DISEÑO DEL PROYECTO SISTEMA ... - Aguas de Aracataca

CODIGO DE OBRA ELECTRICARIBE

PENDIENTE

DISEÑO DEL PROYECTO SISTEMA ELECTRICO PTAP SAN JOSE. MUNICIPIO ARACATACA MAGDALENA

PROYECTISTA ARIEL GARCIA GOMEZ

FECHA 27 de NOVIEMBRE de 2018

MODIFICACIONES RESPECTO A LA EDICIÓN ANTERIOR

Edición. Modificación. fecha V 0.0 V 1.0 V 2.0

PTAP SAN JOSE.

27/11/2018

Siglas de Responsables y Fechas de las Ediciones. Edición Objeto e Ed. Elaborado por: Fecha Elb. Revisó: Fecha Rev.

V 0.0 PTAP SAN JOSE. GARCIA 27/11/2018

Elaborado Por: ARIEL GARCIA

Revisado Por:

ARIEL GARCIA GOMEZ M.P: AT 25-08758

FIRMA M.P.:

PROYECTO: PTAP SAN JOSE.

DISEÑADOR: ARIEL GARCIA Página 3 de 60

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1. MEMORIA.

1.1. Memoria descriptiva.

Preámbulo. Proyecto PTAP SAN JOSE, consiste en el Montaje de una Subestación de 75 KVA Trifasica en poste, tomando como punto de conexión una estructura en alineación Proyectada PP-01.

El objetivo fundamental de este documento es mostrar los cálculos, estudios y diseño del proyecto eléctrico en acometida en media y baja tensión, protecciones, equipo de medida, tableros de distribución, cableado y ductos eléctricos, para la planta de tratamiento de agua potable en el municipio de ARACATACA

La llegada al medidor y posteriormente al gabinete se hará en cable de Cu AWG THWN N°4/0 AWG Se plantea instalación eléctrica de uso final para atender la carga o los requerimientos proyectados.

El presente proyecto se ajusta a lo solicitado por el RETIE y NTC 22050.

Peticionario y Objeto.

CLIENTE - DUEÑO DEL PROYECTO DESCRIPCION Nombre Completo Del Cliente MUNICIPIO MUNICIPIO ARACATACA Dirección Cédula - Nit Del Cliente Correo electrónico del Cliente Teléfono Fijo Celular del Cliente

DISEÑADOR DESCRIPCION

Nombre Completo Del Diseñador ARIEL GARCIA GOMEZ Matricula Profesional AT 20508758 Cedula Del Diseñador 85463266 – SANTA MARTA Correo Electrónico [email protected] Dirección Calle 24 No. 1C-55 Santa Marta Teléfono Fijo 4213530 Teléfono Celular 3008158273

Emplazamiento.



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EMPLAZAMIENTO

Departamento(s) Magdalena Municipio(s) Aracataca Localidad (s) Zona Zona A - Viento 80 km/h Área Urbana Contaminación Zona A - Viento 80 km/h

Descripción de la Instalación.

Circuito(s) Origen de MT:

Pendiente por solicitar al Operador de Red

Instalación de MT:

DESCRIPCION CARACTERISTICA Tensión Nominal de diseño (kV) 13.200 Voltios Potencia Máxima de Transporte (MVA) 0,0750 Conductor (es) ACSR 1/0 N° Circuito 1 Origen Final Longitud Red Aérea (km) 0.05 Longitud Red Subterránea (km) No Aplica.

Instalación de BT:

DESCRIPCION CARACTERISTICA

Tensión Nominal de diseño (V) 220//127 Voltios

Conductores Cable de Cu - 1CxFase N°THWN4/0 +1N- THWN3/0

Configuración de la línea de BT No Aplica. Numero de clientes / Tipo 1 / Particular. Longitud Red Aérea (km) - BT No aplica Longitud Red Subterránea (km) 0.03.



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Instalación CT:

DESCRIPCION UNIDADES VALOR Potencia KVA 75 Aislante Aceite Mineral Libre de PCBs - Papel aislante

Tensiones Vp 13.200 Voltios Vs 220//127 Voltios

Tipo de Transformador TIPO POSTE 3F Grupo de conexión Dyn-

Temperatura de Aceite °C 60 Temperatura de devanados °C 65

BIL kV 95 Uz % 3,50%

CENTROS DE TRANSFORMACION (CT) No. de CT en poste: 1 No. de CT interior: N/A No. de CT pedestal (Pad Mounted): N/A No. total de CT: 1 No. de CT trifásicos: 1 No. de CT monofásicos: N/A No. CT's trifásicos: 1 No. CT's monofásicos: N/A No. total instalados: 1

Equipos de medida: Se tiene presente los requerimientos exigidos por la RES CREG 038 de 2014).

DESCRIPCION UNIDADES VALOR Medidor trifasico.

