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rT OMSEiNÍO EÍLEO&IIOQ» D»E1 FOTTOISO
CEINITiSO CII¥I1CO Y COME1C1IAL HDE QOIITO
TESIS PREVIA A LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE INGENIERO
EN LA ESPECIÁLIZACÍON DE ELÉCTRICA EN LA ESCUELA
POLITÉCNICA NACIONAL
GALO GAMBOA MOANE
QUITO, MARZO DE 1980
CERTIFICO QUE EL PRESENTE TRABAJO FUE ELABORADO POR
EL SR. GALO GAMBOA MOANE, BAJO MI DIRECCIÓN.
IMG. JULIO JURADO M.
E B J U C A T i O l l l A
A P1NSTA Y MOISÉS
A MARÍA
A DIEGO Y PABLO
A <G A a)) E C II I! E INI ¥
Agradezco a los Ingenieros JULIO JURADO MARTÍNEZ, FABIÁN
TORRES MOANE y JOSÉ DOMÍNGUEZ LARGO, quienes con su
ayuda han hecho posible la consecución de este trabajo. Así" mis
mo hago extensivo rni agradecimiento a mis compañeros de labores
especialmente a los Ingenieros Frankl in Valdivieso, Roberro Aguírre,
Manuel Rueda,. Patricio Paz y Luis Tapia, a la Srta. Gloria Borja
y Sr. Míl ton Lar reta por su colaboración.
BOA MOANE
ii o
Se desarrolla el calculo de la regulación de tensión, calculo de las
corrientes de cortocircuito simétricas y asimétricas/ esrudio y caícuio
de la coordinación de la protección, diseño y dimensionamlenro de
la red de alta tensión para e! Centro Cfvico y Comercial de Quito.
ilüNI 5JIICE
CONTÉ Ni DO PAGINA N(
CAPITULO 1
GENERALIDADES
1.1. Ubicación def Proyecto 1
1 .2. Esquema Eléctrico Genera! 1
1 .3, Análisis Comparativo de la configuración
de la red
1 .3.1 . Tipos de Red 4
1.3.1 .1, Red Radial • 4-
1.3.1.2. Red en anille 4
1 .3.1 .3. Red rnallada 5
1 r3.2. Conclusiones _-6
1 ,4c Alcance del estudio 7
CAPITULO i j
CRITERIOS DE DISEÑO
2.1 e Análisis comparativo de los materiales
2.1 ,1 . Características generales de los cables 8
2.1 ,2. Aislamiento con cloruro de poiivínilo 8
2.1 .3, Aislamiento con papel impregnado 9
2.1 .4, Aislamiento con poíietileno reticulado 10
2.1 05. Resumen de las caracterTsticas eléctricas,
físicas y químicas - conclusiones 11
CONTENIDO . PAGINA NI*
2.2. Calculo y proyección de ic demanda
2.2,1 . Características del secfor 12
2.2.2. Cálculo de la Carga ¡nsfaiada 13
2.2.3. Calculo de ía demanda 15
2.2.4. Proyección de la demanda 17
2.3. Cálculo de la regulación de rensión
2.3.1. Definición e importancia ] 9
2.3.2. Método de cálculo • 21
2.3,2.1 , Cálculo de la regulación de rensión 25
2.3.2.1 .1 . Sin variar los raps en el transformador de
la subestación 34
2.3*2.1 ;2. Variando los taps en eí transformador de
la subestación 42
2.3.2.2. Selección del calibré 50
2.3.2.3. Resumen de cables seleccionados 59
2.3-2,4» Análisis Económico 60
2.4. Protección y confiabiiidad de! sistema
2.4.1 . Objetivo de la Protección 67
2.4.2. Causas de las Fallas . 67
2.4.3. Corrientes de cortocircuito 68
2.4.3.1 . Cálculo de la írnpedancia de secuencia cero 71
2.4.3,1 .1 . Tablas a utilizarse • 71
2.4/3.1 ,2. Cables tripolares 74
CONTENIDO PAG!NA N°
2.4,3,1 .3. Cables unipolares 76
2.4.3.1 .4. Grupo de cables unipolares 78
2.4.3.2, Calculo de la corriente simétrica de cor-
tocircuito 80
2.4.3.3. Calculo de ia corriente asimétrica de
cortocircui to 90
2.4.4. Confiabilidad ' 104
2.4.5, Protección y coordinación . 108
2.4.5.1 . Protección del sistema ' 108
2.4.5*2. Coordinación de la Protección 110
2.4.5.2,1 . Coordinación entre fusibles 111
2.4.5.2.2. Coordinación fusíble-reié lió.
2.4.5.2.3. Coordinación entre teles 118
2.4.5.2.4. Procedimiento • ' 118
2.4.5.2.5. Coordinación con el Limite térmico de
los cables • 136
CAPÍTULO ill
DISEÑO
3.1 . Red de alta tensión
3.1 .1 , Comentarios 143
3.1.2. Diagrama unifHar y simbologfa (Piano N°l) 173
3.1 .3. Piano de la red de alta tensión (Plano N°2) 174
CONTENIDO . PAGINA N°
3.2. Cámaras de secclonarniento y transformación
3.2.1. Comentarios . 145
3.2.2. Planos de las cámaras de seccionamienro
y transformación (Planos Nos. 3 y 4) 175
3.3. Red de alumbrado público
3*3.1. Generalidades 147
3.3.2. Calculo ' ' . 154
3.3.3. Planos de la red de alumbrado público
- (Plano N°5) - 177
3.4. Lisra de especificaciones de materiales
3.4.1; Lisfa de materiales - ' 157
3.4.2. Especificaciones de mareriales 165
CAPITULO IV
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 178
BIBLIOGRAFÍA 182
CAÍFÜTOÍLO !!
GENERALIDADES '
1.1. UBICACIÓN DEL PROYECTO
Considerando la zoníFicación de Sas subestaciones previstas por la Empresa.
Eléctrica "Quito" S.A., para servicio de' la ciudad capital/ se establece que
la subestación denominada Norte, sera la encargada de proveer de energía
eléctrica al Centro Cívico y Comercial, ya que dicho sector se encuenrra
dentro de su área de servicio.
•De acuerdo a la misma previsión/ en !o que respecta a alimentadores prima-
rios, para e! Centro Cívico y Comercia! se han asignado dos alimeniadores.
Físicamente esta zona esta delimitada asf: por el norte: las calles José Arf-
zaga/ Vicente Cárdenas'/ un tramo de la Avenida Gaspar de Villarroel; por
el sur: la Avenida Átahualpa y parte de la calle Japón; por el este: un tra-
mo de ía misma calle y finalmente por el oeste/ la Avenida 10 de Agosto.
1 .2. ESQUEMA ELÉCTRICO GENERAL
De acuerdo a la zoníficacíón de subestaciones y de primarios de la EEQ5A/
y como ya se mencionó/ esta zona sera servida por dos alimentadores prírna
rios/ dando origen a dos sectores diferentes que en esre estudio se denominan
A y B/ en donde cada uno de ellos y en condiciones norma íes/ sera servido
por un aÜmentador principa!/ e! cual/ partiendo de ¡a subestación llegara a
una cámara de seccionamienro ( REF: 28 ), desde la que se derivaran dos
-2-
subalimentadores para e! sector A, ¡os mismos que mantendrán ía sección del
cable constante hasta su final/ en otra cámara de seccionamíento y ademas
de interconexión corno se verá más adelante.
E! caso del alimentador del sector B es similar/ existiendo solamente una !i
gera variación en el número de subalimentadores, que para esta zona será
de cuatro en vez de dos. "
En la figura N°l se puede apreciar en términos generales un esquema del dí
seño que se desarrollará en e! presente trabajo.
-3-
A.i
FIGURA N°l
DIAGRAMA ELÉCTRICO GENER/XL
-4-
1.3. ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA CONFIGURACIÓN DE LA RED
Urí análisis de esta naturaleza, involucra inhTnsicamenre dos aspectos que son
fundamentales para seleccionar uno u ofro Kpo de red. El primero de estos
se refiere a las condiciones técnicas de! servicio y él segundo, al aspecto
económico de! mismo. En los siguientes puntos se tratara de los diferentes •
tipos de red en alta tensión.
1.3.1 . TIPOS DE RED
1.3.1.1. Red Radial
Se caracteriza fundamentalmente porque la alimentación a la mis
ma, se efectúa desde un solo punto/ por !o cua!, la corriente de
circulación siempre tiene el mismo sentido; su desventaja radica
en que la compensación de la carga no es óptima y en e! caso
de variaciones bruscas de la misma, la estabilización de ta tensión
no presenta las mejores condiciones.
Es adecuado anotar que aún así", su utilización es !a mas genera-
lizada por la sencillez y facilidad de su operación y rnantenimien
to; además su costo es económico, (REF:2 )
1 .3.1 ,2* Red en anillo
Los conductores de ciertos tramos de la red se encuentran ¡nterco-
nectados en los nodos que esta presenta, incluso al alimentarse
por un solo lugar, Realmente no se puede decir que este tipo de
—5-
red í'enga desventajas, mas bien/ se diría que sus condiciones de
sep/ício son mejores, que las que ofrece la red radial, ya que la
compensación de la carga y ia estabilización de ia rensión son me
¡ores. (REF 2 )
Económicamente hablando, el costo de este Hpo de red se mere
menta modera clamen fe respecto a la anterior.
1 ,3.1 .3. Red maliada
La caracferisfica de este tipo de red,, radica en que la alimenta
cíón se efectúa desde varios puntos, los cuales pueden pertene-
cer generalmente a la mioma subestación o a diferentes, aun -
cuando se presenten corrientes de compensación.
Este tipo de red es la que tiene mas ventajas, ya que la esta-
bilidad de la tensión y la compensación de la carga son las me-
jores (REF: 2 . )
En primera instancia, el hecho de que la red se encuentre malla
da, determina que la ímoedancia equivalente, de acuerdo al te£
rema de Thevenin. sea menor respecto a una red radial, lo cual
redunda en una mayor potencia de cortocircuito, que a su vez
determina la necesidad de impiementarla con aparatos de protec-
ción, mas robustos y consecuentemente más costosos. (REF 2 )
La operación de este tipo de red es difíciL ya que una falla en
cualquier punto, origina una sobrecarga en ios oíros lugares, pro
-6-
cluciéndose disparos consecutivos de !os restantes equipos de pro-
tección.
Corno consecuencia de !a estabilización de !a tensión,- teórica-
mente ss estima que cualquier punto de ia red, tiene aproxima-
damente el mismo potencia! respecto a la alimentación, lo cual
necesariamente implica que ios cables que constituyen la red ma-
llada mantengan la misma sección, (REF: 2 ) caso que no su-
cede obligatoriamente en una red radia!.
Obviamente, este punto tampoco, beneficia económicamente, eí
escogítarniento de una red msilada.
1.3.2. CONCLUSIONES
A pesar de que las condiciones técnicas garantizan un buen servicio
eléctrico, utilizando ia red mallada, eí aspecto económico de la mis
ma se convierte en su contrapeso fundamental, optándose por esta ra-
zón en efectuar el diseño con redes radiales, que en su otro extremo
tendrán una cámara de operación y seccionam? enro, y eventualmente
también de transferencia. De esta manera, la capacidad de reserva,,
mejora en este tipo de red. (REF:2 )
La instalación de maniobra mencionada permite que la red radial fun-
cione, así mismo en forma eventual, como una red de anillo abierto.
Finalmente, como se vera en el capítulo correspondiente, a esta red
radia! se le ha dotado de un aito índice de confíabilidad, sin que
su-costo sea exorbitante.
1.4. .ALCANCE DEL ESTUDIO
El objetivo básico y Final de este trabajo/- constituye el de elaborar un sis-
tema de distribución eléctrico, en ei cual, considerando la importancia de
!a zona y su desarrollo a través de los usuarios, que se asentarán en ella/
goce de un servicio altamente confiable, seguro, sencillo y práctico, de ma-
nera de solucionar cualquier tipo de anormalidad con rapidez.
Concretamente ei alcance cíe! trabajo es e! siguiente:
Diseño y cálculo de la red de alta tensión subterránea.
Diseño de las cámaras de seccionamienfo, interconexión y transforma-
ción.
Diseño y cálculo del alumbrado publico.
Lista y especificaciones de materiales.
Es necesario indicar que conforme a las características de la zona, ta! corno
su alta densidad de carga y su elevada demanda, el diseñar una red Hpo de
baja tensión subterránea seria insuficiente, y en e! caso de hacerlo, excesi-
vamente costosa, lo cual elimina completamente esto posibilidad*
CAiPiíTOlLO lili
GRITERÍOS DE DISEÑO
2.1. ANÁLISIS COMPARATIVO DE LOS MATERIALES
2.1.1. CARACTERÍSTICAS 'GENERALES DE LOS CABLES
Los conductores generalmente están. consHíuidos por hilos de cobre/
que adoptan la forma de un cordón flexible. Oirás veces/ están con
formados por un solo conductor. (REF: 15 )
Los cables deben cumplir con determinadas características/ que les
permitan soportar las solicitaciones eléctricas y mecánicas/ sin menos-
cabo de su flexibilidad y consecuentemente de su facilidad de monta
je. Con este objeto, se le recubre ai conductor con materiales ais-
lantes, cuya función es la de soportar las soliciraciones eléctricas y
a veces mecánicas. Sobre éste, se coloca ademas, en algunos ca-
sos, una cinta de hierro envuelta helicoídalmente, coma protección
mecánica. (REF:11 )
Este subcapftulo básicamente tratará sobre el aislamiento de los ca -
bles, concretamente sobre e! aislamiento con cloruro de poíivinilo/ -
aislamiento con pcjpel impregnado en aceite/ y con poüetileno reficu
lado.
2.1.2. AISLAMIENTO CON CLORURO DE POLIViNILO
Este material es un polfmero obtenido de! cloruro de vi ni lo, mediante
la emulsión o suspensión del mismo* A través del método de la sus-
pensíón, se logra mejores cualidades eléctricas de! aislamiento, debi-
do a que se obKene mayor pureza de los maferlales.
Con la finalidad de obtener el cloruro de polivinilo, duro/ o blando
y dúctil a la temperatura ambiente, se le-trata con estabilizadores,
masa de relleno o reblandecedores, en donde la clase y cantidad de
estos, al igua! que ¡as variaciones de temperatura, afectan considera-
blemente las cualidades eléctricas y mecánicas de! PVC.
Este aislamiento cumple su finalidad adecuadamente, a temperaturas
comprendidas entre O y 8Q°C, volviéndose quebradizo, a temperaturas
inferiores a 0°C y ablandándose sobre los 80 °C,
En gane ral poseen buena resistencia a los agentes químicos y disolven
tes (REF: 15)
2.1.3. AISLAMIENTO CON PAPEL IMPREGNADO
Debido al buen comportamiento eléctrico y a las buenas característi-
cas mecánicas, el aislamiento con papel ha adquirido cierta importan
cía, aunque su higroscopicidad requiere de tratamientos cuidadosos*
Las propiedades dieléctricas dependen básicamente de! porcentaje de
humedad y del volumen de poros e impurezas*
Las propiedades mecánicas, ademas de depender de los mismos Facto-
res, también están en función de la estructura fibrosa del papel.
E! envejecimiento del papel es muy complejo, se vuelve quebradizo
-10-
o también sufre una fuerte pérdida del grado de polimerización a
causa del secado. La temperatura, las sales de los metales, los áci-
dos y los halógenos reducen considerablemente su vida.
Para utilizarlo en cables, al papel se lo impregna con aceífe fluí'do
similar al de los transformadores, o bien, con aceite espeso consis-
tente "de una mezcla de aceite mineral y colofonia (REF: 15 )„
2.1 .4, AISLAMIENTO CON POLÍETILENO RETICULADO
El poliefileno se lo obtiene a partir del gas etüeno, e! cual, bajo
ciertas circunstancias de temperatura y presión se polimeriza7 obte-
niéndose translúcido y termoplastico. A la temperatura ordinaria se
cristaliza un 60% de su masa y e! resto permanece amorfo. Soporta
temperaturas permanentes de trabajo, que oscilen entre -50°C y -r 80DC
El polietiieno reticuíado, es el resultado de la eliminación de su con
dición de rermopíástico, mejorando de esta manera su temperatura de
trabajo y e! punto de fusión.
El polietüeno reticuíado conserva todas las propiedades eléctricas, me-
cánicas y químicas del polietüeno inicial, constituyéndose además en
sustituto de¡ piorno,- para ía protección mecánica, con lo cual se re-
duce considerablemente el peso de los cables (REF: 8 )
2.1 .Se RESUMEN DE LAS CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS, FÍSICAS Y QUÍ-
MICAS Y CONCLUSIONES
-11
TABLA N°l
E L É C T R I C A S
Resistencia a 20°C
Rigidez dieléctrica a20°C
Constante dieléctrica£ a 50 Kz
Factor de pérdidasTAG¿ a 50 Hz
UNIDAD
2_n_ /cm /cm
KV/mm
PolieHi.FVC ReHcuí.
