araque rolando
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Autor: Br. Rolando Antonio Araque Tutor Acadmico: Prof. Ing. Ernesto Mora N. Tutor Industrial: Ing. Laura Pea
CONSTRUCCIN DE UNA LNEA DE SUBTRANSMISIN A
34.5 KV DESDE LA S/E LAGUNILLAS, LA S/E LA AZULITA HASTA LA S/E CAO ZANCUDO
BAJO LAS NORMAS DE CADAFE
Trabajo presentado en cumplimiento parcial de los requisitos para optar al titulo de Ingeniero Electricista,
MARZO 2007
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERA
ESCUELA DE INGENIERA ELCTRICA Mrida - Venezuela
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DEDICATORIA
Dedico este trabajo a dios fuerza interior de m ser, fuente de conocimiento
y energa, a mi padre que desde el cielo siempre me dio el apoyo espiritual.
A mi madre porque fuiste quien me permiti comenzar este sueo, por ser
incomparable, te debo la vida, gracias mama por tu paciencia, sacrificios,
confianza, y sobre todo por tu amor y confianza; su ejemplo de lucha constante
estuvo presente en mis adversidades; tuyo es este gran esfuerzo.
A mi esposa y mis queridos hijos; tesoro mas preciado, como su ayuda
idnea, siempre a mi lado, dndome mucho animo, amor, amistad, comprensin,
apoyo incondicional, confianza y paciencia, fortificaron cada da mas mis valores
como persona, como ser humano, ensendome lo grandioso que tiene la vida, el
compartir da a da con los seres que mas quiero me otorgo la fortaleza que
necesitaba para ofrecerles hoy esta alegra; a mis hermanos siempre presentes este
triunfo tambin es de ustedes; a mis sobrinos, a toda mi familia siempre juntos.
A ustedes les debo todo lo que soy, gracias a su apoyo y profundo amor,
cumplo uno de mis sueos ms anhelado.
El triunfo es nuestro.
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AGRADECIMIENTO
A Dios todo poderoso por guiarme y ayudarme todos los das de mi vida y por darme luz y sabidura necesaria para poder culminar esta obra.
A la ilustre UNIVERSIDAD DE LOS ANDES, por formarme y darme
todas las herramientas necesarias para lograr esta meta.
A la Facultad de Ingeniera, por permitirme mi formacin como Ingeniero.
A mi ilustre Escuela de Elctrica, por permitir complementar mi
formacin
A mis padres, mi esposa, mis hijos, mis hermanos y a mi familia toda por
su apoyo y comprensin.
Al profesor Ernesto Mora, por sus recomendaciones, enseanzas y
guiarme en este ultimo escaln de mi formacin.
A la Empresa CADELA por su valiosa colaboracin en la realizacin del
presente proyecto.
A la Coordinacin de Planificacin en Mrida, en especial a la Ing. Laura
Pea, al Ing. Carlos Durn y a todo su personal por su valiosa
colaboracin en la culminacin de este proyecto.
A mis compaeros de trabajo del Instituto Nacional de la Vivienda en Mrida por todo el apoyo recibido, siempre presentes.
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RESUMEN
CONSTRUCCIN DE UNA LNEA DE SUBTRANSMISIN A 34.5 KV DESDE LA S/E LAGUNILLAS, LA S/E LA AZULITA HASTA LA S/E CAO ZANCUDO BAJO LAS NORMAS DE CADAFE
Autor: Br. Rolando Araque Tutor Acadmico: Prof. Ing. Ernesto Mora
Tutor Industrial: Ing. Laura Pea
El presente proyecto de grado constituye una aplicacin de la teora de la materia construccin de lneas. El proyecto describe el diseo de una lnea de subtransmisin area a un nivel de tensin de 34,5 Kv, como interconexin entre las S/E Lagunillas, la futura S/E La Azulita hasta la S/E Cao Zancudo, la cual tiene como funcin principal aumentar la calidad del servicio elctrico prestado en la zona urbana y adyacencias de La Azulita y otras ubicadas en la zona panamericana. El proyecto se desarrollara bajo el cumplimiento de las normas CADAFE, las cuales definen el procedimiento y requisitos que deben cumplir para la elaboracin del mismo. El trabajo se inicia con el anlisis y estudio de la seleccin de la ruta que provoque el menor impacto desde el punto de vista econmico, tcnico y ambiental, as como tambin la mnima incursin en terrenos de propiedad privada y el aprovechamiento del paso existente de otras lneas elctricas. La ruta se proyectara en el primer tramo en simple terna 34.5 kv y doble terna a 34.5/13.8 kv en segundo tramo, la longitud de la misma ser de _46,30_km. El conductor seleccionado tcnicamente fue el N 4/0 AWG, por cumplir con los criterios determinados para la seleccin del conductor, la localizacin de los apoyos se realizo en el perfil longitudinal realizado a la ruta seleccionada, la zona en estudio por estar ubicada en los andes venezolanos presenta una topografa irregular con depresiones y montaas la cual da lugar para situar en las cumbres de las montaas los apoyos en gran parte de la ruta. El anlisis mecnico a las diferentes estructuras utilizadas se basa en el estudio de las cargas transversales, longitudinales y verticales presentes en dichas estructuras, bajo estas condiciones se determinan las fundaciones.
