgear de 110 kV y 33 kV permanecen energizados durante todo el ciclo de trabajo del banco de bateras. A ello se le suman otras cargas como ser: alarmas, luces de emergencia, etc.

Operacin secuencial de cierre al final del ciclo de todos los interruptores. Se considera que los 16 interruptores del switchgear de 33 kV de cierran en la ltima media hora.3.3.2 Cargas UnitariasInterruptores de 33 kV

- Apertura

1.20 A

- Cierre

5.30 A

Equipo de Medida

0.16 A

Rel de Enclavamiento (86)

- Operacin

0.16 A

- Permanente

0.08 A

Rels de Protecciones (110 kV y 33 kV)0.32 A

Luces Indicadoras (juego)

0.05 A

RTU

2.50 A3.3.3 Cargas PermanentesConsiderando que el switchgear de 33kV tiene 16 interruptores y el de 110 kV tiene 8 interruptores, la carga permanente que tienen los circuitos de control, medida y protecciones en Amperes (A) estar compuesta de:

- 2 lmparas indicadoras por celda, con una carga de 0.05 A c/u: (8x2x0.05+16x2x0.05 = 2.40 A).

- Componentes para seales de alarmas, alumbrado emergencia, bocina: 5A.- 22 Rels de proteccin digital en SWG. 110 kV (Proteccin Principal + Proteccin de Respaldo + Controlador de pao), que consumen 0.32 A cada uno:

(22x0.32 = 7.04 A).

- 15 Rels de proteccin digital en SWG. 33 kV, que consumen 0.32 A cada uno:

(15x0.32 = 4.80 A).

- 19 equipos de medida digital que consumen 0.16 cada uno:

(19x0.16 = 3.04 A).- 2 RTU que consumen 2.5 A cada una:

(2x2.5 = 5.00 A)

15 rels de bloqueo (86), los cuales consumen 0.08 A cada uno.

(15x0.08 = 1.20 A).

La tabla 1A, resume los consumos permanentes del switchgears de 110kV y 33 kV juntos.

Tabla 1A Consumos Permanentes SWG-110 kV y SWG- 33 kV

ItemDescripcin de la cargaConsumo (A)

1Lmparas indicadoras2.40

2Seales de alarma, bocinas, etc5.00

322 rels de proteccin SWG. 110 kV7.04

415 rels de proteccin SWG. 33 kV4.80

515 rels 86 1.20

619 equipos de medida 20W c/u3.04

72 RTU5.00

Total Consumo Permanente28.48 (A)

3.3.4 Carga eventuales en condiciones de falla.

Las condiciones de operacin de los interruptores son las siguientes:1.- Se considera que en el minuto inicial se produce una operacin de trip, simultanea de todos los interruptores (16) del switchgear de 33 kV. La corriente de trip para cada interruptor es 1.2 Amp a 125 V, lo que da un consumo de 19.2 A.

2.- Adicionalmente, hay 15 rels de bloqueo (86) que operan, absorbiendo 0.16 Amps cada uno, a 125 V. En estas condiciones, la corriente adicional que toma el banco de bateras es 2.4 A.3.3.5 Cargas por reposicin del servicio

Se considera que al final del ciclo de trabajo los interruptores del switchgear de 33 kV se cierran en forma secuencial. Como los resortes de los interruptores se cargan durante el cierre de ellos, cada interruptor toma 5.30 A durante el cierre. Con fines estimativos se considerar que durante los ltimos 30 minutos los interruptores en su conjunto drenarn permanentemente 5.30 A.La tabla 1B resume los perodos de tiempo en que actan los consumos del switchgear de 110 kV y 33 kV:Tabla 1B Tiempo de Operacin SWG- 110kV y SWG- 33 kV

ItemDescripcin de la cargaConsumo (A)

L1Carga continua permanente de tabla 1 A (desde 1 minuto a 480 minutos) 28.48

L2Minuto Inicial (trip interruptores + rel de bloqueo 86)21.6

L3Final del ciclo (desde minuto 450 a minuto 480)5.30

Considerando la carga en los ciclos L1, L2 y L3 se tiene un consumo referencial, como se indica en la siguiente tabla:

4. CLCULO DE LAS BATERAS.

De acuerdo a los resultados del proceso de clculo mostrado en la tabla siguiente, el banco de bateras ser de 600 Ah (Sonnenschein dryfit A600OPzV).