10
40
.15 1010
15 -
-29x10 1x10
PapelImpreg,
4 a 4.3
2.5 a 4.5-3
x 10
TABLA N°2
F Í S I C A S
Peso especíTico
Carga de rotura
Alargamiento de larotura
Temperatura máxima detrabajo continuo
Temp* fragilidad
Resistencia al fuego
gr/cm3 1.3 1 .2
Kg/cm2 170 150
% 150 200
0 C 80 90
°C -20 -20
auto- mode-extin- radogue
1 ,43
110
Cuandoestaseco
inflamablea 200 °
-12-
TABLA N°3
M E C Á N I C A S P V C
Resistencia a ácidos y sales Muy buena
Resistencia al ozono • Excelente
Resistencia a la humedad Buena
Resistencia aceites y grasas Excelente
PolieHL Pape!Retícuí • Impreg,
--- Mala
Excelente Mala
Excelente' Mala
Excelente ---
(REF:15-8)
Se puede observar en las tablas precedentes/ que todos ¡os aislantes
Henen ventajas/ pero también inconvenientes en determinadas- condi-
ciones, que casualmente podrían presentarse en cualquier instalación
eléctrica subterránea. Seria necesario efectuar un análisis específico
de las condiciones del terreno y su influencia particular en cada ripo
de aislante* En genera!, se podría indicar que el poIiefUeno tiene
como ventaja adicional, su bajo costo y facilidad de operación, como
consecuencia de su consistencia liviana, (REF: 20)
2.2. CALCULO Y PROYECCIÓN DE LA DEMANDA
2.2.1, CARACTERÍSTICAS DEL SECTOR
La zona en estudio, sera un sector en eí cual se asentaran edificios
cuya altura máxima,, que para el caso de construcciones que contení-
-13-
p!an vivienda y comsrcio, no excederán !os 33 metros, medidos des
de el nivel de la acera, lo cual implico edificios de 14 pisos, in-
cluidos 2 6 3 niveles de subsuelo.
Para el caso de viviendas mu!Hfamiliares, la altura máxima Hene
un límite menor, igual a 24 metros medíaos de igual manera, o su -
equivalente de 10 pisos en los cuales también están inclufdos 2 6 3
niveles de subsuelo.
Las zonas destinadas a usos comunales, tales como edificaciones do-
centes, asistencíales, culturales o recreacionales, no tienen una altu-
ra máxima específica, pero se entiende que no debe, en ningún caso
sobrepasar las mencionadas, ya que el futuro Centro Cívico y Comer-
cial de Quito se encuentra dentro del cono de aproximación del1 ae-
ropuerto Mariscal Sucre ( REF: 26 )
2.2.2, CALCULO DE LA CARGA INSTALADA
Utilizando los métodos comunes, dentro de la rama de ingeniería eléc
trica, realmente no se puede llegar a ninguna conclusión sobre la
carga instalada, ya que es impredecíble establecer, dentro de su IFmi-
te, e! numero de pisos de los. edificios, su Función específica y con-
secuentemente sus requerimientos de energía,
Partiendo de la carga instalada de los edificios, que actualmente ya
se perfilan y de la superficie que ocupan, se puede establecer un -
promedio de carcia instalada por unidad de área, que luego se la ha-
ría extensiva a la superficie total de la zona.
-14-
TABLA N°4
EDIFICIO
A
B
C
D
E
CARGA INSTALA-DA (KVA)
24 .
72
2,000
540
173,2
SUPERFICIE(M2)
2.832
K462
15,410
.8.365
5.270
Cl/UNID.(KVA/
0,00850
0, 00492
0, 12980
0, 06460
0,03280
ÁREAM2)
De lo cual, se establece un promedio de carga instalada por unidad
.de área, de la siguiente manera:
KVA/m2 ProrruKVA/m2 n
- 0,0085 + 0,0492 + 0,1298 + 0,0646 + 0,0328
= 0,0570 KVA/m2
Luego de deiermínar ías áreas individuales y consiguientemente el
área iota! del sector, se tienen 376D929,5 m2 uHlizables.
Como resultado de! producto, entre !o superficie tota! y la carga ins
taíada por unidad de área,, se obtiene lo siguiente:
•15-
CARGA INSTALADA TOTAL =
370.929,5 x 0,057 = 21.484,98 KVA
Valor que representaría la suma de ia carga instalada en cada edi-
ficio, suponiendo que rodos se encuentren ya edificados.
Pora facilidad del diseño y con el objeto de aumentar la confiabiíi-
dad del sistema, como se vera mas adelante, se ha dividido la zona,
motivo de este estudio, en dos sectores: el uno desde la avenida Na-
ciones Unidas hacia el sur, al cual lo llamaremos sector A, y el otro
desde ia misma avenida hacia e! norte y que se llamara sector B.
El sector A tiene una superficie total de 160.576,82 m2 y e! B de
210.017,00 m2. Efectuando las mismas operaciones anteriores, se He
ne que la carga instalada tota! para e! sector A es de 9C494,87 KVA
y para el sector B es de 11.970,97 KVA.
2.2.3. CALCULO DE LA DEMANDA
Considerando la no coincidencia de las demandas máximas individua-
les, se obtiene ia demanda máxima diversificada, cuyo valor es menor
que la suma de las demandas máximas individuales. Ambos conceptos
están relacionados por e! factor de diversidad, definido como la reía
clon entre la suma.de las demandas máximas de un grupo de usuarios,
y de su demanda máxima diversificada, de esta manera e! factor de
diversidad, es mayor que la unidad y se lo expresa en porcentaje.
-16-
E! efecto de este factor, se manifiesta en los transformadores, aíímen-
tadores, subestaciones y finalmente en !a generación.
El factor de diversidad del alimentador es tal, que su máxima carga,
es menor que la suma de !as capacidades de los transformadores; esta
diferencia se acentúa aún mas, cuando e! alimenfador provee de ener-
gfa a diferentes tipos de usuarios, que cuando lo hace a abonados del
mismo tipo* (REF: 14)
TABLA N° 5
FACTORES TOTALES DE DIVERSIDAD
Residencial - Comercial Total-
De los usuarios al rrahsf.
De los usuarios a! alimenf.
De los usuarios a la S/E
De los usuarios a ía generac.
Entre usuarios
Entre transformadores
Entre afirnentadores
Entre subestaciones
2,00
2,00
3,00
3,29
2, .00
1,30
1,15
1,10
1,46
1,90
2,18
2,40
1,46
1,30
1,15
1,10
1,44
1,95
2,24
2f4ó
1,45
1,35
1,15
1,10
De acuerdo a las características deí sector, mencionadas en el numeral
2.2.1 * r se estableció que este sector estará formado por cargas corres-
—17—
pendientes a usuarios de tipo comercia! y residencial, por lo cual,
tomando el factor de diversidad total entre ios usuarios y e! alimen
tador, se Hene:
demanda para ei sector A = 9.494,87/1,95
= 4.819,17 KVA .
y la demanda para eí sector B = 11.970,97/1,95
= ó.138,96 KVA
2.2.4. PROYECCIÓN DE LA DEMANDA
No es usual encontrar sistemas eléctricos de distribución, en los
cuales la carga no experimente una variación<- Lo normal es que és-
ta se incremente, como lo demuestra la experiencia, paralelamente -
a! aumento de! nive! de vida. Por !o cual, es conveniente preveer
esa necesidad en aumento de los usuarios, mediante un adecuado cli-
mensionamiento del calibre de los cables, para un período aproxima
do de 20 años»
Esta previsión, también es importante desde e! punto de vista econó-
mico, ya que en caso de no hacerlo, se requeriría de un constante
reforzamiento de ios cables, que implicaría un elevado costo de man-
tenimiento.
Conforme al tipo de edificaciones, el incremento de la demanda, va-
ría de acuerdo a la siguiente tabla; (REF: 2)
Z o n a
-18-
JABLA_NPó
INCREMENTO DE LA DEMANDA
Porcentaje
Mínimo Máximo
Ya edificada
Edificada con solares sinconstruir
Sin construir
3 a 5
5 a 8
10
La demanda de la zona en estudio ha sido calculada, par riendo de
que se encuentra completamente edificada y totalmente-electrificada,
es de esperarse aún asi", que exista un incremento ds carga/ aun
cuando este sea lento, (REF: 2 )
Conforme a los datos de la tabla anterior, se asume un crecimiento
del 3 % anua!,
La demanda máxima proyectada puede ser calculada mediante la si-
guiente relación:
DMP = DMA (1 + i/100)n (KVA) ( "I )
en donde:
DMP ~ demanda máxima diversificada proyectada (KVÁ)
DMA — demanda máxima diversificada actual (KVA)
-19»
i = tasa de crecimiento anual (%)
n = período de tiempo considerado (años)
(REF:.l6)
El período de tiempo se asume en 20 años
Para el sector A:
20DMP = 4819.17 (1+ 3/100) - 8794.26 KVA
Para e i sector B:20
DMP- 0138.96 (1 + 3/100) = 11087,64 KVA
Las demandas máximas proyectadas tanto para el sector A, cuanto pa-
ra eí sector B, serán ías que determinen eí calibre del conductor., e!
mismo que deberá mantener su sección constante,- como lo veremos en
el diseño y en el estudio de confiabilidad*
2.3. CALCULO DE LA REGULACIÓN DE TENSIÓN
2.3.U DEFINICIÓN E IMPORTANCIA
"La carda de tensión es la diferencia de tensiane.;, entre la salida y
la entrada de un alimenrador" (REF: 16)
"La carda de tensión permisible en un alimentador primario/ entre e!
o
-20-
primero y e! uinmo transformador, "es usuaimení-e cerca de! 2%
nnenos durante las horas pico11 (REF: 16)
La regulación a'e tensión, conjuntamente con la capacidad de coriduc
cíón de! cable, y un análisis económico del mismo, son !os principa-
les factores que determinan ei dimensionamíenro del conducto^/ el -
cual, deberá cumplir con estas condiciones. Una cafda de tensión
toí'al deí orden del 2% o menos, implica la utilización de cables de
gran calibre, lo cual conduce a una elevación desmedida de íos eos
tos de instalación, por lo cua!, apartándonos del fexto anterior y su
jetándonos a ias condiciones técnicas y económicas de nuestro medio,
aceptaremos una caí'da de tensión ligeramente mayor a! 1%, a partir
de las cámaras de seccionamíento, hasta el uiHmo transformador.. Res
pecto a las caídas de tensión en los alimeníadores, ésta no será con-
siderada, ya que al utilizar, corno se verá más adelante, transforma-
dores ¡mpiementaclos con LTC (Load Tap Changing) en la subestación,
obtendremos en las cámaras de seccíonamiento un nivel de tensión,
prácticamente igual a la tensión nominal.
A pari'ir de la siguiente rabia se puede comparar, a su debido tiempo,
!a máxima corriente de carga, con la capacidad de conducción de los
cables bajo tierra, en condiciones normales de instalación y de servi-
cio. Más adelante se verá la necesidad de que e! calibre deí conduc
ror, 'se ajuste a ios requerimientos de las corrientes de corto circuito
CAPACIDAD DE CONDUCCIÓN BAJO TIERRA
4°y SECCIÓNmm2
3
3
3
3
3
3
3
3
x
x
X
X
X
X
X
X
16
25
35
50
70
95
120
150
CAPACIDADA
93
120
145
170
210
245
280
'320
N°y SECCIÓNmm2
3
3
h
1
1
2
2
2
x
X
X
X
X
X
X
X
185
240
240
300
400
1 x 240
1 x 300
1 x 400
CAPACIDADA
355
405
490
550
620
980
K100
1.20
2.3.2. MÉTODO DE CALCULO
Con anterioridad a! calculo propiamente dicho de la cafda de tensión,
es necesario efectuar operaciones previas, para determinar la corrien-
te que circulara por el alimentador.
Partiendo de los cáicuios efectuados en los acápites 2.o2n2,l „, 2.2,2.2
y 2,2.2.3,, que se refieren a la obtención de la carga instalada, de-
manda máxima actual y demanda máxima proyectada, para cada uno
de los sectores A y B7 se puede determinar la corriente del alimenta-
do^ ai término del período considerado, a partir de la siguiente re-
lación;
P = V3 V I (KVA) (2)
-22-
en donde;
P = poi-encia aparente (KVA)
V - tensión entre fases (KV)
i = corriente de carga (A)
Para obtener ¡a corriente se tiene:
(A )
(REF: 17 )
Utilizando la siguiente figura, se puede 'determinar la" caTda de ten-
sión de los alimenfadores, subalimentadores o rama!ese
FIGURA N°2
DIAGRAMA VECTORIAL
.£.)£•£.£ as <e-
en donde:
Vs - tensión de ic fuente (KV)
VL = tensión de la carga (KV)
! = corriente a'e carga (A)
XL = reactancia de! cable (yz, km)
RL = resistencia del cable (JTL Km)
^ = ángulo entre la corriente y la tensión ( ° )
I ~ Icos t¿ - jlsen t£ ( 4 )
ZL = RL + ¡KL ( 5 )
7. ZL = (Icos*- ¡ísen'fi ) (RL + ¡XL) (ó)
= I (Ricose + Xlseníf ) + ¡i (XL cos^- RL sen v? ) ( 7 }
Vs = VL + 7.ZL ( 8 )
VL = Vs - T. ZL ( 9 )
|\/L| = Ws2 - I2 (XLcose » RLsen V )2 - I(RLcos«H- Xlsen '
( 10 )
Considerando la longitud L del circuito cuya unidad es kilómetros,
se tiene:
V L =\/Vs2 - ( i c L (Xcos<e - Rserre) )2 - LL (Reos <e + Xsen« )
(U)
Cuando el factor de potencia de ía carga es similar al factor de po-
-24-
tencía de !a línea, el término (i; [.(Xcos - Rsen^) ) es igual a -
cer.o, por lo cual, la relación anterior se simplifica de ía siguiente
manera:
VLÍ = Vs I.L(Rcosie+ Xsen^ ) ( 12 ')
Luego la .caída de tensión en porcentaje esta dada por la relación:
Av - IvilV L
x 100 ( 13 )
( REF: 19 )
De la siguiente rabia se obHene los valores de X!, y RL, para los ca-
bles de una sección dada.
TABLA N°8
RESISTENCIA Y REACTANCIA DE LOS CABLES
NUMERO DE CONDUCTORES RESISTENCIA EN RESISTENCIAY SECCIÓN CORRIENTE CON ADICIONAL
T1NUA A LA " POR CORRIEN-TEMP. LIMITE TE CONTINUA
mm2 A:m /km x 10-3
RESISTENCIAINDUCTIVA
/km
3 x 1 0
3 x 25
3 x 35
3 x-50
1,354
0,849
0,617
0,456
0,1
0,1
0,0 0,1
0,7 0,1
34
18
13
07
-25-
3 x 70
3 x 95
3 x 120
3 x 150
3 x 185
3 x 240
1 x 240
1 x 300
1 x 400
2 x 1 x 240
2 x. 1 x 300
2 x 1 x 400
0,310
0,228
0, 1 82
0,148
Oy 1 1 91
0,0921
0, 0945
0,0709
0,0627
0,04725
0, 03845
0,03135
i /o1 ^1 , w
l r ó2,0
2,5
3,4
7,5
7,5
8,5
3,75
3,75
4,25
0,101
0, 097
0,094
0, 091
0,080
0,084
0,177
0,172
Orló5
0, 0885
0,0800
0, 0885
(REF:2-23)
2.3,2,1. Cálcuio de !a regulación de tensión '\a eí efecto se ha utilizado como herramienta de trabajo un
programa dígita! ,(REF:18 )/ &1 cual entre otras cosas, calcula
Ja regulación de tensión en alimentadores, subalirnentadores y ra
males.
Como paso previo, ha sido necesario implementar ¡os datos de
entrada, cíe acuerdo a los requerí mí entos y formatos de dicho pro
grama,- datos que se encuentran tabulados a continuación en ¡as
'rabias N°9 y N°10 y que permiten conocer la caída de tensión,
001331
-26-
que se obtendrá en coda uno de los puntos en los cuales se ubi-
caran ías cargas,- teniendo como base ios diagramas eléctricos co-
rrespondientes de las figuras N!°3 y N°4.
Ademas las tablas mencionadas servirán para eí calculo de la sec-
ción económica de ios cables.