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NDICE GENERAL APROBACIN... ii
DEDICATORIA................. iii
AGRADECIMIENTO......... iv
RESUMEN... v
INDICE GENERAL.... vi
CAPTULO I: ASPECTOS GENERALES DEL PROYECTO
1.1. Identificacin del proyecto... 1 1.1.1. Ttulo del proyecto.................................... 1 1.1.2. Lugar de ejecucin del proyecto....... 1
1.2. Diagnostico de la situacin actual .................... 1
1.3. Alternativa de solucin..... 3
1.4. Alcance del proyecto............. 4
1.5. Descripcin del proyecto...... 4 1.5.1. Objetivo general.................... 4 1.5.2. Objetivos especficos..... 4
CAPTULO II: MEMORIA DESCRIPTIVA
2.1. Estudio de alternativa de ruta........... 5
2.2. Seleccin final de la ruta.. 5
2.3. Caractersticas fsicas naturales del rea en estudio ................ 7
2.4. Levantamiento de la ruta............... 8
2.5. Descripcin general de la lnea..... 10
2.6. Caractersticas elctricas de la lnea. 11
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2.7. Caractersticas mecnicas del conductor............ 11
2.8. Apoyos................ 12 2.8.1. Apoyos sencillos............. 12 2.8.2. Estructura auto soportante tipo H... 12 2.8.3. Estructura auto soportante triple.............. 13
2.9. Distancias mnimas a tierra............ 14
2.10. Especificaciones tcnicas........ 14 2.10.1. Especificaciones del montaje.. 14 2.10.2. Especificaciones de construccin... 15
2.11. Equipos y materiales.. 16 2.11.1. Pararrayos para lneas de 34.5 kv...... 16 2.11.2. Seccionador para lneas de 34.5 kv........ 16 2.11.3. Aisladores de suspensin (15 kv)....... 16 2.11.4. Aisladores de espiga (34.5 kv)....... 17 2.11.5. Barra a tierra....... 17 2.11.6. Conector de aterramiento............ 18 2.11.7. Conectores a puentes areos...... 18 2.11.8. Crucetas.. 18 2.11.9. Grillete........... 19 2.11.10. Grapas mordazas........... 21 2.11.11. Grapas para guayas.................... 21 2.11.12. Palillos............ 21 2.11.13. Pletinas............ 22 2.11.14. Abrazaderas............ 23 2.11.15. Asiento para crucetas. 23 2.11.16. Perno roscado a todo lo largo.......... 24 2.11.17. Guaya de acero............ 26 2.11.18. Adaptador de cruceta al poste............ 26 2.11.19. Concreto de fundaciones............ 26
2.12. Instalaciones de equipos y materiales............ 26 2.12.1. Instalacin de poste............... 26 2.12.2. Instalacin de crucetas........ 27 2.12.3. Instalacin de aisladores.... 28 2.12.4. Instalacin de conductores..... 28 2.12.5. Instalacin de barras a tierras.. 29 2.12.6. Instalacin de seccionador. 29 2.12.7. Instalacin de pararrayos............ 30 2.12.8. Pica, deforestacin y caminos de acceso............ 30
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CAPTULO III: MEMORIA DE CLCULO
3.1. Perfil longitudinal... 31
3.2. Seleccin tcnica del conductor..... 36 3.2.1. Corriente Mxima............... 36 3.2.2. Verificacin por Capacidad al Lmite Trmico.. 37
3.2.2.1. Criterio de capacidad trmica ..... 37 3.2.3. Verificacin por cada de tensin... 38
3.3. Clculo mecnico del conductor................ 40 3.3.1. Definicin de las temperaturas de clculo. 41 3.3.2. Definicin de cargas mecnicas sobre superficies .. 42
3.3.3. Hiptesis de carga para el clculo mecnico. 44 3.3.4 Ecuacin de cambio de estado... 44 3.3.5. Seleccin de la condicin inicial........... 45 3.3.6. Determinacin del vano regulador 46 3.3.7. Tablas de tensado........... 47
3.4. Localizacin de apoyos. 47 3.4.1 Vano mximo permitido por la flecha mxima. 47 3.3.2. Construccin de la plantilla........... 49
3.5. Clculo mecnico de los apoyos............ 49 3.5.1. Cargas transversales............... 50
3.5.1.1. Cargas transversal resultante........... 50 3.5.1.2. Vano medio mximo permitido.... 51 3.5.1.3. Carga vertical....... 51 3.5.1.4. Carga longitudinal... 53 3.5.2 Aplicacin del software SAP2000-V10.... 54 3.7. Clculo mecnico de las estructuras en H... 55 3.8. Clculo mecnico de las estructuras triple.. 63 3.9 Clculo de las fundaciones.. 69
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NDICES DE TABLAS Pginas
Tabla N 1.1. Parmetros del sistema presente.. 2
Tabla N 2.1. Caractersticas Elctricas de la Lnea............ 11
Tabla N 2.2. Caractersticas de los postes de acero.... 14