Tipo de Medida Medida Semidirecta en poste. Tension de Servicio kv 0,22 Corriente de servicio Amp 5 x TC Clase de precision 0.5s

Transformador de Medida Relacion de Transformacion (TC´s) A 3X400/5 Relacion de Transformacion (TP´s) V No Aplica

Tipo Interior, en caja de Proteccion. Clase de precision 0.5s

DISEÑADOR: ARIEL GARCIA. Página 9 de 60

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1.2 Cálculos Justificativos.

Se construirá tendido en MT en configuración horizontal a 13,2 kV, en la estructura existente se interviene el armado para cambia por crucetas metálicas supeditado a la aprobación por parte del Operador de Red.

1.2.1. (a) Análisis y cuadros de cargas iniciales y futuras.

Para el presente proyecto, se presenta el cuadro de las cargas a instalar con su respectiva regulación.

CUADRO DE REGULACION DE TABLEROS.

ZONA O CIRCUITO

TIPO DE CARGA

No.

de

Fases

V

Volts

Potencia TOTAL

F.P

CosØ

Fact.

de

Div.

Long.

Cto.

Mts

Calibre

Fase(s)

Aw g

In

Nom.

Amp

In

con factor

seguridad

Corrte.

Cond.

Amp

Rcond.

75°c-60hz

Ohm s

Xcond.

75°c-60hz

Ohm s

Reg.

%

Prot.

Amp

Tubo

Pulg

Aw g

Neut.

Aw g

Tierra

BOMBA N°1 Motor 3 220 20,0 HP 0,90 1,0 15 THWN6 52 66 75 0,02040 0,00314 1,0% 3x63 2" NA 8

BOMBA N°2 Motor 3 220 20,0 HP 0,90 1,0 16 THWN6 52 66 75 0,02040 0,00314 1,0% 3x63 2" NA 8

BOMBA N°3 CLORACION

Motor 3 220 3.0 HP 0,90 1,0 20 THWN10 7.8 9.8 20 0,02040 0,00114 1,0% 3x20 1-1/4"

THWN10 10

Tablero TD-LT1 Alumbr Tomas

2 220 5,0 kVA 0,90 1,0 35 THWN8 22.7 28.2 50 0,04728 0,00197 0,6% 2x50 1” THWN8 10

OSMOSIS INVERSA

MOTOR 3 220 25.kVA 0,90 1,0 THWN2 3X70

NOTAS: 1- Las distancias de las acometidas se verificaron en plano. 3 - El material aislante de los conductores debe ser THHN/THWN. 2 - La capacidad de los conductores se expresa a 40°. (Aplica correccion por temp). 4 - Los Valores de las resistencias de los conductores se realiza según NTC 2050.

Las cargas a instalar en el proyecto se pueden detallar en cálculo del transformador.


DISEÑADOR: ARIEL GARCIA

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(b) Análisis de coordinación de aislamiento eléctrico.

Para el sistema en media tensión, caso específico de las protecciones contra sobretensiones DPS, comúnmente llamados pararrayos, ubicados en el primario del centro de transformación, el BIL se calcula:

Calculo de la tensión continua de operación COV.

COV = Um/√3 De donde:

Um: Tensión máxima de operación del sistema. URMS: Tensión nominal entre fases.

Um = URMS X 1, 1 = 13, 2 kV × 1, 1 = 14, 52 kV

Entonces el COV es: COV = 14. 52 kV /√3 = 8. 38 KV.

De la tabla especificaciones técnicas de DPS marca Siemens, el cual está conectado del lado primario del transformador, se selecciona un DPS con el valor superior del COV, el cual es de 8,4 kV, que es el más cercano y superior al calculado y comercialmente distribuido.

Cálculo y verificación de la sobretensión temporal TOV.

TOV = Ke x COV

Para un sistema sólidamente aterrizado Ke = 1.4. Se calcula el TOV de la siguiente forma:

TOV = 1. 4 x 8. 38KV = 11. 73 kV

Del DPS anteriormente seleccionado se verifica que el TOV sea mayor al calculado, el cual es 11.88 kV, para un tiempo de duración de 1,0 s.

Característica del DPS a instalar Media Tensión.

De la tabla característica del DPS en media tensión marca Siemens Ref: 3EK7100-4AC4, se obtienen los valores de.

NPR: Nivel de protección para impulso atmosférico NPM: Nivel de protección para impulso de maniobra. Con un COV = 8,4 kV y TOV = 11.84kV el NPR = 43.3 kV para una tensión de impulso de tiempo de frente 8/20µs a 40kAmp.



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El nivel básico de aislamiento según IEC 60071-1, la tensión de soportabilidad normalizada al impulso tipo rayo debe ser mayor o igual a 40kV.

El BIL se calcula con un factor de seguridad Ke que relaciona el NPR y el BIL. Para sistemas con tensión nominal inferior a 52 KV, se establece que Ke=1.4 entonces el BIL calculado es

BIL = 1. 4 x 43. 3 kV = 60. 62 KV

Para la caja cortacircuito el BIL es de 110 kV. Para el transformador de potencia el Nivel Básico de Aislamiento calculado BIL, es

menor al BIL normalizado para los transformadores de distribución tipo poste sumergidos en aceite (como el que instalará en el presente proyecto), que es de 95 kV, el cual garantiza en su implementación una protección adecuada para el centro de transformación.