5. CLCULO DEL CARGADOR DE BATERAS.

Para dimensionar el cargador de bateras se ha considerado las recomendaciones de los fabricantes de bateras y de la norma IEEE Std 946.

En la tabla siguiente se muestran los derrateos por altura y temperatura que se deben realizar dentro del calculo del cargador:TABLA DE DERRATEO

ALTITUDTEMPERATURA

AlturaFactor K2Grados CelciusFactor K1

3300ft = 1005m1.0040C1.00

5000ft =1524m0.9450C0.83

10000ft = 3048m0.8260C0.64

Utilizaremos la siguiente formula recomendada por los fabricantes:A= [(AH*E/T) + L] * (1/K1) *(1/K2)

Donde: A

Amperes de capacidad del cargador.AH

Amperes-horas de las bateras. T

Nmero de horas del ciclo de carga.

L

Carga continua de la batera.

Adems:E (Factor de eficiencia de la recarga): para bateras de plomo cido se considera 1.10, para bateras de nikel-cadmio se considera 1.40.

K1(Factor de derrateo por temperatura): se considera un K1 para una operacin a 40C.

K2(Factor de derrateo por altura): segn lo indicado en tabla anterior.

Para nuestro caso se tiene : A= [(600*1.1/8) + 28.50] * (1/0.88)* 1 = 126.1 A.

La metodologa de clculo, recomienda un cargador con un tamao mnimo de 120 A, lo cual es consistente con lo calculado.

6. RESULTADOS.

Como se puede apreciar de los resultados obtenidos, la capacidad mnima recomendable de los Bancos de Bateras requerido para alimentar los consumos de corriente continua de la S/E Confluencia es de 600 Amp-hora a 125 VCC.

Para el cargador de bateras se recomienda un cargador de 120 A, para cargar el banco a su capacidad nominal.

Attribute VB_Name = "Clase1"Attribute VB_Base = "0{FCFB3D2A-A0FA-1068-A738-08002B3371B5}"Attribute VB_GlobalNameSpace = FalseAttribute VB_Creatable = FalseAttribute VB_PredeclaredId = FalseAttribute VB_Exposed = FalseAttribute VB_TemplateDerived = FalseAttribute VB_Customizable = FalsePublic WithEvents appWord As Word.ApplicationAttribute appWord.VB_VarHelpID = -1Private Sub appWord_DocumentBeforeSave(ByVal Doc As Document, SaveAsUI As Boolean, Cancel As Boolean)' actualiza los campos'GoTo fin On Error Resume Next Dim ns As New AMNameSpace Dim MerDoc As AMDocument Set MerDoc = ns.DocumentFromPath(Doc.FullName) If Not MerDoc Is Nothing Then Dim docid As String docid = MerDoc.ID Dim dr As AMDocumentRepository Set dr = MerDoc.Repository.Clone Set MerDoc = Nothing Dim campos() As Variant Dim valores() As Variant Dim variable As String Dim campo As Field For Each campo In Doc.Fields If Left(Trim(campo.Code), 11) = "DOCVARIABLE" Then p1 = InStr(2, campo.Code, " ") + 1 p2 = InStr(p1 + 3, campo.Code, " ") variable = Trim(Mid(campo.Code, p1, p2 - p1)) tot = tot + 1 ReDim Preserve campos(1 To tot) campos(tot) = variable ReDim Preserve valores(1 To tot) valores(tot) = campo.Result End If Next If tot > 0 Then actualiza Doc, campos, dr.Clone, docid, valores End If dr.CloseRepository End If'MsgBox "Voy a guardar!!"fin:End Sub