Tabla N 2.3. Dimensiones de las crucetas en (mm.)... 19
Tabla N 2.4. Dimensiones del grillete. 20
Tabla N 2.5. Dimensiones de la pletina (mm.)... 23
Tabla N 2.6. Dimensiones de asiento para crucetas (mm.)............. 24
Tabla N 2.7. Dimensiones de perno roscado. 25
Tabla N 3.1. Corriente admisible de los conductores en estudio 38
Tabla N 3.2. Variaciones de tensin mxima permitida. 39
Tabla N 3.3 Valores de variacin [%] 5 MVA conductor 2/0 ... 39 Tabla N 3.4 Valores de variacin [%] 5 MVA conductor 3/0.... 40 Tabla N 3.5. Valores de variacin [%] 5 MVA calibre 4/0.. 40 Tabla N 3.6. Rasgo de temperatura segn norma CADAFE.. 41
Tabla N 3.7. Resumen de resultado de clculo.. 52
Tabla N 3.8. Resultado de las reacciones en nodos... 55
Tabla N 3.9. Reacciones en miembros... 61
Tabla N 3.10. Esfuerzos en elementos.... 62
Tabla N 3.11. Resultado de reacciones en nodos.. 64
Tabla N 3.12. Refuerzos en elementos..... 68
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Tabla N 3.13. Resultado de clculo de fundacin para poste. 71
Tabla N 3.14. Resultado de clculo de fundacin para estructura... 72
NDICE DE FIGURAS
Fig. N 2.1. GPS. MAP 60CX587 00EVR 8
Fig. N 2.2. Localizacin geogrfica de la Lnea.............. 9
Fig. N 2.3. Dimensiones de los postes y estructuras de acero............ 13
Fig. N 2.4. Cruceta... 20
Fig. N 2.5. Grillete.. 20
Fig. N 2.6. Pletina de hierro.... 22
Fig. N 2.7. Asiento para crucetas. 24
Fig. N 2.8. Perno roscado a todo lo largo..... 25
Fig. N 2.9. Cruceta unidas por perno roscado... 25
Fig. N 3.1. Men desplegable y ventana insercin de datos............ 32
Fig. N 3.2. Puntos de ubicacin de postes sobre plataforma............. 33
Fig. N 3.3. Identificacin de la TIN.................. 33
Fig. N 3.4. Triangulacin sobre la plataforma. 34
Fig. N 3.5. Ventana de dialogo para secciones, perfil de referencia............. 35
Fig. N 3.6. Perfil de lnea S/E Cano Zancudo La Azulita............. 36
Fig. N 3.7. Diagrama de fuerza resultante en un conductor.. 43
Fig. N 3.8. Vano mximo para altura mnima.. 48
Fig. N 3.9. Sistema de fuerza resultante del corte de un conductor.. 53
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Fig. N 3.10. Modelo de la estructura H...... 56
Fig. N 3.11. Diagrama de fuerza Axial . 56
Fig. N 3.12. Reaccin en nodos de empotramiento... 56
Fig. N 3.13. Resultado del coeficiente de eficiencia... 57
Fig. N 3.14 Resultado del coeficiente de eficiencia con una Fx mayor. 58
Fig. N 3.15. Numeracin de nodos y elementos en apoyo tipo H.. 59
Fig. N 3.16. Diagrama de Fuerzas aplicadas... 60
Fig. N 3.17. Modelo de estructura y numeracin de nodos y elementos 65
Fig. N 3.18. Diagrama de fuerza Axial y fuerzas aplicadas 66
Fig. N 3.19. Factor de eficiencia para cada elemento para apoyo triple. 77
Fig. N 3.20. Fundacin para apoyos... 69
Conclusiones...... 73
Bibliografa. 74
Anexos 75
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CAPTULO I
ASPECTOS GENERALES DEL PROYECTO
1.1. IDENTIFICACIN DEL PROYECTO
1.1.1. TTULO DEL PROYECTO
Construccin de la lnea de subtransmisin a un nivel de tensin de 34.5 kv.,
desde la Subestacin Lagunillas [34,5/13.8] Kv., a la Subestacin La Azulita [34,5/13.8] Kv., interconectando con la Subestacin Cao Zancudo [34,5/13.8] Kv.
1.1.2. LUGAR DE EJECUCIN DEL PROYECTO
Comprende el trayecto desde la Subestacin Lagunillas, ubicada en el sector
La Huerta a 5 km., aproximadamente de la carretera la Variante y 4 km., de la
poblacin de Lagunillas perteneciente al Municipio Sucre, hasta la Subestacin a ser
construida en el sector Bachaquero a 2 km., de la poblacin de La Azulita
perteneciente al Municipio Andrs Bello, interconectndose con la Subestacin Cao
Zancudo ubicada en la poblacin de Santa Elena de Arenales, sector La Rinconada
Municipio Obispo Ramos de Lora, del Estado Mrida.
1.2. DIAGNSTICO DE LA SITUACIN ACTUAL
Actualmente la carga que representa la demanda elctrica de los centros
poblados, que se encuentran ubicados entre Santa Elena de arenales, La Azulita y sus
alrededores es de aproximadamente de 2.60 MVA, la cual esta alimentada
elctricamente por el circuito N 04 de la S/E Cao Zancudo y puede ser alimentado
por el circuito N 03 de la S/E Lagunillas a un nivel de tensin de 13.8 Kv.