¿'NODO
1234567891011121314151617131920212223242526Z7232930313233343536373839404142434445464748495051525354555657535960616263646566676869
S U B A L I M E N T A O O R
A ' l '
A 1A 1AAAAAA 1
A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2
RAMAL
A 11A 11A 11A 11A 11A 11A 11A 11A 11!\A 11A 11A 11
A 12A 12A 12A 12A 32A 12A 12
A 21A 21A 21A 21A 21A 21A 21A 21A 21A 21
A 22A 22A 22A 22A 22A 23A 23A 23A 23A 23
DHPKVA
111.03111. C9111. C9109.17109.17109.17109.17109.17109.17109.17109.17109.17109.17109.17109.17109.17111.09111.09111.09111.09111.09111,09111.09111.09111.09111.09111.09111 .09215.52215.52215.52215.52215.52215.52215.52131.18131.18131,1895.0595.0595.0595.0595.0595.0595.0595.0595.0595.05131.18131.18131.18131.18131.18131.18131.18131.18131.18182.39182.39132.39182.3918H.39152.69152.69152.69152.69152.69
DISTANCIAm
66.50 •66.5066.5077.0077.0077.0077.007.7.0077.0077.0077.0077.0077.0077.0077.0077.0066.5066.5066.5066.5066.5066.5066.5066.5066.5066.5066.5066.5086.0036,0086.0086.0086.0086.0086.0076.5076.5076.5070.0070.0070.0070.0070.0070.0070.0070.0070.0070.0076.5076.5075.5076.5076.5076.5076.5073.5076,5060.0060.0060.0060.0060.0053.0058.0058.0058.0058.00
CORRIENTEA
805.93805.93421.03
130.06
138.25
384.91
87.11.
83.57
69.96
TABÚ N° 9
ALIMENTADOS A
DATOS PARA EL CALCULO DE L\N DE TENSIÓN Y SECCIÓN ECONÓMICA
ÍÜOOO
1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647-4849505152535455565758596061625364656667686970717273 '7475767778
S U B A U M E N T A D O R
B 1B 1B 1
B 1B 1B 1B 1B 1B 13 1
B 2
B 2B 2B 2B 2B 2B 2
B 33 3B 3B 3p, 3B 3B 3B 3B 3
B 4S 4B/4
B 43 4B 4B 4B '4B 4B 4
OHPK V ' A
107.82107 .82107.82120. ¿5120.45120.45120.4596 .9396:939 6 ." 9 3 •oí;: 93 :
9 ó ; 9 3 5107.82107.82107.82107.82107.82107.82107.82107.82107.8285.2685 .2685.2585.2635.2635.26254.38199 .46199.46254.38254,38254.38254.38254.38254 .38175.33175.33151.84151.84151.34151.84151.34151.841.51.84151.84151.84152.14152.14152.14152.14152.14155.60155.60155.607 4 2 . 2 8742 .2878.1178.1178.1178.11155.60155.60155.60155.60155.60155.60155.6038.16 ;38.163B.1638.1638.1633.1638.1638.16
D I S T A N C I Am
97.0097.0097.0038.5038.5038.5038.5090.0090.0090.0030.0090 .0097.009 7 J O O97.0097.00
. 97 .009 7 . 0 09 7 . 0 097 .0097 .0085.2585.2685.2685.2585.2685.26101.5083.0083.00
• 101.50101.50101.50101.50101.50101.5055.0055.0034 .5084.5084.5084.5084.5084.5084.5084.5084.5053.0053.0053.0053.0053.0099 .009 9 . 0 099.0075.0075.0035.5035.5035.5035.5099.0099 .009 9 . 0 099.009 9 . 0 099 .0099 .003 2 . 0 032.0032.0032.0032.0032.0032.0032.00
C O R R I E N T EA
2016.091016,09254.02
44,15
¿4. U
45. SB
231-3735.47
32.14
154-95
69.58
335-25
136.05
2B.63
27.72
-ALIMENTADOR 3
DATOS PARA EL CALCULO DE LA. REGULACIÓN DE TENSIÓN Y SECCIÓN ECONÓMICA
?. a
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J//
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112.
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RM
EM
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TE
DIS
TR
IBU
IDA
i GO
O I
• -31-
Con el objel'o de seleccionar ía caTda de tensión rnas adecuada, ha
sido necesario calcularla, probando con diferentes calibres de conduc
tores para un mismo'-Iranio/ de esra manera, para los ramales y suba-
iírnentadores del aÜmenfador A, se ha probado en fres oportunidades/
conforme a la tabla N°ll.
De iguaí forma se ha precedido con e! alímenrador 6, en el cual ia
selección se ha ampliado a cuairo oportunidades, de acuerdo a la ta
bía N°12.
TABLA N°n
ALTERNATIVAS A UTILIZARSE
ALiMENTADOR .A
DENOMÍNACION ALTERNATIVA 1 ALTERNATIVA 2 ALTERNATIVA 3N°y Sección mm2
SUB
RAM
RAM
SUB
RAM
RAM
RAM
A 1
A 11
A 12
A 2
Á21
A22
A23
3
3
3
3
3•
3
3
X
X
X
X
X
X
X
185
16
25
150
16
16
16
1
3
3
3
33
oo
3
X
X
X
X
X
X
X
X
240 c/f
70
150
240
2510
25
25
3
- 3
3
3
3
3
3
X
X
X
X
X
X
X
240
25
15
185
25
25
25 -
-32-
TABLA N°12'
ALTERNATIVAS A UTILIZARSE
ALIMENTADOR B
)ENOMINACION AiternaHva 1 Alternativa 2 Alternativa 3 Al terna t
N°y Sección mm2
SUB Bl
RAM B
RAM B
RAM B
SUB B
11
12
13
2
RAM B21
RAM B
SUB B
RAM B
SUB B
RAM B
RAM B
RAM B
22
3
31
4
4 1
42
43
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
70
25
25
35
50
35
50
50
50
150
16
16
16
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
x 95
x 25
x 16
x 25
x 70
x 25
x 35
x 70
x 25
x 185
x 35
x 25
x 25
nU
3
3
3.
3
3
3
3
3
3
3
3
3
x
x
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
120
10
16
25
95
10
25
95
16
185
25
35
16
3
3
Qw
3
3
3
3
3
3
3
3
3
x 150
x 25
x 25
x 50
x 95
x 25
x 25
x 120
x 35
x 185
x 25
x 35
3:-x 25
Ademas de la oportuna selección de los conductores, existen oíros métodos
que pueden utilizarse, con ei objeto de regular adecuadamente la tensión
Estos son:
instalación de capacitores en ios aÜmentadores primarios
- ' Utilización de reguladores de tensión en los aiirnenfadores
- Colocación de capacitores en la carga.
- Aplicación de capacitores en la subestación
- Utilización de equipos de regulación en ios Transformadores
de la subestación.
(REF: 4 )
En general y en su mayoría, todos los métodos implican la uti-
lización de equipo adicional, lo cual, necesariamente incremen-
ta ios costos de instalación y también de mantenimiento,, pero -
entre e!íos/ e! de utilización de equipos de regulación en la sub
estación es e! que mejores condiciones presenta, ya que usual me níe
es el mas económico y consiste en utilizar en la subestación un
transformador de potencia/ el cual tenga incorporado un mecanís
mo denominado LTC (Load Tap Changer), que permite obtener va_
naciones de tensión, con un incremento máximo de hasta 10%,
En el presente estudio, en el acápite correspondiente a los resul-
tados de las alternativas, se demuestra la bondad de este método
ya que con un 4% de incremento de la tensión nominal en la b£
rra de baja tensión de la subestación, se obtiene en cada una de
las cámaras de seccíonamíento, una tensión prácticamente igual a
la nominal.
Es conveniente anotar, que los otros métodos existentes para re-
gular la tensión, ya. han sido considerados en forma i implícita de_n
ira dei diseño, al presentar alternativas para escoger e! tamaño
- -34-
deí conducfon. Todas las cargas son trifásicas y consecuenremen
fe están balanceadas.
2.3.2.1.1. Sin variar ios raps en el transformador a'e !a subestación.
Luego de observar los resultados correspondientes,, que se encuen
fran a continuación, se puede determinar que existen caídas de
tensión inaceptables, ya que en el mejor de los casos y conside-
rando únicamente el alimentado!-, se presenta un 3,74% de regu-
lación, porcentaje que supera ampliamente e! asumido en el nu-
mera! 2.3.1. Cabe destacar que ¡a máxima cai"da de tensión as
ciende a 6.65%.
^'"CÍS^NO PP U ^ . S L f l T F M A - C-1-- C¡ Í-S T-H.: SUC t O-N
PPOGPAVA - 1 - CALCULT DEL t-'LUJO OS CAPGA
ÜLJ ITn S .A .
'.'J- Y- HAMAUT-F
Ffr CHACAYO 0£ 1979
FACTnc HE PnTEr'ICIA A7PASJIDO
FP DEL S-ISrE/'A= O ..30
DE LA CAPGA= . 9.90
§:
•DEMANDA VED IDA KVA=
TOTAL C*7 CAPCAS M E C I D A S K V A =
DFSCFIFCICM HFSDENODO
CAf SECC ICM5UEA1 ACOH 1SUEAI At;n« 2
P A W Al l AC 1PAFJ All AC 2PAM All AC 3
«5A4 Al! AC 5CAM AII seccPAM A1 1 AC "
P AM A 1 1 A C 1 iPA^ A l l A C l l
SUPA l A C O M aSUBA! ACÓ" 5
SUSA1 ACOM 7SUEA1 SECCSURAi AC""1" ^
SUPA1 ACOM1 1SUBA! PA— 1 ..PSURA 1 ACQV13
SUPA1 ACH"!*:FA" t.12 AC 1P A W M2 AC 2
PA" A12 AC an A " A ' ? AC 5R A M A T P AC £
SU5A2 ACC" 15UEAP ACHÍ- 3
S A V A21 AC 3PAM A21 A C •*
R A M A?l AC f i_, P A S - A21 AC 7/• KA»- API AC "?
RAM A21 AC1 1SUHAP A.CH" a
?UGAP ACH" -
SUEA? PA 2Y3SUFQP ACflM ««JUPA ^ Arnuí oSUfrAP ACHMIISURfi.2 ACCMECA** A22 AC 1
RAM ,fl?P AC "*i CA" APP AC A
RA" A2H AC 6Pf t fJ A22 AC 1CA" AP-' AC PPA" A?2 AC 3B A M A? 3 AC A
1
3
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19p o212?.
27
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6667
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Tí
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r.r.r r
31
13
•i a
FH
-53
55
5P
6n6.1_
f-4
67
3794.2
VOLTAJE DE S ' JRTHA DE REGULACIÓNSERVICIO VOLTAJE 0=" VOLT A J0"
9 5 . 2 í9", 96
94. 22
.91 .74
03.55 'GT- &C
Tí, 4 -
Tí. "*''
95*61
95.46
95 .40ce; . a.0
95. 1 4
91.5794. 46
c*.l 2
95 . P5
9^'. 2795. 12
a/i. aiCa. 77
94. 67
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A - A - CALCULO Í1FL PLUJH DF C A H G A
•--39-RFS": ELITCTÍMCA nutre S . A .
ÍOcMTÍr ICACtHM OFt. 9ISTF"A PPIMAPIO SUBI'ST AC [OM MORIR - Al I "F.MT Af>nn -p» SUP^L í wpHTAnn»FS V PAMA.LF.S-
FFCHI: MAYH rr i 979
CIPCUIT1 A r>.''- KV - HFMA^DA VAXI'M "FOiriA TN LA SUnFSTACIHN 11O/J7.5A KVACnHSIt lFRADA RF.PRFSrNT A LA nF'>AHOA IMX.'MA P P r i V F C T A O A U', PERIODO í
FACTOR DE PGTEHCÍA A T R A S A D O
rp C^L S L S T ^ M A ^ 0 . 9 0
FF OE LA CAPGA= 0.90
DEMANDA MEDID/ KVA=
TOTAL DF CAIGAS "EDIDAS " V A
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SUBQ1 ACOM 2
PA« EI? AC lPAM 312 AC 2PAM EM ? AC 3
PAM Eli A C 1RAM Bl 1 AC ?K A M FU AC 3
PAN Fll AC 5SURB1 ACC" 4SUPR1 ACOM 5
SUBR1 ACHH 7SUBB1 ACQM 8SU6R1 RA- IC3
SUPFJl ACOM 1 1SUBR1 ACI3M12RAM ni 3 AC i
P A M 0i7 AC iRAM B12 AC 4
±___ . R A M -El 3 AC 5
•^ SUBE2 RA-2 .1PAM F21 AC 1PAM F?l A C ^«MRP? A rnw iSUER2 ACÓN 3SUBR? AC CM a
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SUEEr? ACOM '=A" P22 AC 1
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SUOF3 ACOM 2SUGE3 ACOM 3SUBB3 SECC
SUBB3 ACOM 6_ SURR3 ACnM -X SUPP3 ACPM fl
°A" R31 AC 1PAM F3i AC 2P A M P31 AC 3
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SUPRA A C Ó N asunn1* Acn*i £sunna A C O V 6SUHPA ACOM 7SUBB* ACn"SUOD6 ACQM 9SIJEPa F A-a .3RA" B4^ AC 1P A M e "3 AC ?RAM E <i3 AC...3P AH pa-3 AC a
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FP DEL SISTEKAx 0.90
FP DE LA C A » G A =
COMANDA MFC : DA KVA= 1 1 0 2 ~ . 1
TOTAL DE CARGA3 MCDIDA.S KVA = 11067.5
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S/E NORTE:
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2,3.2.1.2, Variando ios taps en el Transformador de la subestación
El objeHvo propuesto a! inicio de esfe capítulo, cuai era el de
obviar (a caída de tensión producida en el alimení-ador,. se curn
pie como se demuestra en- las paginas que contienen los resulta
dos. correspondientes, ai aumentar un 4% la tensión nominal en
la saiída de la subestación, obteniendo como ya se dijo/ una
tensión similar a la nominal en tas cámaras de seccionamientOj-
permitiendo de esta manera conseguir una regulación igual o me
ñor al 1% desde dichas cámaras hasta e! último transformador.
Obviamente, para la selección del calibre, se optará en prime-
ra instancia por esta alternativa genera!.
D1SFMO OF UH S 1 R T F » A DF O ! S f O J mil iHM - . .
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FMPKETSA: FLECTP ICA QUITO S . A .
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-50-
Cada uno de los resultados precedentes, corresponden a las caí-
das de Tensión calculada/, con los diferentes calibres de conduc
tores, propuestos como al terna ti vss en ias tablas N°I1 y N°12.
2,3.2,2. Selección del calibre
Con la Finalidad de facilitar y simplificar la selección del cali-
bre, se han elaborado las siguientes tablas/ (Nos. 13 y. 14), en
las cuales se puede comparar la caída de tensión calculada, con
la propuesta en e! acápite 2.3.1., en lo referente a la caída
de tensión en los subalimentaciones y ramales* Igual comparación
puede establecerse entre la corriente de carga y la capacidad cíe
conducción de los cables/- que se muestra en la tabla N°7 de!
mismo numeral.
Dentro de la alternativa seleccionada para cada alimentador y
como se muestra en las paginas siguientes, existen casos en los
cuales la capacidad de conducción de corriente,, supera a la ne
cesaría; se debe a que el cable de sección inmediata anterior,
supsra ligeramente e! límite establecido de caída de tensión.
'Tai es el caso de los ramales A12 y B 31 .
En e! caso del subalimentación B3, aí disminuir ei calibre como
parece ser-adecuado, se supera el límite de caída de tensión en
e! rama!. En otros casos, ei factor decisivo para la selección
del calibre, constituye el ¡ímíre térmico de los cables, cuyo -
análisis se encuentra más adelante, en el numeral 2.4.5.2.5.
-51-
Unícarnente por ios requerímientas del diseño, ya que no es com-
pefencia de este trabajo/ se ha dimensionado e! calibre de los
alimehfadores primarios, de manera que, aparte.de permitir una
caída de tensión, considerada como conveniente, tengan princi-
palmente una capacidad de conducción de corriente, adecuada
para la corriente de carga que por ellos circula.
Asi*, para ei aíímentador A se ha utilizado un conductor de 240
mm2f dos en cada fase, cuya capacidad tota! es de 980 A, fren
te a una necesidad de solamente SOóA,
Para e! alimentado!* B, se ha utilizado un conductor de 300 mm2
dos por fase, con una capacidad de conducción de 1100 A fren-
te a una necesidad de solo 1016 A.