Private Sub actualiza(Docword As Document, campos() As Variant, dr As AMDocumentRepository, docid As String, valores() As Variant)On Error Resume Next Dim ns As New AMNameSpace Dim Doc As AMDocument Set Doc = dr.GetFSObject(docid) If Doc Is Nothing Then Else Dim ps As AMPropertySet Set ps = dr.Environment.PropertySets("Custom") Dim pd As AMPropertyDef Dim props As AMPropertyCollection Set props = Doc.LoadProperties("Custom") For i = 1 To UBound(campos) props.Get(campos(i)).Value = valores(i) Next Doc.SaveProperties props Set ps = Nothing Set pd = Nothing Set ps = Nothing Set Doc = Nothing Set props = Nothing dr.CloseRepository 'ThisDocument.Fields.Update End IfEnd Sub

Attribute VB_Name = "Mdulo1"Public Sub Insertar_campo()Load UserForm1UserForm1.ListBox1.ClearFor Each avar In ThisDocument.variables UserForm1.ListBox1.AddItem avar.Name & "( " & avar.Value & " )"NextUserForm1.ShowEnd SubPrivate Sub AA()ThisDocument.variables.Add Name:="NombreDocumento", Value:=" "

End Sub

Attribute VB_Name = "ThisDocument"Attribute VB_Base = "1Normal.ThisDocument"Attribute VB_GlobalNameSpace = FalseAttribute VB_Creatable = FalseAttribute VB_PredeclaredId = TrueAttribute VB_Exposed = TrueAttribute VB_TemplateDerived = TrueAttribute VB_Customizable = TrueDim X As New Clase1Private Sub Register_Event_Handler() Set X.appWord = Word.ApplicationEnd Sub

Private Sub Document_Open()Register_Event_HandlerOn Error Resume NextIf ThisDocument.ReadOnly ThenElse Dim ns As New AMNameSpace Dim Doc As AMDocument Set Doc = ns.DocumentFromPath(ThisDocument.FullName) If Doc Is Nothing Then Else Dim docid As String docid = Doc.ID

Dim dr As AMDocumentRepository Set dr = Doc.Repository.Clone Set Doc = Nothing Set Doc = dr.GetFSObject(docid) Dim ps As AMPropertySet Set ps = Doc.Repository.Environment.PropertySets("Custom") Dim pd As AMPropertyDef Dim props As AMPropertyCollection Set props = Doc.LoadProperties("Custom") Dim indice As Integer For Each pd In ps indice = 0 For Each avar In ThisDocument.variables If avar.Name = pd.Name Then indice = avar.Index Exit For End If Next valor = IIf(IsNull(props.Get(pd.Name).Value), "Valor sin asignar", Trim(props.Get(pd.Name).Value)) If pd.Name = "TipoDocumento" And valor "Valor sin asignar" Then valor = Right(valor, Len(valor) - 4) End If If indice = 0 Then ThisDocument.variables.Add Name:=pd.Name, Value:=valor Else ThisDocument.variables(indice).Value = valor End If Next For Each avar In ThisDocument.variables If avar.Name = "CodigoDoc" Then indice = avar.Index Exit For End If Next If indice = 0 Then ThisDocument.variables.Add Name:="CodigoDoc", Value:=Left(Doc.DisplayName, Len(Doc.DisplayName) - 4) Else ThisDocument.variables(indice).Value = Left(Doc.DisplayName, Len(Doc.DisplayName) - 4) End If Dim docver As IAMVersionable Set docver = Doc For Each avar In ThisDocument.variables If avar.Name = "VersionDoc" Then indice = avar.Index Exit For End If Next If indice = 0 Then ThisDocument.variables.Add Name:="VersionDoc", Value:=docver.VersionNr Else ThisDocument.variables(indice).Value = docver.VersionNr End If Set docver = Nothing Set ps = Nothing Set pd = Nothing Set ps = Nothing Set Doc = Nothing Set props = Nothing dr.CloseRepository Set ns = Nothing ThisDocument.Fields.Update End IfEnd If End Sub