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La subestacin Cao Zancudo esta conformada por un transformador con una
capacidad de 10 MVA instalada, alimentada por una lnea de subtransmisin de 34.5
Kv., proveniente de la S/E El Viga y de esta misma instalacin parten bajo el sistema
de barra simple cuatro alimentadores con un nivel de tensin de 13.8 Kv. Sirve
principalmente al centro poblado de Santa Elena de Arenales y sus adyacencias como
tambin al Municipio Andrs Bello, con una importancia relevante y estratgica para
el estado como eje de desarrollo agroindustrial en la zona Sur del Lago.
Estudios realizados por la Coordinacin de Planificacin de CADELA bajo
el programa Sistema Integrado de Distribucin (SID), el cual arroja valores de
parmetros elctricos como son: Corriente mxima, porcentaje de cada de tensin,
porcentaje de carga, perdidas totales del circuito y demanda total. El estudio del
sistema presente nos lleva a conocer el verdadero estado de funcionamiento del
sistema., la tabla 1.1 muestra los resultados obtenidos del estudio realizado.
Tabla 1.1. Parmetros obtenidos con el SID del sistema presente
N Circuito VMAX ( % )
CMAX ( % ) PT (KW) DT (KVA) IMAX (A)
Circuito N 1 7.33 27.9 75.44 4782.5 78 Circuito N 2 6.25 43.61 49.08 1958.81 80.33 Circuito N 3 15.44 47.68 247.26 3350.48 133 Circuito N 4 16.46 43.46 267.44 2703.41 121
Del anlisis de los resultados obtenidos los cuatro alimentadores se encuentran
fuera de la normativa establecida para redes de distribucin con respecto a la cada de
tensin ya que todos exceden el 4% establecido. Por ser estos alimentadores muy
largos presentan consecuencias de perdidas de potencia y cadas de tensin
considerables, la cual carga la Subestacin a valores muy prximos a su capacidad
nominal. Bajo estas condiciones de funcionamiento se producen fallas que originan
problemas en el servicio elctrico prestado, tales como sobrecargas en los circuitos,
fluctuaciones considerables en los niveles de tensin, deterioro en los equipos
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Aspectos Generales.
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instalados etc.; Esto conlleva a soluciones inmediatas como son: el racionamiento,
transferencia de carga entre los circuitos operativos que implican prdidas
econmicas considerables. De los resultados obtenidos, especficamente el
alimentador N 4 (La Azulita) desde todo punto de vista es el ms crtico y que de
seguir funcionando como se encuentra podr llegar a colapsar por la excesiva cada
de tensin y la gran cantidad de carga que debe suplir en todo el sector (Municipio
Andrs Bello).
Del estudio para la proyeccin de la demanda a corto plazo, la Subestacin
Cao Zancudo ya est en su capacidad de mxima instalacin, debido a esta situacin
el departamento de planificacin y obras de la empresa CADELA acogi la peticin
formalmente hecha por la comunidad de La azulita del Municipio Andrs Bello para
la construccin de una nueva subestacin en este sector de la poblacin.
1.3. ALTERNATIVA DE SOLUCIN
Dentro del plan de expansin del sistema elctrico de distribucin de
CADELA contempla la ejecucin de una lnea de subtransmision de 34.5 Kv., para
el enlace desde la S/E Lagunillas y la S/E La Azulita a ser construida en el Municipio
Andrs Bello con una capacidad de 5 MVA, alimentada directamente de la S/E
Ejido, con 30 MVA para 115/34.8 Kv., ubicada en el sector manzano bajo de la
poblacin de Ejido, Municipio Campo Elas del Estado Mrida.
Esta alternativa plantea la alimentacin de la S/E La Azulita y de esta sus
circuitos 3 a un nivel de tensin de 13.8 Kv, permitindose con esto la alimentacin a un gran sector de la poblacin, un mejoramiento en la calidad del servicio prestado
y un aumento en la confiabilidad del sistema de subtransmisin al interconectar esta
lnea en 34,5 Kv con la S/E Cao Zancudo en la zona Panamericana. Al realizar el
estudio de cada de tensin alimentando desde la S/E Ejido las S/E de Lagunillas y la
S/E La Azulita, el valor calculado fue de 9,98 %, cumpliendo con los parmetros
establecidos.
Aspectos Generales.
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1.4. ALCANCE DEL PROYECTO
Reducir la demanda de carga a la cual esta sometida la S/E Cao Zancudo. Reducir la cada de tensin (V %) presente en el circuito que alimenta La
Azulita y sus alrededores en el Municipio Andrs Bello.
Mejoramiento de la calidad de servicio actualmente prestado, as como el aumento de la confiabilidad y continuidad del servicio elctrico.
Posibilidad de expansin futura de la poblacin asegurando la oferta del servicio. Futuro crecimiento de proyectos industriales y tursticos en la zona.