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2.3.2,3. Resumen de cables seleccionados
TABLA N°20
C/ BLFS SFLFTIONADOS-\ ^
C- A R I^ M D L
AL1MFNTÁDOR SUBAL1MENTADOR RAMAL ... . .' _ . . . . ; . : .T jpo
A 6 unipolares
2 por fase
Al 3 unipolares
Al 1 tripolares
Al 2 tripolares
A2 tripolares
A21 tripolares
. A 21 tripolares
A22 tripolares
A23 tripolares ,
B 6 unipolares
2 por fase
Bl tripolares
Bl 1 tripolares
B12 tripolares
Bl 3 tripolares
B2 tripolares
B21 iri polares
B22 ^ tripolares
•
ci_
SECCIÓN mm2
240
240
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16
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300
150
25
25
50
95
25
25
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CABLES SELECCIONADOS
C 'A
ALIMENTADOR SUBALIMENTADOR RAMALT I P O
B3 tripolar
B31 tripolar
B4 tripolar
B41 tripolar
B42 rripolar
B43 tripolar
B L E -
SECCIÓNmm2
120
35
185
25
35
25
2.3.2.4. Análisis Económico
Con, eí objeto de asegurarnos que ios calibres seleccionados son
los más adecuados, a continuación se desarrolla una breve de-
mostración, mediante un análisis de la sección mas económica
para cualquiera de los subalimenradores. Consideremos por ejem
pío, e! subalímenrador denominado A I, cu/os datos generales
son:
longitud 0.998 Km
corriente de carga 421 «03 A
Pora este análisis no se ha tomado en cuenta el servicio al ca-
píraí, correspondiente a los costos proporcionales debidos a la
-ó
genéracion; Transmisión, subtransmisión, subestaciones, ere,
Utilizando la fórmula para amortización del capital se tiene que
!as anualidades serán;
C x
1 - (1 + i ) -n
Pu 04)
en donde:
a = anualidad en pu
C ™ costo de Instalación en pu
i = tasa de amortización anual en %
n — vída útil en años
Por concepto de mantenimiento de las instalaciones se requiere
incrementar id amortización en un 1 % anual, o sea:
C x ~ + 0.01 x C p u ( 15 )i _ n 4- T m
De acuerdo aí acápite 2.2,4., se establece que estas redes ten
drári una vida útil de 20 años, la tasa de amortización se asu-
me en un 8% anual. En la siguiente tabla se encuentran los
costos de íos cables por cada metro de longitud.
. . . -62-
TABLA N°21
COSTOS DE CABLES
CALÍBRE COSTO• • lTÍffi2 : : • - • • - - : ' : '' •
3 x- 150 1.760,00
3 x 185 1.827,26
3 x 240 2.252/74
3 (1 'x 240) 2,470,09
3 ( 1 x 300 ) 2.838,50
Se debe considerar ademas los casros anuales debidos a las per
didas de energía» Para tal objeto se requiere de ia siguienre
relación:
C - p x 1 x h x $ p a ( 1 ó )P P P
en donde:
C = costo debido a las pérdidas en puP
p = pofencía de pérdidas en kw/krn
! = l o n c j i f u d de¡ cabíe en km
h = riurnofo de horas de pérdidas en horasP
$ = costo de íos kw-h en pu/kvv-h
UHlízando !a figura N°5, se puede establecer !a potencia
de pérdidas para cada calibre/ en función de ía corriente
de carga dada inicial mente. Estas pérdidas deberán corre-
girse con un factor de 0*95 para cabíes tripolares (REF:2 )
i»
*
-64-
illlimiiiillillliiMüiillíliiiii.iiliiiinliinliiiilii^•10 40 SO 80 100 200
CORRIENTE 1>E CAR&A
400 600 800 1000 A
FIGURA N°5
POTENCIA DE PERDIDAS
-65-
Los resultados se encuentran en \a siguiente tabla: (REF: 8)
TABLA N°22
POTENCIA DE PERDIDAS DE LOS CONDUCTORES '
C A L I B R E P E R D I D A S
mm2 kw/km
3 x 150 76,95
3 x 185 - 60.80
3 x 240 48.45
.-3 (1 x 240) 51.00
3 (1 x 300) 42,00
Considerando que en el Centro Civico y Comercial se establece-
rán abonados fundamentalmente de Hpo comercial y también resi-
dencial, el numero de horas de pérdida anuales se asume en 3c500
horas (REF:'2)
Efectuando los cálculos para el conductor de 150 mm2 de sección
se tiene:
Costo total " a + Cpu •( 17 )
sustituyendo los valores correspondientes en las relaciones (15 )
y ( 1 ó ) se tiene:
-66-
Costo I-oral - 1,700 x 998 x ^08__ + ]
1 - (I + 0.08) "20
+ 76.95 x 0.998 x 3500 x 1 pu
= 465.252.52 pu
Los resultados para los otros calibres son los siguientes
CALIBRE COSTOmm2 ' pu'
3 x 150 465.252.52
3 x 185 416.348,70
3 x 240 420.705.85
3 (1 x 240) 453,875.45
3 (1 x 300) 469.144,94
De este cuadro se deduce que económicamente hablando/ el
conductor seleccionado debería ser un cable tripolar de 185 rnm2
de sección, pero de acuerdo a la tabla N°7 del acápite 2*3.1.,
este conductor tiene una capacidad de conducción inferior a la
requerida. Por otro lado, de acuerdo a la tabla N°l 3 de la
alternativa N°l, este calibre origina en los ramales una caída
de tensión superior a la establecida,, Se requiere consecuente-
-67-
mente, aumentar la sección del conductor hasta aqueÜa que
cumpla con la caída de tensión, la capacidad de conducción
y el !imite térmico.
2.4, PROTECCIÓN Y CONFIABILIDAD DEL SISTEMA
2.4.U OBJETIVO DE LA PROTECCIÓN
El estudio de ¡as protecciones tiene como finalidad, ia de ase-
gurar la calidad y continuidad de! flufdo eléctrico a los consu-
midores, medíante la previsión de las fallas eléctricas y la re-
ducción de !os efectos de las mismas. (REF: 5 )
2.4.2. CAUSAS DE LAS FALLAS
Las causas que originan las fallas en un sistema subterráneo.. -
también, al igual que en redes aéreas, se podrían dividir en
causas internas y externas, incluyendo en estas últimas las pro-
ducidas por descuidos o por errores humanos.
Causas Internas
sobrecargas térmicas
prolongado tiempo de despeje de la falla
perforación del aislante por envejecimiento
Causas Externas
corrosión deí cable debido a la naturaleza del suelo
-68-
- destrucción mecánica de! cable por trabajos en e! terreno.
- errores humanos. (REF: 8 )
2.4,3. CORRIENTES DE CORTOCIRCUITO
Como medida previa al escogítamíento de los equipos de opera-
ción, es indispensable conocer la magnitud de cada una de las
corrientes de cortocircuito/, en ios nodos que tentativamente se
determinan en las figuras N°ó y NC7, correspondientes a los
suba! i montadores y ramales de los aümentadores A y B respecti-
vamente,. En las mismas figuras se hallan las impedancias de ca
da tramo, las mismas que corresponden a ¡a de los cables que ya
fueron seleccionados por efectos de caí cía. de tensión.y capacidad
1 de conducción y que se encuentran acotados en el numeral
2 .3 ,2 *4 * Ademas estos cables cumplen con los requisitos del
límite térmico, como se vera más adelante.
SU
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2*4.3.1. Calculo de las ímpedcmcias de secuencia cero
2,4.3,1.1, Tablas a utilizarse
fün ía siguiente tabla,, se muestra el número de hilos que con-
forman ei conductor, el diámetro (d) de! conductor, el espesor
(T) del aislamiento de cada fase, la distancia (5) e ñire los
centros de los conductores y f inclinen fe el díame fro exterior (D)
deí cable,, para los diferentes calibres dei conductor.
(REF: 2 / 8 )
-72-
TABLA N°23
CARACTERÍSTICAS DE LOS CABLES
CALIBREmm2 .
3 x l ó
3 x 25
3 x 35
3 x 50
3 x 70
3 x 95
3 x 120
3 x 150
3 x 185
3 x 240
3 (1 x 240)
3 (2 x 240 )
3( 2 x 300)
N° DE HILOS
1
1
7
19
19
19
37
37
37
37
37
37
01
d. .mrn . •• .
4.514
5.642
ó. 075
7.979
9.441
10.998
1 2 . 30 1
13.820
15.348
17.481 '
17.481
17,481
19.544
T. mm. . .
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
S. . . mm
12.514
13.642
14.676
15.979
17.441
18.998
20.361
21 .820
23.348
25.481
Dmm
35
35
37
-73-
A continuación se. Índica e! valor deí radío medio geométrico
(RMG-. ), para cada tipo de conductor, en función de su radio
físico. (REF: 16 )
TABLA N°24
RADIO MEDIO GEOMÉTRICO DE LOS
N° DE HiLOS R M G
: mm2
1 conductor solido 0.779 r
7 • 0.726 r
19 • 0.75S r
37 0.708 r
01 0.772 r
Y fina i mente, en la siguiente tabla se muestran !cs valores de
resistividad ( ef ) del terreno/ distancia equivalente (D ) a
tierra y !a resistencia equivalente (r e) de tierra.
-74-
TABLA N°25
DISTANCIA Y RESISTENCIA
5_/i. *"• m mrn x 1 0 • •
10 2. 092
50 6.096
100 8.5344
500 - 18.898
1000 26.924
2.4.3.1.2, Cables Tripolares
Partiendo de !a reíacíón:
Z = r + r +'¡0.5208 f !og ,
EQUIVALENTE
r e• - - - D • /Ur-r_j L / Kn i
1.535
1.715
1.796
1.976
2.057
,Q --/ -n (18)
RMG . x S2I c
en donde:
^o " ímpedancía de secuencia cero en -Q/krn
r = resistencia de un conductor en -Ti/km7c
re = resistencia cíe 'fierra en JTl/km
F = frecuencia de! sísrema en CPS
De = distancia equivalente a tierra en mm
RMG -i ~ radio medio geométrico a'e un conductor en mm
-75-
S = distancia e ñire ceñiros cíe íos conductores en mm
Y considerando las tablas Nos. 23, 24 y 25r se tiene que para
una resistividad del terreno de 100 _TL - m, que en nuestra lo-
caSio'cid representa un término promedio^ el valor de ía impedan
cía de secuencia cero, para un cable tripolar de 16 mrn2 de
sección sería:
Zo = 1.354 + 1.790 -i- ¡0.5208 x 1 x log 1Q 8.534 x l O5
0.779x2.257x (4.514+2x4)
cm
7 = 3.150 + ¡2.665 IL /kmo ' <
procediendo de igual manera, con las debidas consideraciones
particulares para cada tipo de cable, se obtienen los siguientes
valores de resistencia y reactancia de secuencia cero:
-76-
TÁBLA N°2ó
RESISTENCIA Y REACTANCIA 'CALCULADAS
CALIBRE
3
ó
3
3
3
3
ér 3
3
3
3
mm2 . .
x 16
x 25
x 35
x 50
x 70
x 95
x 120
x 150
x 185
x 240
Ro
. . . .J^/km
3.150
2.64,5
2,414
2.253
2.113
2.025
1 ,980
1 .946
1 .918
1 .892
Xo
. . o! /km . .
2.665
2.636
2,617.
2.588
2.562
2.537
2.517
2.498
2.480
2.457
2.4.3.1.3. Cables Uniolares
En forma previa ai calculo, se debe considerar !a disposición de
los conclucrores, dentro' de la zanja en !a cual irán enrerraclos,.
corno se representa en ia figura N°8.
FIGURA N°8
DISPOSICIÓN DE LOS CONDUCTORES
-77-
en donde:
D " diamefro del cable en mm y
b — separación entre cables (70 mm)
UKI izando !a ecuación:
7 = r¿- iO c
¡0.5208 *m
RMG, x ( DabxDocxDbc)21 c N
( 19 )
en donde:
Z = Ímpedancia de secuencia cero enJ7/kmo ' '
r ~ resistencia de un conductor en-fi/km
r ~ resistencia de fierra en .fi./kme
f = frecuencia del sisrema en ciclos por segundo
De = distancia equivalente a Herra en rnrn
RMG , = radío medio aeomérrico del conductor en mm1 c
Dab = distancia enrre los conductores a y b en mm
Dbc = disrancia enrre ios conducfores b y c en mm
Con las tablas ya mencionada^, se fiene que para un cable uni-
polar de 240 mm2 de sección, la Ímpedancia de secuencia cero
sería:
Z 0 = 0.1020+1 .790+ ¡0.52Ü8xlx!og 10 8»5344x 10°
V 007ó8x8.740x( \yTÓ5 Í75x"l 05/
/kmZ '-= 1 .898 + ¡ 2.218 -O- Amn i •o
2.4.3.1 .4. Grupo de cables unipolares
Considerando previamente la disposición de ios cables de la figu-
ra N°9.
,-79-
FIGURA N°9
DISPOSICIÓN DE GRUPO DE CONDUCTORES
en donde b Hene el 'mismo valor anterior/ uMílízaíiclo !a siguiente
relación:
Z - r + r + ¡0.5208 f iogo c e _ 1
-60
(REF:16 )
_a/km
eq
en donde;
RMGe — radio medio geométrico equivalenre def conducror
se Hene que la írnpea'ancía de secuencia cero para dos conduc-
tores por fase, de 240 mm2 de sección seria:
8 53.44x1 &5Z0 - O.Q510 -1- 1 .796 4- ¡0.5208 x 1 !og ]Q —^-^ JI/km
RMG eq
-80-
y en donde:
RMG - V V (0.768x8,740x35)° mmeq
RMG = 15.328 mmeq
"7 = 1.847 + ¡ 2.4716 .a/km
Procediendo de igual forma, para e! conductor de 300 mm2 de
sección se Hene:
Z0 = 1 .833 + ¡ 2,4520 Si/km
2.4.3,2. Cálculo de la corriente si me frica de corfo circuito
Existen algunos métodos pora calcular ias corrientes de falla en
las instalaciones eléctricas, entre ellos e! 'de ¡as componentes si-
métricas, que ha sido empleado en eí presente trabajo, por con-
siderarlo más exacto. Se- ha analizado cuatro diferentes tipos de falla;
faifa, trifásica, falla entre una fase y tierra, falla entre dos fases
y falla entre dos fases y fierra. También se ha considerado que
las faüas son francas, por ío cual, no existirán impedancias de
falla. Con el objeto de calcular las corrientes de cortocircuito
se ha utilizado ias siguientes relaciones; (REF: 12 y 7)
18-
V
_ _Z Z -I- L /- + Z Z
7 oZ + (D- D) Z
AA
;S9 DpDIOOSD 3SDJ D] US 3.¡U;9UJOO D| X
( n ) vz [z + °z + Lz °z
( L (D Z
D.U3I.| X SaSOj SOp 3J-1U9 0||D-j
V7A e
SGSDj SOp
°z
DJJ8I4 SSDj D[jDJ
V
-82-
en donde,
! = corriente de falla en A RMS
Ve = tensión fase neutro en voltios
Z-i = impedancia de secuencia positiva en
Z-j = . impedancia de secuencia negativa en
Z = impedancia de secuencia cero en
a - operador cuyo valor es 1 / 1.20°
A manera de ejemplo, se ha desarrollado eí calculo de la comen
te de Palia fase fierra, para ei nodo N°4 de la figura N°ó del
alímenrador A.
Cabe añorar que las impedancias de secuencia positiva y negativa
en el caso de conductores y específicamente en e! de cab!esr tíe
nen Iguales valores, no asT ¡as impedancías de secuencia cero.
Cálculo de la impedancia vista desde e i punro de falla
Secuencia positiva y negativa
fuente 0.00 + ¡0.1688
tramo 1-2 OJ020 + ¡0.1770
tramo 2-3 0.02Ü3 . + ¡0.0353
tramo 3-4 0..1455 + jO.0544
TOTAL 0,2088 + ¡0,435/5 en el nodo N°4
Secuericia cero
fuente 0,00 + ¡0.1322
tramo 1-2 3.0940 + ¡4.9422
tramo 2-3 • 0.1292 +. ¡0.4425
hamo 3-4 0,9702 + ¡U 1836
TOTAL 4,7994 + ¡ó.7005 en e! nodo N°4
El valor de la impedancia de cada tramo, se ha obtenido multí-
pücando la longitud del tramo (ver figura N°3 y figura N°4)
por la impedancia de! cabie en JTL/km (ver" labia N°8)
Utilizando un procedimiento símííar, se han obtenido los valores
de ias impedcncías de secuencia positiva, negativa y cero para
cada uno cíe los diferentes nodos, de los subalimontadores y ra-
males de los aümeni'adores A y B. Dichos resultados se mues-
tran en las tablas Nos. 27 y 28 que esi'án a continuación.