Tipo de Aislamiento para aisladores en Media Tensión según ECA.

Tipo de aislador de suspensión (13,2) AISLADOR COMPUESTO TIPO SUSPENSION ANSI DS - 15.

Tipo de aislador rígido (13,2 -13,8) AISLADOR PORCELANA TIPO POSTE (ANSI 57-1)

Tensión de contorneo a frecuencia industrial en seco en aislador de suspensión (kV)

≥90

Tensión de contorneo a frecuencia industrial en seco en aislador rígido (kV)

≥70

Tensión crítica de contorneo a impulso (+) en aislador de suspensión (kV pico)

≥140

Tensión crítica de contorneo a impulso (+) en aislador rígido (kV pico)

≥120

Tabla 9.2.1. - Tipo de aislamiento.

Para el presente proyecto las estructuras existentes están conformadas por aisladores tipo Rigido (Line Post).(Condicionado a la disponibilidad y aprobación por parte del Operador de Red)



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1.3.1. Características de Aislamiento, protecciones en Baja tensión.

En baja tensión, el BIL se especifica para los equipos correspondientes al usuario y están normalizados en la norma NTC 4552-1 literal E.5 Información general relacionada con DPS, en la tabla E.3 “tensión al impulso que deben soportar los equipos”

Tabla E.3. Tensión al impulso que deben soportar los equipos

Se especifica, por ejemplo, para:

Tableros, interruptores y cables CAT III BIL 2,5kV y CAT III: BIL=2.5 kV para sistemas de hasta 460V de operación. (DPS Tipo 1).

De acuerdo al análisis de riesgo para el presente proyecto se debe instalar un DPS por BT. Se requiere la instalación de un DPS, queda a consideración del cliente la instalación del mismo. S50A120V3Y– Tipo 1 de 50 kAmp.

Si se cambian los equipos seleccionados, deben cumplir las especificaciones indicadas, de lo contrario el diseñador no se hace responsable



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2.2.1. (c) Análisis de cortocircuito y falla a tierra.

ANALISIS CORRIENTE DE CORTO CIRCUITO POR EL METODO DEL BUS INFINITO.

Pendiente por solicitar nivel de corto circuito al operador de red



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Corriente de cortocircuito del transformador.

Datos del transformador. Tensión Op Red 13,2

Clase del transformador :

Transformador Trifásico

Tipo Poste. Uso Particular

Tipo Alimentación (1ø - 3ø) 3F Potencia Trafo en (KVA) 75,0 Potencia Trafo en (MVA) 0,0750 Frecuencia (Hz) 60 Enfriamiento:

(IEEE C57.93)

TIPO OA Sumergido en aceite, con enfriamiento

natural. Impedancia Co-Ci (%) 3,5% Factor de asimetría 1,42



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Pendiente información por parte del Operador de Red



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2.2.2. (d) Análisis de nivel de riesgo por rayos y medidas de protección contra rayos.

Colombia está situado en una de las zonas de mayor incidencia de rayos en el mundo, por ello cobra vital importancia el realizar una evaluación del nivel de riesgo por descargas atmosféricas para procurar un adecuado sistema de protección a las estructuras y a sus acometidas de servicios.

Un rayo sobre una estructura puede provocar:

• Daños en la estructura y su contenido • Fallos en los sistemas eléctricos y electrónicos asociados • Daños a los seres vivos situados en las estructuras o próximos a ellas.

Para reducir estas pérdidas por rayo pueden necesitarse medidas de protección. La necesidad de estas medidas así como sus características deberá determinarse mediante la evaluación del riesgo.

El riesgo es el valor de una pérdida anual media probable. Para cada tipo de pérdida que puede presentarse en una estructura o servicio debe evaluarse el riesgo correspondiente. Estos riesgos en una estructura pueden ser los siguientes:

1. Riesgo de pérdida de vida humana. 2. Riesgo de pérdida de servicio público. 3. Riesgo de pérdida de patrimonio cultural. 4. Riesgo de pérdida de valor económico.

Dicho de otra manera la evaluación del nivel de riesgo se realiza para determinar si se requiere implementar un sistema de protección contra rayos y las acciones que permitan disminuir el riesgo a un nivel tolerable. Es el elemento más importante en el procedimiento para diseñar un sistema de protección contra rayos y especialmente en el procedimiento de selección del nivel de protección.

Este documento contiene la metodología propuesta por la norma IEC 62 305 para la determinación del nivel de riesgo contra descargas atmosféricas del presente proyecto.



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Normatividad Aplicable.