1.5 DESCRIPCIN DEL PROYECTO
1.5.1 OBJETIVO GENERAL
Disear el alimentador de subtransmisin a 34.5 Kv con la finalidad de
interconectar desde la S/E Lagunillas, ubicada en el sector La Huerta a 4 km. de la
poblacin de Lagunillas, con la S/E La Azulita ubicada en el sector Bachaquero a 2
km., de la poblacin de La Azulita.
1.5.2 OBJETIVOS ESPECFICOS
Seleccionar la ruta ms ptima, considerando criterios tcnicos, econmicos y ambientales.
Obtener el levantamiento topogrfico de la ruta seleccionada. Realizar el perfil longitudinal de la ruta seleccionada. Seleccionar el conductor a utilizar en el tendido de la lnea de subtransmisin. Realizar el diseo mecnico del conductor. Localizar los apoyos. Realizar el diseo mecnico de los apoyos.
Aspectos Generales.
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CAPTULO II
MEMORIA DESCRIPTIVA
2.1. ESTUDIO DE ALTERNATIVA DE RUTA
Se determino conjuntamente con la empresa CADELA la ruta ms
favorable considerando los siguientes criterios:
Mnimo paso por la propiedad privada. Fcil acceso vial, para el mantenimiento requerido. Evitar cruces de carreteras y lneas existente Visibilidad de la lnea a lo largo de la ruta.
2.2 SELECCIN DE LA RUTA
Para la seleccin de la ruta se procedi a realizar un recorrido por la zona de
estudio, iniciando desde la S/E Cao Zancudo tomando la va hacia la poblacin de
La Azulita y el sector La Osa en el Municipio Andrs Bello, siguiendo hacia la
poblacin de La Trampa hasta llegar a la S/E Lagunillas ubicada en la poblacin
Lagunilla del Municipio Sucre. La ruta se establece en lo mayor posible por la orilla
de carretera, para evitar conflictos con la propiedad privada, asegurar flexibilidad y
maniobralidad en las operaciones y en mantenimiento. En ciertos tramos de la lnea
entre la poblacin de Santa Elena de Arenales y La Azulita debido al alto grado de
vegetacin que existe en la zona no se logro mantener esta propuesta motivado a que
la deforestacin requerida producira una degradacin de gran escala al medio
ambiente.
La ruta seleccionada se obtuvo considerando producir el menor impacto
desde el punto de vista econmico, tcnico y ambiental. Por estar el rea en estudio
en la regin de los andes, zona agrcola, ganadera y turstica se acord mantener la
esttica del paisaje considerando la determinacin tomada conjuntamente con la
empresa CADELA de utilizar para el trazado de la lnea en doble terna la ruta de la
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lnea existente del circuito N 04 de la S/E Cao Zancudo que se acopla con el
circuito N 03 de la S/E Lagunillas a un nivel de tensin de 13.8 Kv, obtenida del
estudio de campo realizado, permitiendo de esta manera evitar:
Estimacin del costo de deforestacin tanto del derecho de paso de la lnea como la construccin de nuevas vas de acceso.
Estimacin del costo de la tierra y bienhechurias en el rea del derecho de paso. La ruta seleccionada permite as un fcil acceso en la mayor parte de las
diferentes zonas de su recorrido.
Recorrido de la lnea:
Se parte desde el Sector La Huerta a 4 km., de la poblacin de Lagunillas
siguiendo en sentido oeste hacia el sector el Molino, de all se proyecta con rumbo
noreste por la montaa hasta llegar al sector El Rinco, tomando ahora el rumbo oeste
hasta encontrar la poblacin de La Trampa. La ruta se desva con rumbo norte y se
comienza a descender siguiendo el mismo sentido y direccin se llega al sector La
Sabana, tomando el sentido noreste por el lado derecho de la va bordeando la
montaa hasta pasar los sector el Salado y el Cacique ambos pertenecientes al
municipio Andrs Bello. Se llega a la hacienda La Osa, sector donde se encuentra el
acoplamiento de los circuitos N 04 de la S/E Cao Zancudo y el circuito N 03 de la
S/E Lagunillas en 13.8 Kv. A partir de este sitio se desciende con rumbo norte hasta
llegar al sector las Adjuntas, la ruta se mantiene a orilla de carretera pasando por el
sector Quebrada Azul, luego tomando el rumbo noreste y pasa por los sectores Say
Say Alto, Say Say Bajo, Mesa Alta y San Rafael Hasta llegar a la poblacin de La
Azulita. En este ultimo recorrido la lnea se mantiene al borde de la carretera debido a
que en ella se encuentra los circuitos de baja tensin y alumbrado publico que sirven
a los sectores mencionados.
Al llegar a la poblacin de La Azulita la lnea de 13.8 Kv. (existente) toma el
rumbo hacia el este, recorriendo el pueblo de La Azulita. La Lnea en 34.5 Kv, se
proyecta en simple terna en un trayecto de aproximadamente 742 metros en rumbo
norte hasta llegar al sector Bachaquero, sitio en el cual se proyecta la construccin de
la nueva subestacin. Desde este punto se proyecta la lnea en doble tema y se
Memoria Descriptiva
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interconectara con la S/E Cao Zancudo, siguiendo la ruta proyectada del circuito
13.8 Kv. (existente). Se sigue por la montaa en el sentido norte para llegar al sector
Campo Miranda, cambiando nuevamente de direccin con rumbo noroeste hasta
llegar a la carretera panamericana que comunica a la poblacin de El Viga. De este
punto la lnea toma el rumbo hacia el oeste bordeando la carretera panamericana
hasta llegar a la S/E Cao Zancudo lugar en el cual se acoplara con la lnea en 34.5
Kv. proveniente de la S/E El Viga.