-84-
TABLA N°27
ALIMENTADOR A
IKAPEDANCiAS DE SECUENCIA PO5ÍTIVA, NEGATIVA Y CERO VISTA
'DESDE CADA MODO
N°de NODO Zl " Z2 Z0_TL '""' ' '
1 0.00 + ¡0.1688 O t OO + ¡0.1322
2 0.1020 + ¡0.3458 • 3,6940 + ¡5.0745
3 0.1223 + ¡0.3912 3,8232 + ¡5.5170
4 0.2688+ ¡0,4355 4,7994+ ¡6.7005
5 0,4397 + ¡0.4900 5,9383 + ¡8.0815
ó 0.1562 + ¡0.4401 4,4543 + ¡6.2545
7 0.1833 + ¡0.4872 4.9592 + ¡6.8445
8 0,2736 + ¡0.5420 6.1307 + ¡8.3483
9 0.2036 + ¡0,5225 5.3379 + ¡.7.2870
10 0.1239 + ¡0.3651 4.1282 + ¡5.6384
11 0.421.1 + ¡0.4064 5.0540+ ¡6.5610 '
12 0.8950+ ¡0,4533 6.1555 + ¡7,4938
13 0.1604+ ¡0.3972 4.8519+ ¡6,5782
14 0.4066+ ¡0.4314 f 5.6190+ ¡7.3425
15 0.415! + ¡0.4326 5.6454+ ¡7.3689
10 0.1896+ ¡. 4229 5.4309+ ¡7.3300
-85-
TABLA M°28
ALIMENTADOR B
IMPEDANCIAS DE SECUENCIA POSITIVA, NEGATIVA Y CERO VíSTA
D.ESDE CADA . . NO.DO
N° DE NODO Z. = Zn Z1 ¿ O
" " L-fi- : . . . - . . : .
1 0.00 + ¡0.1688 0,00 + ¡0.1322
2 0.0844 + JO.3408 3.0760 + ¡5,0302
3 0,1281 -i- ¡0.3673 4.2424+ ¡5.7631
4 . 0.2588 + ¡0.3855 4,0496 + ¡ó.1690
5 0.5102 + ¡0.4204 5,4326 + ¡6,9493
6 0.2154 + ¡0.4202 5,3749 + ¡7.21 09
7 0,4489+ ¡0.4750 6,5266+ ¡8.5399
8 " 02591 + ¡0.4468 5.9412 + ¡7.9438
9 0.1077 + ¡0.3506 3,8815 + ¡5,2937
10 0.2497+ ¡0.3703 ' 4.3237+ ¡5.7344
11 0.2241 + ¡0,3998 4.9092 + ¡6,5812
12 0.3175 + ¡0.4128 5.2002 + ¡6.8712
13 0.2474+ ¡0.4096 5.1147+ ¡6.8387
14 0.1465 + ¡0.3726 4.3452 + ¡5.8859
15 0.2241 + ¡0.4123 5.1818+ ¡5,9503
16 0.3878+ ¡0.4422 5.8215+ J7.6438
17 0,1205+ ¡0,3669 4,2456+ ¡5.7728
18 0.2131 + JO.3839 . 4.6077+ ¡6.1726
19 0.2411 + ¡0.3837 4.0212 + ¡6.1471
20 0.2048+ ¡0.4279 5.5748+ ¡7.4914
21 0.4221 + ¡0.4581 6.2519+ ¡8JÓÓ2
-86-
Cóicuío de ÍQ corrienfe de cortocircuito
3 V f
A ( 22 )Z3
- . 'ó .300- /' ' V 3
2 (0.2088 + ¡0.4355) ' + 4,7994 + ¡ó.7000 A
A1.7790.+ ¡2,5239
= 1.177.90 A •
De igua! manera se ha procedido para cada una de las diferentes
fai!asr en cada uno de los distintos nodos de ios sectores A y B.
Los valores de las corrientes simétricas de cortocircuito se mues-
tran en las rabias Nos. 29 y 30.
TA
BLA
N
°29
AU
ME
NT
AD
OR
A
CO
RR
IEN
TES
S
IMÉ
TRIC
AS
D
E C
OR
TO
CIR
CU
ITO
-
N°
NO
DO
1 2 3 4 5 ó 7 8 9 10 11 12 13
.
14 15 16
TR
IFÁ
SIC
AA
21
54
8.0
10
08
8,8
9080
.7
7106
.1
55
24
.8
7788,7
69
87
,7
59
90
.9
64
83
.3
9434
.1
62.V
5.3
3625
.5
8491
.2
61
35
.7
60
66
.8
78
48
.2
FAS
E-T
IER
RA
A '
'••
23
22
6.7
1567
.8
14
58
.3
1177
.9
962 .
3
12
71
,7
11
53
.4
94
4,2
1078
.2
14
12
,2
1 1
55 .
8
943.7
1211
..6
10
46
.6
10
41
.7
1087.9
DO
S
FAS
ES
A.
. .
1866
1.1
8737
,1
78
64
.1
01 5
4.0
4784.6
' 6745.2
605V
.4
51
88
.3
5617
.3
8170/1
53
82
.6
31
39
.8
73
53
,6
53
13
,6
52
54
-0
6769.7
DO
S
FASE
S Y
TI
ER
RA
A.
.•
22
51
3.6
88
84
.5
79
89
.2
61
54
.0
4767.0
68
45
.3
61
39
,2
52
35
,4
56
97
.8
' 3
28
9,3
5346.9
• 3046.7
74
39
.3
52
92
.9
52
31
,1
68
63
.8
FAS
E A
SO
CIA
D/
A.
.
22
51
3.6
8608
.1
77
65
.7
61
41
.0
4816.6
6661
. ó
59
78
.7
51
53
.4
5551
.2
8067
.1
5436.7
32
52
.5
72
81
.4
5349
.6
52
92
.6
0741
.7
I ro
TA
BLA
N
P30
-
AL
IME
NT
AD
OR
B
N°
NO
DO
1 2 3 4 5 ó 7 8 9 10 11 12 13 14 15
TR
IFÁ
SIC
AA
21
54
8.0
1035
9.9
93
50
.5
78
33
.7
55
02
.0
77
01
.6
55
65
.4
70
42
,3
99
17
.2
8144.0
79
36
.1
69
84
.4
7601
,2
90
85
.0
7751.0
CO
RR
IEN
;
FAS
E-T
ÍER
RA
A
23
22
6.7
15
83
.7
15
62
.6
12
61
.2
1078.7
10
98
.8
905
.*6
99
6.9
15
02
.8
1351
.5
11
96
.5
11
29
.8
11
49
.5
13
48
.3
1136
.7
FES
SIM
ÉT
RIC
AS
DO
S
FASE
SA
1866
1.1
89
71
,9
8097
.7
67B
4.2
4764.9
66
69
.8
48
19
.8
60
93
.9
8583
. 5
7053.0
68
72
.9
60
48
.6
65
82
.8
78
67
.8
67
12
.6
DE
CO
RT
OC
IRC
UIT
O
DO
S
FASE
S Y
TI
ERR
AA
91
37
.6
81
12
.1
68
11
.0
4711.7
67
23
.8
48
01
.1
61
24
.7
87
26
.5
70
81
.3
6921
,1
6054
.1
66
19
.6
79
67
.0
6761.9
FAS
E A
SO
CIA
DA
A .
88
23
.7
79
99
.0
67
74
.7
48
36
,0
66
28
.4
4851
, 0
60
83
.7
84
67
.7
7043,7
68
39
.6
60
58
.8
65
60
.3
77
84
,4
6677,0
ro i
AU
ME
NT
AD
O!
CO
RR
IEN
TE
S
SIM
ÉT
RIC
AS
N°
NO
DO
T
RIF
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ICA
FA
SE
-TIE
RR
A D
OS
FA
SES
A
A
A
..
..
• /\.
/_\.
¿\6
6
18
4.2
1
01
2.1
5
35
5.7
17
9418
.7
13
80
.6
81
56
.8
18
82
83
.9
i 1
27
2.7
7
17
4.1
19
80
26
.5
1269
.7
69
51
,2
20
76
67
.4
10
62
.4
6640
.2
21
58
39
.2
94
6.7
5
05
6.9
R B
DE
CO
RT
OC
IRC
UIT
O
DO
S
FASE
S Y
- TI
ERR
A FA
SE
AS
OC
IAD
A
A
. .
. A
A
•.
••
••
:•
A
5344
.3
53
81
.2
8277
.1
80
51
,9
72
40
.7
71
25
,0
69
87
.6
./ /
,69
31
,7
66
99
.5
- 6
59
2.7
5050
.7
50
86
,1
i co o
-90-
Como observaciones a los resultados, se debe acotar que la co-
rriente de cortocircuito producida, en eí nodo N°2 del aiímen-
tador B, es mayor a su similar del alímentador A corno conse-
cuencia de la menor impedancia existente, debida ai mayor ca-
libre del cable utilizado. Ambos alimentodores son de igual
longitud. Ademas hay que recalcar que las magnitudes de la
corriente de falla trifásica son las mayores, correspondiente ias
menores a la corriente de falla fase-tierra. Esto es general, -
excepto cuando se trata de redes conectadas según e! sistema Y.,
con e! neutro puesto a tierra a través de una resistencia de bajo
valor, en donde la corriente de cortocircuito fase-tierra, o entre
dos fases adquiere magnitudes más altas , (REF: 2 )
2.4.3.3. Calcule de la corriente asimétrica de cortocircuito
Los cálculos efectuados en el numeral anterior, nos permiten co-
nocer solamente los valores RMS, de las corrientes de falla en
condiciones estacionarias. Es decir, luego de que las condicio-
nes transitorias de la falla han desaparecido, lo cual ocurre des
pues de 3 ó 4 ciclos de iniciada ésta.
La corriente asimétrica de cortocircuito, cuya forma general se
muestra en la figura N°10, esta conformada por dos tipos de co-
rriente, la una, !Q corriente simétrica de cortocircuito, en esta-
do estacionario y !a otra, una componente de corriente contí'nua,
de forma exponencial y decreciente * (REF: 3 )
1
FIGURA N°10
CORRIENTE ASIMÉTRICA DE CORTOCIRCUITO
Ahora bien,, que significa esta asímeírra? . * . . . . La confesfación
se refiere fundamentalmente al siguiente aspecto:
La asimetría representa los esfuerzos magnéticos y férmicos,. a los
que se someten ios componentes de las instalaciones eléctricas.
(REF: 3 )
Los valores de ia corriente asimétrica de cor.íocircuiro/ nos per-
mitirán coordinar con las corrientes térmicamente admisibles de
los conductores. Con este objeto/ y para calcular estas corríe
-92-
res asiméfricas, se requiere conocer la relación X/R.de !os ca-
bies/ que al uHÜzar la curva de la figura N011, se obHene
fácilmente la relación las/lsim de las corrientes.
RGURÁ_N°ÍÍ
VALORES DE 1 / i VERSUS X/ RS1M
-í.7
V.-í
-/.O
O.S L
Con el objel'o de indicar/ la manera de calcular ei valor de ia
relación X/R en el punto de falla, continuemos con e! ejemplo
de! acápite 2*4.3 .2 e / referente ai nodo N°4 de! alimeníador A,
Habíamos establecido que la corriente de falla fase-Herra era:
A ( 22 )+ z2 + z0
en donde la impedancia equivalente es;
- . Z . . H, . . Z. . .+ Z
Z e a 1 - __J - 1 JI ( 26 )
2(0,2088 + ¡0.4355) -i- 4,7994 H- jó.7000 oeq -
1.7790 + ¡2(5239
X /R = 2.5239
1,7790
= 1.42
Y de ia figura N°ll se obfiene ei valor de 1.09 correspondien
te a la relación 'asipr/'siny- PQfa la magnitud de X/R calculada.
De las relaciones (21 )f (22), (23), (24) y (25) r se puede dedu-
cir las impeJanciás equivalentes correspondientes.
-94-
F'alla trifásica
Zeq = Z} JL . ( 27 )
Falla fase-Herra
.Z /.+. - Z - + Z- .
Q ( 26 )
Falla entre dos fases
Z-, - +• Z -x -28
Falla entre dos fases y fierra
Z Z + Z Z 2 + Z Z 2
Z~~ " ( 29 )V31 ( - a
Fase asociada a la falla anterior
/ 7 + 7 Z + Z Z/-Q T /. ¿. ] z-
Zeq = -- ---
En las siguientes tablas, se muestran los valores correspondientes
a las relaciones X/R e !asirn/!sirru
TAB
LA
N°3
1
» A
L1M
EN
TA
DO
R A
RE
LAC
IÓN
N°
NO
DO
FA
LLA
TR
IFÁ
SIC
A FA
SE
1
X/R
ia
sim
/isim
X
/R
'
1 2 3 4
' 5 ó 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
3.3
9
3.1
0
1 .0
2
1 .1
1
2.8
2
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-93-
Volviendo aí nodo N°4 de nuestro ejemplo, se nene que:
lasim/lsim =1 .09 ( 31 )
lasím = Isim x 1 ,09 A
= 1177.9 x U09 A
- 1283.9 A
Haciendo uso de las relaciones de corriente, anotadas en las
tablas anteriores para cada una de las fallos, y considerando
ademas los valores de las corrientes simétricas, (tablas Nos. 29
y 30 ) mediante un sencillo producto, como el del ejemplo, ob-
tenemos los diferentes valores de corrientes asimétricas en cada
uno de los nodos. Los resultados se presentan en las tablas
Nos. 33 y 34.
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80
.07
55
5.6
7647.5
52
38
.7o o
-101-
A continuación en las figuras Nos» 12 , 13 y 14, se mues-
tran íos valores máximos y mínimos de ¡as corrientes de cor-
rocircuiro, así como lambí en e! mayor valor de ICE corriente
asimétrica. Ademas se encuentra indicada la corriente de
carga,- en condiciones normales de operación de los circuitos,
Concretamente así;
FIGURA N°12
DISPOSICIÓN DE LAS CORRIENTES DE CORTOCIRCUITO
Le.
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-104-
2.4.4, CONFÍABILIDAD
Un concepto que también nos permite rnedír la confiabilídad de
un sistema es la "fallabiÜa'ad" del mismo, concepto que se lo
podría definir como ia posibilidad de salida de servicio de un sis
terna y que es recíproco de! primero. A este concepto nos refe-
riremos en este trabajo.
Una posibilidad de disminuir la "faliabiíidad" de un alimentador
o subaíimentador, consiste en seleccionalízarío medíante aparatos
de corte dispuestos en serie. Este "modus operandí" implica que
ios consumidores que se encuentran dei lado de la fuente, del apa
rato de protección no se encuentran afectados por las fallas que
puedan ocurrir en eí lado de ia carga/- a partir del mismo apara-
to.
Utilizando este me doto y conforme lo muestra la figura N°I5, se
pueda establecer que la disminución de !a fallabilidad es pequeña
y decrece rápidamente hasta un máximo de! 50%, lo cual no es
conveniente, considerando además,- que solamente los usuarios que
se encuentran de! lado de la carga de! equipo de protección, go-
zarían de un nivel aceptable de confiabílidad.,
La óptima lacalizacíón de los aparatos de protección se efectúa
cuando el producto ds! número de consumidores por ¡a longitud en
cada zona (antes y después deí punto de seccionalizacíón) es igual
(REF: 25)
50
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Oiro méfodo por el cual se puede optar para mejorar el grado de
confibialídad de un sistema, es eí de colocar aparatos de provee-
ción en ías derivaciones a los ramales secundarios. EÍ efecto pro-
ducido por esta disposición se muestra en la figura N°l ó, que di-
cho sear no es una curva generalizada,, pero que en todo caso da
un ¡Vidice de la disminución de !a Fallabilídad/ con la adopción
de un sistema.
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Ccbe puntualizar que un sistema infalible, ademas de ser "infi-
nitamente" costoso es Írnposíblen
En resumen se puede indicar que un oprimo grado de confiabiii-
a'ad es posible conseguir conjugando los dos métodos, siempre que
el sistema y la coordinación de !a protección lo permitan.
Finalmente, cabe destacar que la Fallabilidad existente en siste-
mas de distribución del tipo aéreo es mayor, que en los sistemas
de distribución subterránea, ya que los primeros se encuentran ex-
puestos a mayor cantidad de fallas de orden externo.
Considerando ía posibilidad de que se produzca una falla en al-
gún punto de! alimentador, en e! presente estudio se ha previsto
otro aiimentadcr de emergencia, cuya finalidad sería la de monte
ner !a continuidad del servicio a partir de otra subestación,
Como producto de !os razonamientos ya expuestos/ se deduce que
el sistema diseñado en ei presente trabajo gozara de una alta con
fiabilidad.