Para la evaluación del sistema de protección contra rayos seguimos los lineamientos de las:

[1] Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas RETIE. [2] Norma colombiana NTC 4552-1. [3] Norma colombiana NTC 4552-2. [4] Norma colombiana NTC 4552-3. [5] Protection of structures against lightning, Series IEC 62305, considerando

los parámetros del rayo de la zona tropical donde está ubicada Colombia, y las fórmulas matemáticas desarrolladas y aprobadas para Colombia.

Visita técnica.

Se efectuaron visitas por parte del Diseñador, lo cual permitió tener los parámetros para la realización de los cálculos de la Evaluación del nivel de riesgo, de las instalaciones del presente proyecto.

Metodología de evaluación de nivel de riesgo por rayos aplicando la metodología de IEC 62 305-2

La evaluación del nivel de riesgo se realiza para determinar si se requiere implementar un sistema de protección contra rayos y las acciones que permitan disminuir el riesgo a un nivel tolerable.

Para dar cumplimiento al RETIE y de acuerdo con la norma IEC 62 305-2, antes de diseñar el apantallamiento de una estructura o de una instalación, debe evaluarse el nivel de riesgo para el sitio en particular donde se ubicará el proyecto.

El nivel de riesgo se evaluará a partir de la corriente del rayo, la cual es la fuente primaria de daños, de las características de la estructura, de los servicios que llegan a ella y de las estructuras que la rodean

Definiciones.

RA: Componente del riesgo que considera daños a seres vivos. RB: Componente del riesgo que considera daños físicos en la estructura. RC: Componente del riesgo que considera fallo de un servicio interno.



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RM: Componente del riesgo que considera fallo de sistemas internos. RU: Componente del riesgo que considera daños a seres vivos. RV: Componente del riesgo que considera daños físicos en la estructura. RW: Componente del riesgo que considera fallo de sistemas internos. RZ: Componente del riesgo que considera fallo de sistemas internos. Cd: Factor de emplazamiento

Los Riesgos a considerar para cada tipo de pérdidas en el presente proyecto son:

R1: Riesgo de pérdida de vida humana. R2: Riesgo de pérdida de servicio público. R3: Riesgo de pérdida de patrimonio cultural. R4: Riesgo de pérdida de valor económico.

Determinación de la densidad de descargas a tierra DDT.

El número anual N de descargas que afectan un objeto a ser protegido depende de la actividad atmosférica de la región donde está localizado el objeto y de sus características físicas. Este número es aceptado generalmente como el producto de la densidad de rayos a tierra (DDT) por el área efectiva del elemento a proteger. La densidad de rayos a tierra DDT, se debe obtener de una red de localización de descargas o en su defecto mediante la estimación de la siguiente ecuación1:

DDT = 0,0017 x NC1.56

NC = Número de días tormentosos al año. Para el presente estudio se tomó un DDT=10.

Se toma como referencia un DDT de 10, correspondiente al banco magdalena que es una zona aledaña al sitio de construcción de la Estacion.



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Análisis de Nivel de riesgo. Se realiza el cálculo con la herramienta IEC Risk Assesment Calculator, los cuales se anexan.



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Análisis de los resultados.

Al aplicar cuidadosamente la metodología para la evaluación del nivel de riesgo por rayo a la estructura típica (1 estructuras), hemos calculado que la estructura que compone el presente proyecto, los riesgos son menores que los tolerables y pueden ser mitigados por medio de la acciones recomendadas

(RCALCULADO) que superen los niveles establecido por las autoridades colombianas Riesgo Tolerable (RT) como podemos observar en la tabla resumen que sigue.

Análisis de riesgos calculados.

TIPOS DE PÉRDIDAS RT RCALCULADO NIVEL DEL RIESGO

Pérdidas de vida humana daños 1x10–5 2,29x10–6 N/A < RT

Pérdidas de servicio público 1x10–3 0.00 N/A < RT Pérdidas de patrimonio cultural 1x10–3 0.00 N/A < RT Pérdidas económicas 1x10–3 3.44x10–4 N/A < RT

Valores Típicos de riesgo tolerable [3]

Acciones recomendadas.

Como las perturbaciones en la red pueden ser generadas por sobretensiones o por incidencias de rayos en la estructura o la misma red, se deben realizar las siguientes recomendaciones.

a) Se recomienda instalar un DPS de 50 kAmp Tipo1 a 220 Voltios, el lado de BT con una distancia del barraje no mayor 40 cm. (Queda a criterio del cliente la instalación del DPS).

b) Debe Construirse un Sistema de Protección Interna (SPI) en la estructura.

c) No se requiere la construcción de un sistema de apantallamiento.

d) Debe realizarse la construcción del Cableado y Sistema de Puesta a tierra según

norma NTC 2050



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(e) Análisis de nivel de riesgos de origen eléctrico y medidas para mitigarlos.

En Retie en el Capítulo 1, Artículo N°5.1, se encuentra la Matriz de Análisis de Riesgo, la que sirve para evaluar el nivel del riesgo de tipo eléctrico y se plantean las medidas para mitigarlos.