2.3. CARACTERSTICAS FSICAS NATURALES DEL REA EN ESTUDIO
El rea en estudio se inicia en el Municipio Sucre situado al oeste del Estado
Mrida en las coordenadas geogrficas entre 8 16' 50'' y 8 34' 53'' de latitud Norte y
71 18' 23'' y 71 29' 43'' de longitud Oeste. Las condiciones climticas que
caracterizan el Municipio estn determinadas por la temperatura promedio anual de
21.5 C y la precipitacin media anual de 70 m.m. presentando un relieve
accidentado, cuyo rango de altitud se encuentra entre 800 y 2.500 m.s.n.m. La
vegetacin que prevalece, a parte de los cultivos, vara de acuerdo a la altura del
lugar, la zona y el paisaje es semirido, seco y calido. El tipo de bosque es hmedo
con vegetacin xerfila, arbustos achaparrados y vegetacin densa.
El rea en estudio se extiende hacia el Municipio Andrs Bello en el que se
ubica el mayor recorrido de la ruta seleccionada, se sita al noroeste de la ciudad de
Mrida, 8 38' 15 latitud norte 71 33' 57 longitud este con temperatura media
anual de 20 C a 25 C, una Altitud 1.135 m.s.n.m. y una precipitacin media e de
1.700 mm/ao. Presenta un sistema montaoso que se encuentra asociado a un relieve
definido por cimas de estructuras alargadas, colinas suaves y lomas onduladas, las
pendientes promedio superan el 35%. La vegetacin caracterstica de un Bosque muy
Hmedo Premontano con predominancia de especies arbreas como Balso, Yagrumo
entre otras, parte de esta vegetacin ha sido eliminada para dar paso a las actividades
agrcolas. En zonas de mayor altitud, se aprecia un Bosque Pluvial montano bajo con
predominancia de Helechos arbreos (Cyatheaceae), Yagrumo (Cecropia sp), Guamo.
Memoria Descriptiva
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El Municipio est servido por dos ejes principales de carreteras, el principal conecta
la poblacin de La Azulita con la ciudad de Mrida y con la poblacin de Santa Elena
de Arenales (Cao Zancudo), esta ltima en la Carretera Panamericana. El segundo
eje, conecta La Azulita con Lagunillas, poblacin situada en el valle medio del ro
Chama. De ambos ejes principales se desprende una completa red de carreteras
rurales que conectan las aldeas del municipio con La Azulita.
El rea en estudio culmina en el Municipio Obispo Ramos de Lora, situado al
noroeste del Estado Mrida, entre las red de coordenadas: 8 42' 33" y 8 56' 20" de
latitud Norte y 71 17' 13" y 71 30' 20" de longitud Oeste. La temperatura media
anual es de 30 C, situndose la mnima en el mes de enero 29 C, y la mxima en el
mes de septiembre 32 C, la precipitacin promedia oscila entre 1.400 y 2.050 mm.
2.4. LEVANTAMIENTO DE LA RUTA
El levantamiento de la ruta se realiza por medio del uso de la tecnologa del
Sistema de Posicionamiento Global (GPS), el cual determina la ubicacin
geogrfica sobre la superficie terrestre de un elemento de la red elctrica.
El sistema esta conformado por 24 satlites que orbitan la tierra dos veces al da
en una rbita muy precisa y transmiten informacin a la tierra. El GPS puede
determinar la distancia y posicin de cualquier satlite GPS y usar esta informacin
para computar su posicin, se necesita tener una visin clara del cielo, sin
obstrucciones para mejor resolucin.
La fig. 2.1 muestra el GPS marca GPSMAP 60CX587.00EUR.
Fig. 2.1. GPSMAP 60CX587.00EUR
El GPS es un sistema que nos facilita, con una precisin
casi exacta, nuestra posicin horizontal en la tierra y
nuestra altitud. Dicho clculo se realiza a partir de los
datos que nos enva una red de satlites,
Memoria Descriptiva
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La elaboracin de la Cartografa tienen su base en las especificaciones de las
coordenadas geogrficas de los distintos componentes del sistema elctrico, para el
caso de las lneas areas los postes constituyen la unidad fundamental.
Las especificaciones de la base cartogrfica requiere de Sistema de
Coordenadas a utilizar UTM, Datun Cartogrfico: N 19 y Escala 1:5.000.
El proceso de Posicionamiento se inicia con la recoleccin de datos en el
trabajo campo, con personal capacitado de la empresa un tcnico, un liniero y la
asignacin del receptor GPS se toman las coordenadas de ubicacin de cada poste de
la red elctrica existente en la zona. Terminado el proceso se realizo el volcado de
los datos (coordenadas de ubicacin de cada poste) al Computador generando as los
respectivos archivos de texto. Se procede a la exportacin de la informacin a la
plataforma de Cartografa nacional sobre la base de AUTO-CAD, herramienta
computarizada basada en tecnologa CAD y la aplicacin del programa EZYSURF
para el diseo de curvas de nivel y perfiles longitudinales.