2,4.5. PROTECCIÓN Y COORDINACIÓN
2.4,5.1. Protección del sistema
Utilizando las máximas y mínimas corrientes de cortocircuito ob-
-109-
tenidas en los numerctíes 2.4*3.2» y 2.4.3,3* y sirviéndonos ade
mas de los criterios de confíabüidad expuestos en e¡ numeral an-
terior, se puede proceder a la protección de! sistema.
E! esquema básico de protección de la red se fundamenta en la
utilización de disyuntores en cada uno de ios subalsmentadores y
fusibles para cada una de sus derivaciones o ramales.
Existen fundamentalmente, dos modalidades para cumplir con este
objetivo/- ia una mediante relés térmicos para sobrecarga, combina
dos con relés de máxima intensidad, lo cual implica ia utilización*
de 4 relés, (REF: ó ), y la otra que resurnírfa a la primera, y
que utiliza un solo Hpo de reiér el cual puede ser ajustado para
proteger sobrecargas, mediante les taps de! mismo, y pora corrien
tes de cortocircuito, mediante el disparo instantáneo.
La protección contra sobrecargas es importante, ya que estas dis-
minuyen la vida dei aislamiento del cable, y en el caso de que
sea de larga duración, eí calentamiento producido puede perforar
el aislante. Se debe recordar que ei mismo reté servirá para ope-
rar con .corrientes de cortocircuito, por lo cual debe ser calibrado
de manera que ia corriente de puesta en trabajo sea igua! o menor
que la mínima corriente de cortocircuito y mayor que la corriente
nominal (o igual a.la de sobrecarga), asegurándonos de esta ma-
nera, que eí relé operará con seguridad en eí primer caso, y en
-n o-
el segundo no lo hará innecesariamente, (REF:6 )
Es necesario destacar que ía protección principal de los subalirnen
(-adores constituye la utilización de disyuntores comandados preci-
samente por estos relés, la protección de respaldo estaría dada por
el equipo de protección, situado a la salida dei alimentado^ en
la salida de la subestación. (REF:: 24 )
La utilización de fusibles, además de ser la mas generalizada, es
• la forma mas económica a pesar de sus limitaciones, de proteger
las redes contra las corrientes de cortocircuito. Para su aplicación
se requiere conocer previamente los siguientes factores: corriente de
carga, nivel y tipo de tensión (Y ó ¿\ y máxima corriente de
cortocircuito, que determinan a su vez las siguientes característi-
cas deí fusible: capacidad de corriente continua y capacidad de
interrupción, en donde la primera debe ser igual o mayor que la
máxima corriente de carga. En un sistema no puesto a tierra, la
tensión de diseño debe ser igual o superior a la tensión entre fa~
seso Y finalmente, Ía capacidad de interrupción de corriente .si-
métrica estará determinada por lo. máxima corriente de falla calcu
iada deí lado de la fuente de! fusiblec (REF: 3 )
2.4*5.2* Coordinación de la protección
El principio básico'de la coordinación se refiere a que la protec-
ción principa! debe despejar la falla antes de que el elemento de
-111-
respaído opere. Además,- las salidas permanentes de servicio de-
ben afectar durante e! menor tiempo a! menor número de usuarios,
2..4.5.2.1 , Coordinación enrre fusibles
En e! caso de la coordinación entre fusibles, se debe considerar
los siguientes puntos:
a. "El máximo Hempo de despeje de la protección primaria no
debe exceder el 75% de! mínimo tiempo de fusión de! ele-
mento de respaldo"* (REF; 3 )
De esta manera se asegura que Ja protección principal inrerrum
pa la faíía antes- de que el elemento protegido opere.
b* "La corriente de carga no debe exceder ia capacidad conti'nua
de corriente del fusible'1 (REF: 3 )
En e! caso de que exceda existirá calentamiento y una salida
innecesaria del servicio.
La capacidad continua de conducción es de! orden del 150%
para los fusibles tipo K y del 100% para los del tipo Ha
La coordinación se efectuará a partir de los puntos más alejados/
hacia ia subestación*
A continuación, en las figuras Nos,, 17, 18/19, se muestran las
-112-
las curvas corriente-tiempo de los Fusibles K y H, tanto para e!
máximo Hempo de despeje corno para e! mínimo tiempo de fusión,
(REF: 29)
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FIGURA N°17
FUSIBLE TIPO T - MÁXIMO TIEMPO DE DESPEJE
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FiGURA -N°18
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2.4.5.2.2. Coordinación; fusible-relé
Cuando se rrata de coordinar fusibles con relés, se debe conside-
rar que las características Hempo- corriente de los fusibles es mu'
cho mas inversa/ que la característica tiempo-corriente de! disco
de inducción de los relés; por esta razón este tipo de coordina-
ción presenta alguna dificultad, por lo cual se deben utilizar
relés cuyas características sean muy inversas o extremadamente in
versas, y que corresponden, por ejemplo, a ios relés tipo CO 9
y CO 11 de la Westinghouse. (REF: 30)
Para este caso se ha seleccionado e! relé tipo CO 11 que presen
ta mejores condiciones para efectuar la coordinación con fusibles,
(REF: 1 ) ya que su característica tiempo corriente/ se asemeja,
mas a ías características de máximo tiempo de despeje de los fu-
sibles, A continuación se muestran, en la figura N°20, Sas cur
vas corriente-Kempode este relé, para cada dial de tiempo.
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2.4,5,2,3, Coordinación entre relés
A pesar de que el aicance de! presente trabajo no incluye los
primarios que dotaran de servicio al sector, ni la protección de
los mismos/ se ha considerado conveniente incluir brevemente, los
principios básicos de la coordinación entre relés.
Partiendo de las características tiempo-corriente de los relés ubr
cados en las salidas de los subalimentadores y considerando los
valores de las corrientes de falla, se debe añadir a estas curvas
un intervalo de tiempo de coordinación, eí mismo que representa
la suma del tiempo de interrupción deí disyuntor, mas el tiempo
de funcionamiento deí relé y finalmente, mas un margen de seguri
dad para compensar posibles errores en el calculo de las corrientes
de falla, tiempo de operación del relé y errores en la relación
de los transformadores de corriente. Todo este tiempo equivale
a 0.3 segundos, valor que es eí comunmente utilizado, (REF: 1 )
.2.4.5.2.4. Procedimiento
Utilizando las corrientes de cortocircuito y de carga indicadas en
la figura N°13 y rnás concretamente, ias corrientes de falla del
alimentador A-l con sus 'respectivos ramales, se muestra a conti-
nuación el proceso efectuado para obtener una adecuada coordi-
nación, conforme a los criterios expuestos anteriormente.
-119-
Las corrientes de carga corresponden a las que existirán cuando el
sistema se encuentre en el ¡uniré de su crecimiento y por fondo
ya no admira nuevas cargas. La protección ha sido estudiada pa-
ra esia etapa. En caso contrario/ al dimensionar ios fusibles,, por
ejemplo, se deberá considerar el incremento anual de carga esta-
blecido.
En eí nodo N°8 existe una corriente de carga de 19.75 A, e!
fusible adecuado es uno de 15 A7 que tiene una capacidad de
22.5 A continuos* Este fusible,-de acuerdo a la figura N°17,
tiene un máximo tiempo de despeje de 0.012 segundos para 5999,9 A
de corriente simétrica de corroe!rcui'to.
No se requiere de! mínimo tiempo de fusión ya que no existen -
otros fusibles del lado de la carga, para coordinar con este último
del ramal *
En el nodo N°7 y mirando hacia el nodo N°8 existen 138.25 A
de carga, se debe utilizar un fusible de 1OOA, cuya capacidad
continua es de 150A.- El mmimo tiempo de fusión de este fusible
es de 0.013 segundos para 6987,6 A de acuerdo a la figura N°l 8.
La relación finiré e! máximo tiempo de despeje y el mínimo tiempo
de fusión de los fusibles de 12 y 1 00 A es :
0,012.100 x rTopT" =92.31 % que no cumple con el punro (a)
-120-
dei acápite 2.4.5.2.
Para el mismo nodo y las mismas condiciones, probaremos con un
fusible de 140 A, cuyo mmímo Hempo de fusión es 0.03 segundos
La relación seria:
T O O x — = 40% <T 75% que ya cumple con e! punfo0.030
(a) del acápite mencionado, logrando de esra manera coordinar
los dos fusibles.
En serie con el fusible del nodo Ñ°7, se encontraría el fusible
que puede ser ubicado en el nodo N°ó, que nene una corriente
de carga de 209,51 A, se debería utilizar un fusible de 140 A,
pero de hecho no habría coordinación posible con otro fusible
igual (el fusible del nodo i\!°7). Debernos utilizar uno de 200A
cuyo mínimo tiempo de fusión para 778877 A es de 0.07 segundos.
El máximo tiempo de de.sp.e.je del fusible de 140 A, ubicado en e!
nodo N°7 es de 0.064 segundos. La relación seria:
,™ -100 x—, _ = 128%>75% que tampoco cumple.
0.050
Estos resultados eran de esperarse,, ya que las distancias existentes
entre fusible.'; son cortas, y consecuentemente la diferencia en mag-
nitud de las corrientes de cor f ce i re u i ro, entre los nodos es mínima..
-121 -
La ultima alternativa es coordinar el Fusible de 140 A, ubicado
en eí nodo N°7, con el relé del disyuntor iocaíizado en la sali
da del subalimenfador.
Pero antes debernos coordinar los fusibles que se ubicarán en íos
nodos N°5 y N°3.o
En el nodo N°5 existen 10.01 A de carga, el fusible adecuado
es uno de 8 A, cuyo máximo tiempo de despeje es de 0.012 se-
gundos para 5524,8 A de corriente simétrica de cortocircuito.
En el nodo N°3/ mirando hacia el N°5, circulan 130.06 A de
carga, Se debe utilizar un fusible de 1OOA cuyo mfnimo tiempo
de fusión para 9080,7 A es de 0.01 segundos» La relación a
mada sería:
100 x r = 120 %>75 % que no cumple.0.010
Colocando en el nodo N°3 un fusible de 140 A, que tiene 0.02
segundos de mínimo tiempo de fusión, se tiene:
inn '100 x s Ó0o/o <75o/0 5¡
0.20 ^
Por similitud, en cuanto a la corriente de carga, en el nodo N°9
se deberá instalar un fusible de 8 A e
-123-
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FIGURA. N°21
SUBALIMENTADOR Al
COORDÍNACION ENTRE FUSIBLES Y RELÉ
RELACIÓN 450/5
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-124-
Como comentarios a! respecto, se puede indicar que La selección
del tap del relé debe realizarse, de manera que !a corriente en
ese punto sea cuando menos dos veces ia máxima corriente de car
ga normal,. (REF: 1 ) lo cual determina que se utilice el dial ó
del relé CO 11 .
Además/ se debe destacar que existe una mejor coordinación para
corrientes de cortocircuito de magnitudes altas, que para fallas
"livianas11/ como consecuencia de las propiedades intrínsecas de
la curva del reíé, lo cua! origina tiempos de operación prolonga-
dos, para fallas mmimas en lugares remotos.
Finalmente a la característica tiempo corriente del relé se -deberá
sumar el intervalo de tiempo de coordinación del relé, igual a.0t3
segundos y lograremos proteger el sistema hasta el lado de baja
tensión de ia subestación.
Utilizando un procedimiento similar al aquí desarrollado,, se obtíe
nen en las tablas Nos. 35 y 36, que se encuentran a continuación,
los resultados que permiten obtener una adecuada coordinación de
la protección.
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127
La superposición de las curvas corrienfe-riernpo para la coordi-
nación e ñire fusibles y relé, de los subalírnenfadores Á2, Bl f
B2, B3 y B4 se encuenlran a continuación.
-128-
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FIGURA N°22
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En los siguientes gráficos se muestran esquemáticamente la capa-
cidad de los fusibles y su ubicación dentro de cada uno de los
ramales y suba I ¡montadores,, asf corno también la ubicación de
ios disyuntores para cada uño de los dos sectores.
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Con el objeto de proteger el cable contra las grandes corrientes
de cortocircuito, se requiere aplicar sí disparo instantáneo de!
relé, cuyos faps deben ser calibrados para tales corrientes.
En el caso del subalimentador A 1 por ejemplo, el relé debe
ser calibrado de manera que a la máxima corriente de cortocir-
cuito (1321 ó.3 A), se produzca el disparo instantáneo. Esfa
corriente corresponde al tap N°30 del relé, para un transforma-
dor de corriente de relación 450/5 .
En el siguiente cuadro se indica la calibración de los taps de los
relés para disparo instantáneo/ en cada uno de los subalimenta-
dores.
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A 1
A 2
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33
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SUBALIMENTADOR
B 2
B 3
B 4
TAP
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40
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En el caso de los subalimentadores Bl,. B2, B3 y B4, desde e¡
punto de vista de la máxima corriente de carga, solamente se
requiere transformadores de corriente de relación 300/5, 250/5.,
250/5 y 350/5 respectivamente, pero por efectos de disparo ins
tantaneo se han colocado todos de una relación 350/5, ya que
una relación menor a ésta, implica mayor numero de taps y con
-136-
secuenternente relés especiales. En ¡a tabla N° 36 ya se previo
esta circunstancia.
2.4*5 .2 ,5 . Coordinación con el límite térmico de los cables
No debemos olvidarnos que ía protección también incluye ei cui
dado del conductor, conforme a la capacidad térmica de! mismo,
para lo cual se debe considerar la corriente asimétrica de corto-
circuito en el punto de interés, su duración en segundos y el
tipo de conductor, que en este caso.es cobre.
En la figura N°29 se muestra el mfnimo calibre requerido, en
función de estos factores.
Como ejemplo, para establecer eí límite térmico, consideremos
ei ramal 1-2 de! subalimentador A l de la figura N°l 3, en don
de, en el nodo N°7 se tiene 8734,5 A de corriente asimétrica
de cortocircuito, cuyo máximo tiempo de despeje para un fusible
de 140 A "T", conforme a la curva N°17, es de 0.05 segundos,
¡o cual en la figura N°29 determina la utilización de un con-
ductor de 25 mm2 a'e sección como mi'nimo, cuya sección corres
ponde a! calibre inmediato superior, a partir del punto de inter-
sección en la figura.
Cabe indicar que de acuerdo ai resumen de cables seleccionados
ir-137-
en e! acpápire 2,3.2.2., tabla N°20, para este rama! y por
efectos de capacidad de conducción y caída de tensión, se
había seleccionado un conductor de 150 mm2 de sección/ lo
cual saHsface ampliamente este requerimiento.
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-138-
¿14- 0.6 0.3 4 2 3 4 - 5
FIGURA N°29
CORRIENTES DE CORTOCIRCUITO TÉRMICAMENTE ADMISIBLES
CONDUCTORES DE COBRE
-139-
En las tablas Nos, 37 y 38, que se ericueniran a continuación,
se indica, basado en la figura anterior, en las corrientes asi-
métricas y en ios tiempos de desconecccion, los calibres mmi-
mos requeridos, para efectos del lunire térmico de los cables.
Ademas se anota el calibre utilizado en los respectivos tramos,
de cada uno de los subaümentadores y ramales de los aümenta-
dores A y B.
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3-
5
7
-8
2-
10
10 -
13
13
- 16
10
- 11
11
- 1
2
13 -
14
13 -
15
L
AS
IMÉ
TR
ICA
1321
6.
';:
1180
4.
98
13
.
8734
.
. 11
804.
8734
.
1321
6.
1207
5.
1035
9.
1207
5.
6401
.
1035
9.
1035
9.
3 9 8 5 9 5 3 ó 3 ó 8 3 3
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16 16 16 04 04
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mm
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50 50 35 35 25 25 50 50 50 25 16 25
: -
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25.
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3 x
3 x
3 x
. ; . .
,3 -
x
mm
¿
x 240 )
x 2
40
)
x 24
0 )
x 24
0 )
70 150
240
240
240
25 16 25 .25
O 1
-142-
En e! caso de que alguno de ios conductores seleccionados por
efectos de capacidad de conducción y cai'da de tensión/ no hu-
biese cumplido con el requisito del mmimo calibre, debido al
ITmíte térmico, hubiese sido necesario incrementar la sección del
tramo en interés, a otro calibre que cumpla con este último re-
querimiento.
-143-
C&ÍPIIIIÜJ1LO lililí
DISEÑO
3.1 . RED DE ALTA'TENSION
3.1 .1 . COMENTARIOS
El trazado de la red de alfa tensión ha sido efectuado de manera
que cada uno de los futuros usuarios/ tenga fácil accesibilidad a
los cables. Se ha requerido por tanto, instalar en los lugares
que los precisan, red a cada lado de la calzada.