Para hacer uso de la matriz de riesgo, se hace necesario definir que es:

Riesgo: Probabilidad de que en una actividad, se produzca una pérdida

determinada, en un tiempo dado. Contacto eléctrico: es la acción de cerrar un circuito eléctrico al unirse dos

elementos. Contacto eléctrico directo: al contacto de personas o animales con conductores

activos de una instalación eléctrica

Riesgo eléctrico: Es el originado por la energía eléctrica. Dentro de este tipo de riesgo se incluyen los siguientes:

Choque eléctrico por contacto con elementos en tensión (contacto

eléctrico directo), o con masas puestas accidentalmente en tensión (contacto eléctrico indirecto).

Quemaduras por choque eléctrico, o por arco eléctrico. Caídas o golpes como consecuencia de choque o arco eléctrico. Incendios o explosiones originados por la electricidad

Trabajador calificado: Trabajador autorizado que posee conocimientos

especializados en materia de instalaciones eléctricas, debido a su formación acreditada, profesional o universitaria, o a su experiencia certificada.

Tipos De Accidentes Eléctricos. (Solo se especifican algunos).

a) Accidente con circulación de corriente a través del organismo

Contacto con un conductor energizado. Puente entre dos conductores energizados y de distinta fase. Contacto con partes metálicas del receptor que están energizadas.

b) Accidente sin circulación de corriente a través del organismo

Quemaduras directas por proyección de metal fundido Quemaduras provocadas por la radiación de arcos eléctricos potentes

c) Accidente por choque eléctrico.



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Paralización del sistema respiratorio. Alteración del ritmo cardíaco. Tensión muscular. Pérdida de la vida.

Ejemplo general de análisis con matriz de riesgo con la cual se realiza cada uno de los análisis de riesgos.

RIESGO A EVALUAR: Electrocución o quemadura por Contacto directo (al) o (en) RED SECUNDARIA 220/127 V

EVENTO O EFECTO FACTOR DE RIESGO (CAUSA)

FUENTE

POTENCIAL X REAL FRECUENCIA

C O N S E C U E N C I A S

En personas

Económicas

Ambientales

En la

imagen de la

empresa

E D C B A

No ha ocurrido en

el sector

Ha

ocurrido en el sector

Ha ocurrido

en la Empresa

Sucede va rias ve ces al año en la

Empresa

Sucede varias ve ces

al mes en la Empresa

Una o mas muertes E5

Daño grave en infraestruc‐

tura . Interrupción

regional.

Contaminación

irreparable.

Internacion

al

5

MEDIO

ALTO

ALTO

ALTO

MUY ALTO

Incapacidad

parcial permanente

Daños mayores, sali da de

subestación

Contaminación

mayor

Nacional

4

MEDIO

MEDIO

MEDIO

MEDIO

ALTO

Incapacidad te mporal (>

1 día)

Daños severos.

Inte rrupci ón Temporal

Contaminación localizada

Regional

3

BAJO

MEDIO

MEDIO

MEDIO

ALTO

Le s ión

menor (si n i ncapacidad)

Daños importantes Inte rrupci ón

breve E2

Efecto menor

Local E2

2

BAJO

BAJO

MEDIO

MEDIO

MEDIO

Molestia funci onal (afecta

rendimiento laboral)

Daños leves,

No Inte rrupci ón

Sin efecto E1

Interna

1

MUY BAJO

BAJO

BAJO

BAJO

MEDIO

Evaluador: MP: FECHA:



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Los conceptos de los diferentes tipos de riesgos de origen eléctrico, se referencian en la siguiente tabla donde se indica la valoración, el nivel y las medidas para mitigar los riesgos presentes la instalación del proyecto en estudio.

Resume de análisis de riesgos.

RIESGO VALORACION NIVEL MEDIDAS DE MITIGACION.

Tensiones de paso de contacto y transferidas

Gravedad moderada y Frecuencia Ocasional Medio Sistema de puesta a tierra

Choque eléctrico por contacto con partes energizadas

Gravedad severa ocasional - posible

Alto

Señalización, equipo de protección personal, protecciones eléctricas diferenciales, conservar distancias de seguridad. Cumplir las 5 reglas de oro.

Choque eléctrico por descargas atmosféricas

Gravedad severa ocasional - posible

Alto Precaución al trabajar con mal

tiempo

Incendio por cortocircuito o sobrecarga

Gravedad severa frecuencia remota - improbable

Medio

Coordinación de protecciones, mantenimiento periódico de los dispositivos de protección.

Lesiones osteomusculares, magulladuras, heridas ocasionadas por manejo de herramientas

Gravedad moderada y Frecuencia Ocasional

Medio

Uso de elementos de protección personal, supervisión, pausas activas.

Incidentes con vehículos en vía pública anexa

Gravedad moderada y Frecuencia Ocasional

Medio Demarcación del área de

trabajo, supervisión

En la columna final se muestran las medidas para mitigar los riesgos, los cuales se implementarán durante la ejecución de las obra, con el fin de prevenir posibles peligros y accidentes sobre el personal técnico, recursos y equipos de la construcción.