ESCALA GRAFICA
50 1510KMS.
LAGO DE MARACAIBO
EL VIGIA
S/E STA. CRUZ
S/E SAN CARLOS
8 20
8 40
S/E FRIA IIVIENE
S/E TOVAR
EL VIGIA IIS/E
MARAVENS/E
S/E
S/E EL BOSQUE
ZULIA
HACIA
EJIDO
MCPIO. CAMPO ELIAS
STA. TERESAS/E
LAGUNILLASS/E
MERIDA
TABAY
CAO ZANCUDOS/E
MUCUCHIESS/E
CAJA SECA
SAN ANTONIOS/E
S/E
71 40 71 20 71 00
EDO. ZULIA
S/EARAPUEY
RED 34.5 KV. EXISTANTE
20 25
RED 115 KV.
RED 230 KV.
S/E 34.5 KV.
S/E 230 KV.
S/E 115 KV.
S/E BUENA VISTA
TRUJILLO
MUCUBAJI
FRAILESS/E LOS
S/E ELAGUILA
S/E
MITISUSS/E LA
S/E BUENA VISTA
TIMOTESTIMOTESS/E
HACIA
S/E VALERA IIVIENE
VIENE S/E PLANTA PAEZ
70 40
S/E SABANA MENDOZAVIENE
VIENE
70 20
MCPIO. BOBURES
RED 34.5 KV. DEL PROYECTO
CADAFECADELA DE PLANIFICACIONREDES ELECTRICAS
CADAFE
COORDINACION
A T L A S E L E C T R I C O EDO. MERIDA
Fig.2.2 Ubicacin geogrfica de la Lnea.
Memoria Descriptiva
-
10
Perfil longitudinal y localizacin de los apoyos.
Se obtiene de acuerdo a los datos obtenidos durante el estudio de campo
realizado. Con las coordenadas obtenidas, la plataforma de Cartografa nacional y sus
curvas de nivel digitalizadas por el mtodo de pantalla a travs del software
Cartalink, mediante el cual se obtienen a escalas 1/100.000 y a 1/25.000 con
equidistancias de 40 y 20 metros y la aplicacin del programa EZYSURF, se elabora
el trazado de la ruta de acuerdo a las coordenadas de cada poste sobre la plataforma y
el perfil longitudinal requerido para la ubicacin de los apoyos respectivos de la lnea.
2.5. DESCRIPCIN GENERAL DE LA LNEA
La lnea de Subtrnsmisin tiene por objeto alimentar en un nivel de tensin de
34.5 Kv, la S/E de distribucin a construirse en la poblacin de La Azulita siendo
esta una prolongacin de la lnea en 34.5 Kv. que parte de la S/E principal en
115/34.5 Kv., ubicada en el sector Manzano bajo de la poblacin de Ejido del
Municipio Campo Elas.
La lnea se proyecta area en doble terna (34.5/13.8) Kv., partiendo de la
S/E Lagunillas en el municipio Sucre, siguiendo la ruta del circuito N 03 en 13.8
Kv, hasta llegar al sector Hacienda La Osa del municipio Andrs Bello donde se
acopla con el circuito N 04 proveniente de la S/E Cao Zancudo. Siguiendo esta
ruta hasta llegar al sector Bachaquero de la poblacin de La Azulita, lugar donde se
proyecta la construccin de la nueva Subestacin. Se sigue desde este sector de igual
manera en doble terna para interconectarse con la S/E Cao Zancudo ubicada en el
sector La Rinconada de la poblacin de Santa Elena de Arenales, Municipio Obispo
Ramos de Lora. Se considera seleccionar esta ruta para la lnea en doble en terna,
para aprovechar los derechos de paso del alimentador existente, evitando asi
conflictos con la propiedad privada y lograr cierta flexibilidad en la construccin y
mantenimiento. El conductor seleccionado tcnicamente ser de aleacin de
aluminio tipo arvidal, calibre AWG N 4/0, por cumplir con los criterios requeridos.
La disposicin de los conductores ser horizontal tendido sobre aisladores de espiga
Memoria Descriptiva
-
11
de 34.5 Kv. y cadenas de aisladores de suspensin de 34.5 Kv., los postes
seleccionados son tubulares de acero de 12.2 metros de longitud (40). La longitud de
la lnea es de 46,00 km., partiendo de la S/E Lagunillas hasta la S/E Cao Zancudo.
2.6. CARACTERSTICAS ELCTRICAS DE LA LINEA
Las caractersticas elctricas de la lnea se especifican en la siguiente tabla.
Tabla 2-1 Caractersticas Elctricas de la Lnea
Tensin de operacin DOBLE TERNA 34.5/13.8 Kv.
Frecuencia 60 Hz
Tipo de Circuito Trifsico Disposicin Horizontal
Aislamiento - Aisladores Tipo Espiga para 15 y 34.5 Kv. - Aisladores de suspensin para 7.5 y 15 Kv. tipo pasador y
chaveta, uno para cada fase y 3 por cadena.