Los cables irán enterrados bajo tierra, sobre una capa de arena y
recubiertos por ladrillos como'protección mecánica. La profundi
dad recomendada es de 70 cms. (REF: 2)
Se ha considerado para las capacidades de conducción esfa pro-
fundidad/ que generalmente mantiene una temperatura de 20°C y
una resistividad de 100 -m. Las capacidades de conducción de
la tabla N°ó contemplan estas condiciones.
Para cruzar las calles y avenidas se debe instalar ducfos de ce-
mento, que permitan introducir y pasar holgadamente los cables.
Su diámetro debe ser, como mínimo 1.5 veces el diámetro exte-
rior del cable (REF: 2)
-144-
Se debe procurar evitar los cruces de cables. Si Fuese indispen-
sable hacerlo, deberán manfener una separación ver Mea I suFicienu
re que posibilite la disipación de calor.
El sistema operará de esfa mqnera:
La alimentación normal se efectuará por los alirnenfadores prima-
rios A y B, los cuales llegarán a ¡as cámaras C-1A y C-l B de
protección y seccíonamíento/ desde las cuales se derivarán los
subalimentadcres y ramales para tomar carga. Los conductores de
los subaíímenradores mantienen su sección constante/ hasta su lie
gada a las cámaras C-6A y C-98 que también son de protección
y seccionamiento, y que además servirán para ingreso de los aü
montadores de emergencia/ en el caso de una Falla. En estas
cámaras se preveen aparatos' de corte normalmente abiertos/ cuyas
capacidades deberán ser calculadas de acuerdo a las corrientes
de interrupción/ vistas hacía la subestación que provea de ener-
gía para las condiciones de emergencia. Dicho cálculo se en-
cuentra Fuera del alcance de este trabajo.
Estos aparatos de corte también servirán eventuaimente/ para do-
tar de servicio a cualquier subaíimentador Falloso, siempre que se
considere el tiempo de emergencia/ la capacidad de corriente de
los cables y el límite término de bs mismos.
-145-
3.1.2. DIAGRAMA UNIFILAR Y SIMBOLOGíA
Favor ver el plano N°l
3.2.3. PLANO DE LA RED DE ALTA TENSIÓN
Favor ver el piano N°2
3.2. CÁMARAS DE SECCiONAMIENTO Y TRANSFORMACIÓN
3.2.1. COMENTARIOS
Las cámaras han sido diseñadas de manera que faciliten la opera-
ción de los equipos ubicados dentro de ias mismas/ a la vez que
eliminen la posibilidad de accidentes del personal. Disponen de
acceso para el personal, con rejilla de protección y canalización
para la evacuación del agua. Lozas desmontables para ia intro-
ducción del equipo y refjillas de ventilación.
Los equipos requeridos para las cámaras C-1A y C-l B serán insta-
lados en paneles, los cuales brindan una excelente protección*
Igual instalación se prevee en las cámaras C-6A y C-9BS Laseo
restantes cámaras tendrán su equipo al descubierto, con ¡as debi-
das protecciones. Se incluye en cada una de ellas un seccionador
- -146-
rri polar bajo carga, que permita visualizar la interrupción fTsica
de la tensión y de la corriente. El radio de curvafura mi'nimo
de los cables instalados en las cámaras, están de acuerdo a las
recomendaciones de los fabricantes y se encuentran resumidos en
la siguiente tabla:
RADIOS MÍNIMOS DE CURVATURA
CALIBRES -mm2
3 x 25
3 x 35
3 x 50
3 x 70
3 x 95
3 x 120
•: 3 x 150
3 x 185
.-) x 240
1 x 240
RADIOS DE CURVATURAcm
63
68
72
78
83 -
89
93
102
114
53
(REF:2 )
-147-
En algunas de estas cámaras se ha previsto la insl'aiación de irans
formajdores para el servicio de alumbrado público.
3.2.2. PLANOS DE LAS CÁMARAS DE SECCIONAMIENTO Y TRANS-
FORMACIÓN
Favor ver pianos Nos. 2 y 3 /
3.3. RED DE ALUMBRADO PUBLICO
3.3.1. GENERALIDADES
En términos generales/ el alumbrado publico en calles y avenidas/
tiene como objeto el dorar de una iluminación suficiente/ de modo
que ofrezca la máxima seguridad para el trafico peatonal y vehicu
lar. Consecuentemente los accidentes y los actos delictivos dis-
minuyen considerablemente. Así mismo/ el desarrollo comercia! y
turístico se incrementa.
El nivel de iluminación de las vías públicas depende de1 la velo-
cidad e intensidad del trafico vehicular/ que a su vez es función
del tipo de calzada. Determinando los niveles da iluminación.
(Tabla N°40),. se obtiene una adecuada visibilidad.
-148-
TABIA N°40
NIVEL DE ILUMINACIÓN EN CALZADAS EN AUSENCIA
DE DATOS NUMÉRICOS SOBRE EL TRAFICO
TIPO DE VIA ILUMINACIÓN MEDIAlux
Carreteras principales 15
VTas industriales 4
Vfas comerciales con
trafico vehicular 7
VTas residencial con
tráfico vehicular ,7
Plazas 7
(REF: 27)
Respecto a las lamparas a utilizarse, aquellas de vapor de mercu-
rio y vapor de sodio de alta presión son las que, frente a las in-
candescentes o fluorescentes, han obtenido un alto rendimiento lu
minoso y una larga vida útil, lo cual ha motivado su generaliza-
ción en las instalaciones. La altura de montaje de las lamparas
trae consigo ventajas y desventajas, tanto económicas como lumí-
nicas. Entre fas ventajas tenemos:
- Mejor dislribución de la iluminación
- Menor deslumbramiento, consecuentemente mayor potencia por
punto de luz.
-149-
- Mayor separación entre luminarias y por tanto menor número de
unidades y menor costo.
Entre las denventajas se tiene:
- Dificultad de mantenimiento
- Disminución de! factor de utilización por dispersión del f lujo lu-
mi noso.
En la siguiente tabla se indican las alturas recomendables en fun-
ción de la potencia luminosa.
TABLA N°41
ALTURAS RECOMENDABLES EN FUNCIÓN DE LA POTENCIA
LUMINOSA '
POTENCIA LUMINOSA ALT/URA DEL PUNTO
INSTALADA DE LUZIm m
3000 a 9000 6.5 a 7.5
9000 a 19000 7.5 a 9.0
1900- ^ 9,0
(REF: 10)
La separación entre los puntos de luz igualmente tiene sus ven-
tajas e inconvenientes. Una mayor separación implica menor
uniformidad y también menor costo. Una separación menor me-
jora ía uniformidad de la iluminación, pero también su costo se
-150-
¡ncrementa . La separación de los puntos de luz debe guardar un
equilibrio e ñire la necesidad lumínica de! sector y e! costo para
satisfacerla „
En la tabla N°42/ se muestran datos onenrativos, de la relación
enire la altura de montaje y ía distancia entre luminarias.
TABLA N°42
RELACIÓN ENTRE LA SEPARACIÓN Y LA ALTURA DE LAS
- LUMINARIAS
ILUMINACIÓN MEDIA . RELACIÓNE med luz separación / altura
2 <
7 5
15 <
-"" E i<T7^ med^"
S E ¿51 5med
"" F ^r^n-~- •- "r~^- ^^ med
4 a
3.5 a
2 a
5
4 -
3.5
(REF: 27 )
En cuanto a la ubicación de las luminarias en las vfas se tiene
varias alternativas/ que están en función de! ancho de la vía.
Estas son:
- Axial
- Uni la te ra l
-151-
- Bilateral a! tresbolillo y
- Bilateral pareada
Es de anotar que la disposición unilateral es la más económica y
frecuente, cuando la calzada no es excesivamente ancha, Si asf
lo fuera, se debe instalar el sistema a! tresbolillo, cuando la an-
chura de la calzada, es menor o igual al doble de la altura de
montaje. Sí es mayor se deberá utilizar el sistema pareado.
En la tabla N°43, se muestran los valores de las relaciones, entre
la altura de montaje y la anchura de la calzada, en función de
ía disposición de la luminarias.
TABLA N°43
RELACIÓN ENTRE LA ALTURA DE MONTAJE Y LA ANCHURA
DE LA CALZADA
DISPOSICIÓN RELACIÓNALTURA LUMIN /ANCHURA CALZ.
Unilateral 0.85 a 1 .0
bilateral al tresbolillo 0.50 a O.óó
bilateral pareada 0.33 a 0.50
(REF:27 )
-152-
E! factor ds utilización de una luminaria, esta dado por ía rela-
ción entre el flujo luminoso que llega a !a superficie a iluminar-
se y el emitido nominalmenfe por la lámpara. Este factor se ob-
tiene de las curvas de utilización de cada luminaria. En la figu
ra N°30/ se encuentra dicha curva para luminarias de 125 waríos
de vapor de mercurio.
Con e! tiempo, el flujo luminoso de las luminarias disminuye por
e! envejecimiento intrínseco de las mismas, así* como también por
!a acumulación de suciedad. Estos inconvenientes., se consideran
dentro de! calculo, al introducir el factor de conservación total,
que representa el producto de los factores debidos a cada una de
las causas ya indicadas. Estos factores se muestran en ias tablas
Nos. 44 y 45".
TABLA N°44
FACTOR DE CONSERVACIÓN POR ENVEJECIMIENTO DE
LAS LAMPARAS
TIPO DE LAMPARA
Incandescente 0.85
mercurio, alta presión 0.90
so.dio,a!ta prc;sión 0.90
(REF:22 )
0.3
0.2
O.i
Q.5 J.S 2.5
FIGURA N°30
CURVA DE UTILIZACIÓN PARA LUMINARIA DE
125W DE VAPOR DE MERCURIO
-154-
TABLA N°45
FACTOR DE CONSERVACIÓN POR SUCIEDAD
TIPO DE LUMINARIA . FACTOR DE CONSERVACIÓN
hermética 0.87 a 0.80
ventilada . " 0,80 a 0.70
abierta - 0,75 a 0.65
3.3.2. CALCULO
Con los criterios ya expuestos y con.Ia siguiente relación, se pu
de establecer la distancia requerida entre luminarias.
r ^ - P l x f u x f cD - íJ_ H_ E_ m ( 32 )E , x A
mea
(REF: 22 )
en donde;
D = distancia entre luminarias rn
jTf-j = flujo luminoso de !as lamparas Im
f = factor cíe utilizaciónu
f = factor cíe conservaciónc
Emecp Üumíncición media lux
A — anchura de la calzada m
•155-
Las luminarias deberán instalarse de acuerdo a la siguíenfe figura:
FIGURA N°31
DISPOSICIÓN DE MONTAJE DE LAS LUMINARIAS
• oo
N
X
ujt-s°\c'-3a-4 S.
•l 50-
EI f iujo luminoso de acuerdo ai Catálogo de lamparas de Philips
(REF:21 ) es 6.300 lúmenes.
D = 6300 x (0.075 + 0.250) x 0,9 x 0,87
7 x 7
m
Cabe indicar que la altura de! punto de luz, y su separación de
los ofros, cumple con las recomendaciones establecidas en las
tablas Nos. 41, 42 y 43.
'El ancho de la calle considerada, corresponde a aquellas que se
encuentran sin ¡luminar., No es objeto de este trabajo la recon-
sideración de la iluminación existente, por tal razón se excluye
la iluminación de las avenidas del sector.
Para la dotación de energía para eí alumbrado público 'se ha re-
querido instalar transformadores en algunas cámaras desde las cua
les saldrán los cables hacía la célula fotoeléctrica y el re!é, los
mismos que serán instalados en !os postes más cercanos. Para ca-
da circuito de alumbrado se ha previsto, en general, colocar dos
relés con sus respectivas células incorporadas, de manera que en
caso de falla^ la cantidad de lámparas fuera de servicio sea me-
nor»
-1 57-
3.3.3, PLANOS DE LA RED DE ALUMBRADO PUBLICO, DIAGRAMA
UNIF1LAR Y SIMBOLOGIA
Favor ver piano N° 5
3.4. LISTA Y ESPECIFICACIONES DE MATERIALES
3.4.1. LISTA DE MATERIALES
ÍTEM D E S C R 1 P C i Q N CANTIDAD UNIDAD
Transformadores de Distribución
Transformador monofásico de dis- 7 c/u
fribución de 25 KVA7 de relación
6.300 - 240/120V
Equipos de Protección
Disyuntor trifásico en mmlmo vo- ó c/u
lumen de aceite, 10KV nominales
para Ó.3KV de tensión de servicio
800A nominales, 60 HZ, 25 KA de
interrupción, Bil'.ide 7*5KV/ tipo -
"desbrochare"
Seccionador tripolar baja carga, 19 c/u
operación manual a derechas, con
varillaje / pértiga, de 1 OKVnomi
nales, 630 A nominales, 60 HZ,
-158-
20KA de interrupción BIL ds 75 KV
4 Transformadores de corriente de relación 450/5 1 c/u
amperios y una fensíón de 6.3KV
5 Transformadores de corrienre de relación 400/5 1 c/u
amperios y una fensión de 6.3 KV
ó Transformadores de corriente de relación 350/5 4 c/u
amperios y una tensión de Ó.3KV
7 Relé de protección tipo inducción, con unidad 18 c/u
de sobrecogiente, confectores/ indicador de -
operación/ e indicador de operación insranrá-
nea con ajuste de tiempo y derivaciones (raps)
de hasta 40 veces la corriente nominal,
8 Portafusiles tipo distribución/ fea'sión nominal 56 c/u
1 OKV, capacidad de corriente de cortocircuito
10600 amperios simétricos y 16000 amperios asi
métricos/ 300A contTnuos BIL de 75KV
9 Tirafusibles tipo "H" de 2 A 14 c/u
10 Tirafusible tipo IIT" de 140 A 42 c/u
11 Portafusíble de baja tensión 500V, 160 A con- 14 c/u
tfnuos
12 Elemento fusible de 50 Amps 14 c/u
13 Porrafusible unipolar 250V/ 1OA con fusible de 552 c/u
1A
14 Cubículos cerrados de estructuras metálicas de 16 c/u
1 .25 m de profundidad/ 0,75 m.
-159-
de ancho y 1 .50 m de a I fura, provislo de
carro deslizante, adecuado para montaje de
seccionador tripolar y/o disyuntor en mínimo
volumen de aceite, para instalación en in-
feriores.
Completo, con aisladores Epoxi, barras de
cobre de 1OOOA nominales y cabiería. Ade-
cuados para 7.2KV, 25KA de interrupción,
BiL de 75 KV
15- Batería de corriente continua de 1 .75 V com 32 c/u
plefa, con terminales, orificios de ventila-
ción y líquido electrolítico
16- Enrejado metálico de dos filas, para colo-
cación de baterías
Equipos de Alumbrado Público
1? Luminarias tipo cerrado con lámparas de va- 276 c/u
por de mercurio de color corregido de 125 VV,
cosquillo universal 240 V., 60 c/seg, con
balasto y capacitor incorporados
18 Interruptor fotoeléctrico para 00 c/seg. para 13 c/u
240 V, unipolar, contactos de carga para -
-1 60-
1000 \V, normalmente abiertos, para uso a la
intemperie, completo con sisfema de sujeción.
19. Relé para control de alumbrado de calles 13 c/u
bipolar, contactos de carga para 60 Atnp
250 V, de 60 c/seg, normalmente abiertos
con bobina de energización, la bobina se-
ra para 240 V.óQ c /seg, para uso a la
intemperi.e.
Conductores Aislados y Accesorios
20 -Cable tripolar apantallado, con aislamiento 400 m
de políetileno reticulado para 10KV 3 x
1 ó mm2.