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(f) Análisis del nivel de tensión requerido.

El análisis del nivel de tensión requerido se usa cuando el transformador alcanza un valor de potencia igual o superior a 2000 KVA, por lo tanto en este proyecto no se requiere este análisis. EL nivel de tensión de servicio es de 13.2 KV, presente en la zona de emplazamiento de la Planta. Para el volumen de carga necesario se selecciona alimentación trifásica, en la configuración del Operador de Red de Distribución, con Primario a 13,2kV.

(g) Calculo de campos electromagnético.

El cálculo de campos electromagnéticos de realiza para asegurar que en espacios destinados a actividades rutinarias de las personas, no se superen los límites de exposición definidos en tabla 14.1 del RETIE.

El Retie nos indica que el los diseños de líneas o subestaciones de tensión superior a 57,5 kV, en zonas donde se tengan en las cercanías edificaciones ya construidas, deben incluir un análisis del campo electromagnético en los lugares donde se vaya a tener la presencia de personas.

Para el presente proyecto, No aplica este cálculo.



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Capacidad del Transformador 75 kVA

73% Uso 27% Reserva

20 kVA Reserva

(h) Cálculo de transformador.

Para el cálculo de la carga del transformador se tiene en cuenta que la carga definida por el cuadro de carga de los tableros parciales con sus respectivos factores de demanda se concreta en los cálculos a continuación:

Calculo de Transformador CT1 N° Descripción Carga Unidad FP Ef. VA W VAR 1 BOMBA N°1 20 HP 0,9 98 20000 18,000 8,718 2 BOMBA N°2 Stand - By HP 0,9 3 BOMBA N°3 3000 VA 0,9 98 3000 2,700 1,308 4 Tablero Parcial N°1 7000 VA 0,9 98 7000 6,300 3,051 5 Osmosis Inversa 25000 VA 0,9 98 25000 22,500 10,897

Voltaje del sistema 220 V Sub Total 49.500 23.974

S Total 55.000 KVA Nota: todas las cargas se consideran trifásicas para fines del calculo, a menos que se exprese directamente en VA

Tras la aplicación de un factor de potencia prudente, en consideración a que la carga del equipo es del tipo mixto (activa y reactiva) se utiliza un FP de 0,9.

Se observa que se llega a la selección de TRANSFORMADOR DE 75 kVA. Este transformador se destinará UNICAMENTE para la alimentación de las cargas especificadas en el cuadro de carga de 73% como máximo de utilización y una reserva 27%, cualquier aumento de potencia superior a la reserva debe ser consultado con el diseñador.

Dentro del espectro armónico para una carga no lineal, que aplican en este proyecto, de Alumbrado fluorescente los valores de THD en su armónica.

Se cumplen con los límites establecidos de THDI menores al 5%.



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(i) Calculo de puesta a tierra y estudio de resistividad. Calculo de Puesta a tierra – IEEE 80-2000. (Gabinete Eléctrico)



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Se procede a instalar cuatro Varillas al lado del gabinete principal. Los potenciales y las tensiones de pasos cumplen de acuerdo a lo estipulado en el RETIE.

Para el presente proyecto se procede a construir una Malla a tierra de acuerdo al cálculo anterior.

El SPT a tierra en línea a una separación de los electros de 5mt, el cual se plantea como caso típico y según las mediciones de resistividad no es necesario recomendar la adición de complementos químicos tipo bentonita u otros, queda a criterio del constructor la adición de los mismos.

Observación: En la construcción el cable de cobre que une a las varillas puede ser cambiado por 1/0, es lo mínimo que permite la norma IEEE 80.



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Calculo de Puesta a tierra – Poste. Esta se calcula de acuerdo a las formulas del proyecto Tipo.

Se conectara a las Puesta a tierra principal de acuerdo al plano suministrado.

Las puestas a tierras se deben equipotencializar, además se debe interconectar la barra de neutro y de tierra en el tablero principal.



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Estudio de resistividad.

Se realiza la medida de resistividad del terreno para asegurar un cálculo correcto y preciso de la puesta a tierra de la instalación.

Detalle del procedimiento.

Equipo utilizado: Metrel MI 2088. Fecha de medida: 14 de Nov de 2018

Se realiza medición de resistividad por el método de Wenner, para dos ejes distintos, como posible ubicación de la Subestación y en diferentes distancias de electrodos



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(k) Verificación de corriente de cortocircuito de conductores.

La verificación de los de la corriente de cortocircuito de los conductores de la acometida principal en BT, se realiza con base a Icc Max, previamente calculada y el tiempo de disparo de los interruptores con base a la norma IEC 60909.

Comprobación por el Criterio de Corto Circuito

Corriente de corto circuito en el punto de instalación 5780 Amperios Tiempo de duracion de la falla 0,01 Segundos Temperatura máxima en condiciones de Corto sin dañar el aislamiento 200 °C Area minima calculada para estas condiciones 0,44 mm² Cumple por Cortocircuito? CUMPLE

La temperatura de cortocircuito (T1), para el cálculo la específica, el fabricante del conductor. Se tomo 150 ms, como el caso más crítico que permite el Retie.



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4,56 3,64

(m) Cálculo y coordinación de protecciones.

La coordinación se realiza con Icc Max (Asimétrica) y se procede a seleccionar los equipos protección en BT. Datos del Transformador. Calculo de Corriente en MT.

Tipo de alimentación Corriente Nominal del Primario Amp. Factor de Potencia Corriente de diseño 125% Amp. Potencia KVA Tensión Primario Voltios Tensión Secundario Voltios. Impedancia Zcc %

Selección de Fusibles de protección en MT.

Para el transformador de 75 KVA, Se selecciona un

Tiempos de Curva de Protección Interruptor BT.

Fusible tipo D (VS) de 3 Amp

Icc - Ref Factor Corriente (Amp) Tiempo (s) Tiempo (ms) Marca Tipo 10.901,9 55 197 0,01 10,00 SCHNEIDER Fijo

Para el transformador de 75 KVA, Se selecciona un totalizador de 250 Amp Fijo Nota 1: Se selecciona el tiempo despeje de la falla con base a la Icc, en la curva del interruptor seleccionado. * El interruptor se debe ajustar Ir de acuerdo a la coordinacion.

Tiempos de Curva de Protección Fusible MT.

Icc - Amp Factor Ajuste Tiempo (s) Tiempo (ms) 2.720,0

101.167,9

0,0269

26,89 Nota 2: Se selecciona el tiempo despeje de la falla con base a la Icc, en la curva del fusible seleccionado.

Conclusion.

Se garantiza la adecuada coordinación de protecciones el margen de tiempo entre la protección de BT y MT tiene un factor de mayor o igual que 1,35

Factor Ajuste curva 60,00 Factor de tiempo 2,69

* Criterio por tiempo cumple si es mayor de 1,35 * Despeje de la falla según articulo (23.1-b) del RETIE no debe ser mayor a 150 ms.

* Los tiempos son tomados Icc Instantánea de sus respectivas curvas. Para la protección en Baja tensión la Corriente instantánea “Ii” es igual a 800 Amp.

Se analiza la curva característica del fusible MT y la del totalizador BT en Software de coordinacion.

3F 0,90 75,0

13.200 220

3,50%



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Curvas de protección y Ajuste de protecciones.

t(s)

NSX250N-TM-D-80A

NSX250N-Micrologic 2.2-250A

1000

100

Fusible 3 Amp STD

10

1

0.1

0.01 1 10 100 1000 10000 I(A)



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Ajuste y Regulación de protecciones.

Ga&ma Interruptor automático Relé/curva Calibre

Compact

NSX250N

TM-D 80.00

Compact

NSX250N

Micrologic 250.00

2.2

Fusible 3 Amp STD

0.00

Largo retardo

Io Ir tr

0.80

15.0

64.0A

15.0s

250.00

1.00

16.0

250.0A

16.0s

0.00

0.00 0.0A

Corto retardo

Im/Isd I²t (retardo) tm/tsd

1.50 375.0A 0.00 0.00s

Instantánea

Ii 1000.0A 3000.0A

Selectividad

Límite Aparato aguas arriba

Se deben respetar los ajustes del interruptor, para garantizar una adecuada coordinación de protecciones.



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(n) Cálculo de canalizaciones.

Se debe realizar los cálculos de (tubo, ductos, canaletas y electroductos). Se realiza el cálculo de las canalizaciones más relevante, asumiendo tubería tipo IMC la de los bajantes de la acometida principal del transformador en BT, la cual va a la vista.


(o) Cálculo de regulación y pérdidas de energía.

Para este punto se tienen en cuenta los efectos de armónicos y factor de potencia.

CALCULO DE REGULACION Y PERDIDAS - PLANTA SAN JOSE ARACATACA

Caida Tension %

Origen Destino Descripcion Material No.

Conductor x Fase

Canalizacion S

(KVA)

I (Amp) Calibre (AWG) Long (KMts) Vo l F-F R (Ohm/Km)

Perdida I^2R (KW)

Parcial Acumulada

PP02 Tgen-220V

Desde Transformador hasta Tablero General Cobre 1 Ducto PVC 75 197.1 3x4/0+3/0 0.03 220 0.164 0.19 1.5 1.5

Tgen-220V Oficina Tablero Oficina Cobre 1 Ducto PVC 5 22.7 8 0.035 220 2.1 0.04 0.1 1.6

Tgen-220V Motores 20HP Bombas impulsion Cobre 1 Ducto PVC 20 52.5 6 0.016 220 1.322 0.06 1.0 2.5

Tgen-220V Motor 3HP CLORINADOR Cobre 1 Ducto PVC 3 7.9 10 0.02 220 5.31 0.01 1.0 2.6

Como el proyecto a instalar, se instalara en una estructura en alineación muy cercana al transformador, y la carga no es representativa en 13200V con una distancia de 50m, solo se procede a calcular la regulación de la acometida en BT. El cálculo de la acometida se realiza desde los bornes de baja tensión del transformador hasta el tablero principal, de acuerdo con la Tabla 310-16 de la NTC 2050.