21 Cable tripolar apantallado, con aislamiento 2500 m
de polieHleno reticulado para 10KV3x 25
mm2
"22 Cable tripolar apantalhdo, con aislamiento 500 m
de polietileno reficulado para 10 K V 3 x
35 mm2
23 Cable tripolar apantallado, con aislamiento 450 m
de poÜetiíeno reHculado para 10 KV 3 x
50 mm2
24 Cable tripolar apantallado, con aislamiento 1200 m-
de polietileno reticuiado para 1OKV 3 x
•70 mm2
-161»
2-5 Cable tripolar^apanralíado, con aislamiento 800 m
de políeHieno refículado para 10 KV 3 x
95 mm2
26 Cable tripolar apantallado/ con aislamiento 850 m
de poiieHleno reticuiado para 10 KV 3 x
120 mm2
2-7 Cable tripolar apantallado con aislamiento 2000 m
de poiieHleno rericuiado para 10 KV 3 x
150 mm2
2'8 Cable tripolar apantallado/ con aislamiento 1200 m
de poíietüeno reticulado para 10 KV 3 x
185 mm2
29 , Cable tripolar apantallado, con aislamiento 1000 m
de poiieKleno retículado para 10 KV 3 x
240 mrn2
30 Cable unipolar apantallado/ con aislamiento 400 m
de'polietileno reticulado para 10 KV 1 x
25 mm2
3'1' Cable unipolar apantallado/ con aislamiento 90 m
de polietileno reticulado para 10 KV 1 x
35 mm2
32 Cable unipolar apantallado/ con aislamiento 50 m
de polietileno retículado para 10 KV 1 x
50 mm2
-162-
3.3 Cable unipolar apantallado, con aislamiento 50 m
de polietileno reticulado para 10 KV 1 x
70 mm.2
34 Cable unipolar' apantallado, con aislamiento 150 m
de polietiíeno reticuiado para 10 KV 1 x
95 mm2
35 Cable unipolar apantallado, con aislamiento 120 m
de polietileno reticuiado para 10 KV 1 x
120 mm2
36 Cable unipolar apantallado, con aislamiento 200 m
de polietiíeno reticuiado para 10 KV 1 x 150
mm2
37 Cable unipolar apantallado, con aislamiento 160 m
de polietileno retlculado para 10 KV 1 x
185 rnm2
3'8 Cable unipolar apantallado con aislamiento 3400 m
de polietileno reticulado para 10 KV x 240
mm2
39 Cable subterráneo de cobre unipolar con ais- 19600 m
(amiento de polietileno reticulado para 1 KV
' 1 x 1 4 mm2
40 Cable con conductor de cobre unipolar, ais- 5600 m
lamiente termoplastico para O.óKV 1 x 2.08
mm2
-163-
4.1- Termina! interior para cable unipolar o tri 156 c/u
polar/ con aislamiento de poüetileno reticu
lado/ adecuado para 1 OKV a ser usado con
cables/ con resina y conecfores.
42 Empalme recto para usar en cables, aislamien 20 c/u
to de poüetileno reticuíado de 1 OKV con re-
sina/ molde y conectares
43 Empalme recfo para usar en cables con aisla 30 c/u
miento de poleHleno reficuíado de 1 KV con
resina/ molde y conectares
44 Abrazadera de pletina para fijación del ca- 1 lote
ble a la pared.
Ma(-erÍaI para conexión a Tierra
45 Conductor de cobre/ cableado/ desnudo/ se 300 m
míduro/ de 33 mm2 de sección
46, Varilla de copperwel de 16 mm de diámetro 72 c/u
y 180 m de longitud/ con conector apropiado
para cable a'e cobre de 33 mm2
47 Conector terminal para conductor de cobre 1 lote
de 33 mm2 de sección
48 Conector de derivación en "Tl[ para conduc- 1 lote
tor de cobre de 33 mm2 de sección
49 Pletina de cobre de 40 x 6 x 400 mrn para 15 c/u
neutros
-164-
50 Abrazadera de pletina para fijación del ca- 1 lote
ble de puesta a Herra
Postes
51 Poste de hormigón armado, centrifugado de 276 c/u
8.5 m de longitud con orificio de revisión
y tapa metálica.
Herrajes
5'2 Brazo de Tubo de hierro galvanizado de 276 c/u
1,80 ms de longitud con sistema de su-
jeción a poste de hormigón centrifugado
53' Perfil "L" de hierro galvanizado de 60 x 1 lote
•60 x 6 mm
Misceláneos
54 Cámaras de seccionamiento y transformación 15 c/u
de mamposterfa de ladrillo y piedra según
diseño adjunto.
55 Ladrillos tipo rnambrón 25000 c/u
56 Arena amarilla 3000 m3
57 Ducto de cemento de dos vías y un metro 180 c/u
de longitud
-166-
E! transformador deberá ser suministrado completo y listo para ser
puesto, en operación.
El transformador deberá ser provisfo de los siguientes accesorios:
marca indicadora del nivel de aceite/ intercambíador de derivacio
nes con operación inferna/ ventana de inspección en la tapa del
Transformador/ 2 ganchos para alzar/ born-e para puesta a fierra de!
tanque; 2 bushings de al fa tensión con terminales montados sobre la
tapa; 3 bushings de baja tensión con termínales montados sobre ia
pared del tanque para distribución a 120/240 voltios.
Píaca de identificación y características técnicas. Provisión para
puesta a fierra del bobinado de baja tensión. Tanque de fondo -
circular con labio c¡ue permita su rodamiento en cualquier dirección.
e-
2« Interruptor en Mf'nimo Volumen de Aceite
Será de operación manual y eléctrica de 10 KV nominales, y 800 A
conlTnuos de carga, con una corriente a'e interrupción simétrica no-
minal de 25 KA/ para una frecuencia de 60 HZ, nivel básico de
aislamiento (BIL) de 75 KV. El mecanismo de corte será de cierre
y apertura rápidos/ independiente de la velocidad manual, para
instalación en inferiores a 3.000 metros de altura sobre el nivel
del mar.
3. Seccionador Tripolar Baja Carga
Para conexión y desconexión rápidos/ accionamiento manual (aí la-
do derecho) con acumulación de energía, con varil laje de disparo
y dispositivo de conexión.
-167-
Servirá para instalación en inferiores, posición vertical, con pértiga
para accionamiento, aislada para una tensión de servicio de 6.3KV.
Aislado para 10KV, 630A nominales para una frecuencia de óOHZ con
20KA de capacidad de interrupción y 75KV de nivel básico de aisla-
miento (BIL) para servir a 3000 mtrs de altura sobre eí nive! del mar.
4. a
^* Transformadores de corriente
Los transformadores de corriente serán monofásicos, de ¡as relaciones in-
dicadas en los respectivos ítems, para una tensión de servicio de 6.3KV,
nivel de aislamiento de 75KV, para una frecuencia de 60 c/seg y clase
de precisión 0. OBI .
^• Relés de Protección
Los' relés de protección serán del tipo de disco de inducción provistos de
tarjetas indicadoras de operación y de operación instantánea, visibles des
de afuera, las mismas que deberán operar eléctricamente. Los termina-
les del relé deberán ser separados y accesibles por la parte posterior de
la caja que los contiene. Los contactos de operación deberán ser de una
capacidad rnmima de 30A por un segundo, debiendo tener además contac-
tos de se l ío.
Los relés deberán tener ios ajustes necesarios para obtener la protección
requerida, la cual deberá efectuarse medíante taps fácilmente accesibles,
el ajusfe de tiempo deberá ser de! tipo de separación de la carrera de
ios contactos. Deberán .tener los elementos necesarios para facilitar las
pruebas de calibración.
•-] 68-
Portofusibles Seccionadores
Para uso en inferiores en sistema trifásico de 6/3KV, sobre circuí tos
de distribución, con indicador visible y operación con pértiga, com-
pletos, con elementos fusible y accesorios para montaje en cruceta.
A 3000 metros de altura sobre el nivel del mar.
Los terminales serán conductores de cobre desde 25 mm2 hasta 50 mm2
de sección,, cableado.
SÍ la descarga tiene lugar, esta deberá ocurrir en el lado de carga del
cortocircuito, con una tensión nominal de 1 OKV y una capacidad de
interrupción de corriente de cortocircuito de 10600 amperios simétricos
y 1600 amperios asimétricos/ y 200A contmuos de carga; nívei de ais
lamiente, 75KY.
9. y
10. Tirafusibles
Los tirafusibles serán de! tipo de alta interrupción de corriente, con
botón de cabeza universal, adecuados para los portafusíbles-secciona-
dores descritos anteriormente y sus características tiempo de fusión co-
rriente estarán de acuerdo con las normas NEMA SG 2 y ANSÍ C 37.
11. Portafusibles de Baia tensión
Estos porfafusibles de baja tensión deberán ser unipolares, de 500V.,
de 60 ciclos para uso en interior, de tipo desconecfable, con base
de porcelana, completos con accesorios para montaje en tablero de
distribución, la capacidad continua será de 100 A.
-1 69-
14. Paneles
Serán de estructura metálica de 1 .25 m de profundidad, 0.75 rn de
ancho y 1 .5 m de altura, con carro deslizante y exrraible con sis-
tema de enclavamíento, apropiado para montaje de seccionador tri-
polar baja carga o disyuntor en mínimo volumen de aceite, la par-
te frontal quedará herméticamente cerrada/ cuanto esté en posición
de servicio. Los tabiques intermedios serán placas de material plás-
tico reforzadas con fibra de vidrio. El conjunto será adecuado para
instalación en interiores/ completo/ con aisladores barras de cobre
de 1OOOA nominales con deslizamiento longitudinal para dilatación
térmica. Adecuados para 6.3KV de tensión de servicio/- 25ÍCA de
interrupción y BIL de 75 KV.
En su parte superior, cuando se requiera, tendrán adosados paneles
metálicos de 0.5m de altura y 0.45 m de profundidad/ para coloca-
ción de los relés. Completo, con ductos para cableado y alojamieri
to para el rectificador.
15. Batería de Corriente Continua
Con cubierta acrilíca y separadores de material microporoso/ ventila-
ción tipo tornillo a prueba de rociadura con líquido eleclrolftíco de
1.215 gramos/cm3 de gravedad específica a 25°Cf con placas a'e p!o
mo recubiertas, de cobre/ de 1 .75 V.
1 ó. Enrejado Metálico
De hierro ángulo soldado entre sí", con láminas de acero y durmientes
aisladas con material anticorrosivo.
-170-
17. a
1 9. Equipos para alumbrado Público
Focos de vapor de mercurio,, de color y factor de potencia corregidos
de 125 W, 6.300 lúmenes iniciales, 240 V de tensión para una fre-
cuencia de 60 HZ.
Interruptor fotoeléctrico unipolar de 60 c/seg para 240 V con con-
tactos de carga de 1000 W normalmente abiertos durante e! dfa con
posibilidad de ajuste de los niveles lumínicos, para uso a la intem-
perie.
20. a
29. Cables Aislados y Accesorios
Cables subterráneos de cobre tripolar de alta tensión, con aislamiento
de polietileno reticulado y cubierta de neopreno para propósitos de
distribución.
Serán tripolares/ 7, 19 ó 37 hilos de cobre retorcido y templado,
para sistema puesta a tierra de ó.3 KV, para ser enterrados directa-
mente.
30. a
38. Cables subterráneos de cobre unipolar/ de alto vol taje/ con ais!amie_n
to de polietileno reticulado/ para propósitos de distribución.
Estos cables serán unipolares 7, 19f 37 6 61 hilos de cobre retorci-
do/ con aislamiento de poÜetileno reticulado y pantalla de neopreno.
-171-
39. y
40. Cables subterráneos de cobre, aislamiento de poliefileno reticulado
para 1 6 0.6 KV para propósitos de alumbrado público.
41 , a
43. Las cajas termínales y empalmes serán completas, con conectares, rer
mínales/ bujes aislados, masa aislante y todos los accesorios necesa-
rios para hacer una buena terminación empalme. Los empalmes serán
para ser enterrados directamente.
45. a
48. Material para conexión a tierra
Conductor de cobre estañado, cableado, desnudo, serniduro, de acuer-
do a la norma ASTM B33-46.
La varilla para puesta a tierra será de núcleo de acero recubierto to-
talmente de cobre copperweld: uno de los extremos será aguzado y el
otro deberá tener forma tronco-cónica con la base mayor al extremo.
Los conectares para unir conductores de cobre entre sí, serán de alea
ción de cobre y los pernos, tuercas y contratuercas serán de bronce
silicoso. El conector deberá asegurar una conexión rígida y una con-
ductividad no menor a la del cable de mayor rango especificado.
50. Postes
Los postes serán de sección circular, de hormigón armado y centrifu-
gado. Deberán estar libres de porosidades e imperfecciones y conser-
varán el color natural del concreto. Serán ornamentales .con
-172-
un hueco arriba y un orificio de revisión en marco de hierro con
rapa merálica y sujeción para bases fusibles, con una carga de roru-
ra horizontal de 350 Kg aplicados a 20 crn de la punto y una verfi
caí de 4.520 Kg.
52 y
5.3. Herrajes
Todos los herrajes y accesorios serán de acero galvanizado en ca-
Uenfe y deberán ofrecer alfa resistencia a la corrosión.
El hierro deberá saiisfacer los requerimientos de las ú I rimas normas
ASTM. :
OAÍPIiTlilliLO
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Como conclusiones de! proyecto realizado se puede establecer lo si-
guiente:
La utilización de redes subterráneas es adecuada en aquellos sec_
tores, en los cuales se tiene alias densidades de carga, o sumi-
nistros especiales de alto consumo.
El costo de instalación de redes subterráneas con cabíe aislado de
polietileno reticulado es menor ya que la flexibilidad del mismo
,facilita su montaje, disminuyendo de esta manera el costo de mano
de obra.
1 - El dimensionamíento de los conductores debe contemplar el incre-
I| -¿ mentó* de ía carga, la caída de tensión, capacidad de conducción
í *'fI •) de corriente, límite térmico y sección económica.
H-; *'4/J - El incremento de la carga debe considerarse para un periodo de
*ns$$ tiempo igual a! de la vida útil de las instalaciones, y que a su
L**• f' vez permita amortizar el costo inicial.
|15Jw? - La caída cíe tensión debe ser calculada para ía última etapa der -'It .*! este período y deberá sujetarse a las condiciones económicas de!
I'¿if si medio.
-179-
La capacidad de corriente de los conductores es singularmente im-
portante en redes subterráneas, ya que estas son suceptibles a las
sobrecargas térmicas, consecuentemente igual importancia tiene e!
límite térmico de las mismas.
La sección económica del calibre esta sujeta en general a las con
díciones anteriores, ya que muchas veces se requiere de una mayor
seccÍon/ que la que determina el estudio económÍcot
Respecto a ía protección de!" sistema es más adecuado preveer equi-
pos de protección en los ramales de ios aiimenradores o subalimenta-
ciones, ya que como se vio en la figura N°ló estos proveen de una
menor probabilidad de salida de servicio del aiimentador principa.1
y de una mayor selectividad.
La utilización de disyuntores se ¡us'tifica cuando la carga por ellos
protegida es importante y de magnitud, ya que asegura las instala-
ciones respectivas evitando daños, cuya reparación en el caso de
instalaciones subterráneas, serfa prolongada y costosa. Con el
mismo objeto, y ante la presencia de grandes corrientes de cortocir
cuito es adecuado utilizar el disparo instantáneo del relé y con él,
el disparo del disyuntor.
Respecto al alumbrado público es mejor instalar doble célula y relé
en cada circuito, con el objeto de disminuir el área no iluminada,
en e! caso de presentarse algún daño.
-180-
Con e¡ propósito de dotar al sistema de mayor flexibilidad a la ya con-
siderada, se recomisnda tomar en cuenta ios siguientes aspectos-.
Si la carga se incrementase en forma diferente a la prevista, se
recomienda instalar en e! futuro doble red en cada lado de la ca-
lle, debiendo alternarse el servicio a ios centros de transformación
(REF: 2) Por la misma razón, y aún cuando solo se requiere de
los ducfos indicados en ios respectivos planos para e! cruce de las
calzadas, es oportuno preveer ductos.de reserva en las bocacalles.
Respecto a la protección, se recomienda instalar un dispositivo de
seccionalización en los subaümentadores de manera que se límite
la carga adicional para el caso de alimentación de emergencia.
Sería ideal establecer un porcentaje genera! de toma de esta carga
adiciona!. En este estudio se recomienda considerar particularmente
cada alimentador o subaümentador, tomando en cuenta su capacidad
de conducción y el límite de temperatura de trabajo, de acuerdo a
la siguiente relación: (REF: 9)
T A ( 33 )Tn
en donde:
I = nueva corriente de carga en A
In = corriente de carga en condiciones normales en A
-181-
T - incremento de temperatura máxima admisible en °C.
Tn ~ temperatura de! medio ambiente en ° C,
La nueva corriente de carga no debe superar la capacidad de conduc-
ción de corriente enunciada en la tabla N°7,
E! incremento máximo de la temperatura para conductores aislados
con políetileno reticulado para esa tensión es de 45 °C, y la tem
pera tura normal de trabajo es de 20 °C (REF: 9 )
Respecto a ia red de alumbrado publico se recomienda instalar lumi-
narias con lamparas de mayor potencia, con el objeto de aumentar
la separación entre ellas y disminuir el costo de materiales y de mano
de obra. ;
Como recomendación final y general para cualquier sistema de dis-
tribución, se debe seleccionar cuidadosamente la ubicación de la
subestación. La subestación Norte que suministra energía al sector
se encuentra fuera del centro de carga, para el Centro Cívico y Co-
mercial en particular, y en genera! para toda su área de servicio,
!o cual determina una mayor longitud de los alímentadores primarios,
asf como una mayor sección del conductor debido a la caída de ten
sión. De encontrarse la subestación en el centro de carga, el sec-
tor gozaría de mejor servicio a menor costo.
1 82-
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