Se puede comprobar que la acometida su regulación es menor al 3%. Nota: a) Para el proyecto en estudio la ampacidad de los conductores se asume a 75°C.



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(q) Clasificación de Áreas.

El Retie en el capítulo 28.3 Instalaciones especiales, indica que será exigido el cálculo de clasificación de áreas, para instalaciones de la industria petroquímica, plantas de gas natural, refinerías y otras indicadas en la norma NTC 2050, Capítulo 5, para lo cual el presente proyecto No Aplica el cálculo de clasificación de Áreas.

(r) Diagramas Unifilares.

Para el presente Proyecto se adjunta el Diagrama Unifilar General, el cual está resumido en su parte de baja tensión para facilitar su compresión general, dado que el original es muy amplio y no puede imprimirse en una hoja tamaño carta.

En el Plano N°1 al N°3 se incluyen los planos del proyecto trazados de acuerdo a las Normas y se incluye el Diagrama Unifilar completo

Se anexa en medio magnético y una copia impresa, (Ver Plano N°1)

(s) Elaboración de planos y esquemas eléctricos para la construcción.

En el Plano N°1 y 2 se incluyen detalles y esquemas eléctricos para la construcción de acuerdo a las Normas exigidas por el operador de red.

Se anexa en medio magnético y una copia impresa, (Ver Planos)



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(t) Especificaciones de construcción.

Como especificación complementaria para la ejecución del presente proyecto se deberá cumplir con todas las especificaciones indicadas en:

Proyecto tipo Líneas aéreas eléctricas MT si neutro “Normas Gas natural Fenosa”

Pliego de condiciones. Anexos técnicas de Montaje. Planos de montaje.

Materiales: Todos los materiales a utilizar en la construcción del presente proyecto deben cumplir con los requerimientos particulares exigidos por el Retie, además tener el respectivo certificado de producto.

(u) Distancias de seguridad.

Para mayor información ver Capitulo 2.2 y en plano se indica un detalle para validar distancias de seguridad, del presente Proyecto.



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(v) Justificación de desviación de la NTC 2050.

Para el presente proyecto, no se han presentado requerimientos de Justificación Técnica de Desviación de la NTC 2050, por lo que no se presentarán en esta memoria del Proyecto tipo.

(w) Demás Estudios.

Para el presente proyecto no se requieren demás estudios, pero cabe aclarar que el proyecto cumple con las especificaciones técnicas requeridas para cálculo de las cimentaciones, las cuales son establecidas por la ASOCIACIÓN COLOMBIANA DE INGENIERÍA SISMICA (AIS) – Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente (NSR-10) – 2010.

Se garantiza que la base que soporta el gabinete eléctrico y las cajas de registro cumplen con los requerimientos exigidos por gas natural fenosa.



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1.3 Tramitaciones.

1.3.1. Relación de bienes y derechos afectados. Para el presente proyecto, no hay bienes afectados.

1.3.2. Tabla de cruzamientos, paralelismos y pasos por zonas.

Para el presente proyecto no se presentan un cruce de vías (Ver Plano N°1). No se presentan paralelismos y demás situaciones que se producen como consecuencia del trazado de la línea

2. PLANOS.

2.1 Plano planta, de situación y emplazamiento.


2.2 Plano de detalle para validar distancias de seguridad.

En cumplimiento de lo definido en el Anexo General del Reglamento de Instalaciones Eléctricas, RETIE, en el Artículo N°13 del Capítulo II, se especifican las Distancias de Seguridad para la prevención de Riesgos en los proyectos, se fijan las distancias mínimas que deben guardarse entre líneas eléctricas y elementos físicos existentes a lo largo de su trazado tales como carreteras, edificios, árboles, personas, etc, con el objeto de evitar contactos accidentales.

Las distancias verticales y horizontales se presentan en la siguiente tabla, mostrando las distancias mínimas a mantener entre las fases energizadas a 13.2 KV y los objetos o estructuras de la obra en construcción.



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La distancia de seguridad se pueden validar en el perfil de vía, estas son mayores a las estipuladas en el RETIE, por ende el presento proyecto cumple.

Distancias seguridad, (Ver Plano N°1)




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3. ANEXOS.

3.1 Copia de cedula de ciudadanía Diseñador.



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3.2 Copia de Tarjeta Profesional.



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3.3 Acta de declaración de cumplimiento RETIE.



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4. CONCLUSIONES.

Expuestas en esta Memoria las razones que justifican la necesidad de la instalación y sus características, se solicita la autorización administrativa, Aprobación del presente Proyecto y Declaración de utilidad Pública para su construcción y posterior puesta en servicio.

Cordialmente.

ARIEL GARCIA GOMEZ CC: 85463266 SANTA MARTA

MAT: AT 205-0875

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