2.7. CARACTERSTICAS MECNICAS DEL CONDUCTOR.
Calibre .. 4/0 AWG Dimetro exterior . 14.32 mm
Seccin 125 mm2
N de hilos 7
Peso 344 kg/km
Carga de rotura .. 3884 kg.
Resistencia 0.310 kg/km
Reactancia .. 0.3127 kg/km.
Coef. de dilatacin 0.23*10 C Modulo de elasticidad final 6450 kg/mm
Memoria Descriptiva
-
12
2.8. APOYOS.
Los apoyos a ser utilizados, se clasifican en: Apoyos sencillos y Estructura auto
soportante tipo H y triple, su localizacin esta limitada por:
El vano de flecha mxima. La carga transversal mxima de diseo. La carga vertical mxima de diseo. . Los apoyos sern localizados teniendo en cuenta los obstculos cruzados, la
distancia mnima al suelo y las cargas mximas que ellas pueden soportar. Se
recubrirn con dos (2) manos de pintura de aluminio y pintura bituminosa negra en la
base, a fin de protegerlos de las condiciones ambientales y se identifican con el
nmero correspondiente pintado con pintura negra a una altura de 4 m de la base del
poste. La unin de las diferentes secciones tubulares previamente seleccionadas
segn la conformacin indicada del poste se har por el procedimiento de
empotramiento en caliente. Debern someterse en la planta de fabricacin a pruebas
de torsin y flexin en un porcentaje de por lo menos del 1% de los postes a ser
utilizados y terminarse razonablemente lisos, libre de rebaba y bordes cortantes.
2.8.1. APOYOS SENCILLOS
Los apoyos sencillos estn constituidos por postes tabulares de acero, de tres
secciones diferentes y con las caractersticas y dimensiones dadas en la tabla 2.2 y
fig. 2.3. Son diseados para soportar las cargas transversales resultantes y al tiro de
los conductores, podrn ser utilizados como apoyo en alineacin.
2.8.2. ESTRUCTURA AUTO SOPORTANTE TIPO H
Est constituida por dos postes de tubulares de acero, de tres secciones
diferentes con las caractersticas y dimensiones dadas en las tablas 2.2 y unido por
Memoria Descriptiva
-
13
planchas de acero a manera de travesaos de altura y espesor indicados en la figura
2.3. Son diseados para soportar cargas transversales resultantes debido al viento y al
tiro de los conductores, evitando la utilizacin de retenidas o en consecuencia podrn
ser utilizados como apoyo en amarre, en alineacin, terminales y ngulos, y en cada
caso el eje de la estructura se colocar en la direccin de la fuerza resultante.
2.8.3. ESTRUCTURA AUTO SOPORTANTE TRIPLE
Esta formada por tres postes tubulares de acero, con las caractersticas y
dimensiones dadas en la tabla 2.2 y presenta una seccin transversal en triangulo
equiltero, ocupando cada poste un vrtice del mismo como se indica en la fig. 2.3.
Esta estructura es auto soportante para cualquier carga resultante en cualquier
direccin, por lo que resulta apropiado en vanos muy largo y en aquellos casos donde
se requiera un amarre en cualquier direccin para darle mayor rigidez mecnica.
(40
x 20
x 1)
cm(4
2 x
20x
1)cm
(44
x 20
x 1
) cm
DIM
ENSI
ON
ES D
E LO
S T
RAV
ESA
O
S
0.30
m
0.15
m
1.00
m 0.1
5m
0.50
m2.
00m
L1 D1
L2 D2
L3 D3
Lo
(40
x 20
x 1)
cm(4
2 x
20x
1)cm
(44
x 20
x 1
) cm
DIM
ENSI
ON
ES D
E LO
S TR
AVES
A
OS
0.30
m
0.15
m
1.00
m 0.1
5m
0.50
m2.
00m
0.40m
1,00 m Fig. 2-3 Dimensiones del poste y estructuras autosoportante.
Memoria Descriptiva
-
14
Tabla 2.2 Caractersticas de los postes de acero
Altura total del
poste(m)
Empotra (m)
Longitud de la
seccin (m)
Dimetro externo
de la seccin (mm)
Espesor de la
seccin (mm)
Esfuerzo En
Cumbre (Kg)
Peso (Kg)
L.T LO L1 L2=L3 D1 D2 D3 E1 E2 E3 E.C. P 12.20 1.80 6.26 2.97 177.8 139.7 114.3 7 5.5 5.5 282 262 12.20 1.80 6.26 2.97 219.1 168.3 139.7 7 6.3 5.5 437 355 12.20 1.80 6.26 2.97 177.8 139.7 114.3 7 5.5 5.5 600 589 12.20 1.80 6.26 2.97 219.1 168.3 139.7 7 6.3 5.5 1230 1050
2.9. DISTANCIAS MNIMAS A TIERRA
Las distancias mnimas entre los conductores ms bajos y el suelo no sern
menores que las permitidas por la norma CADAFE N 58-87 de diseo para lneas de
alimentacin y redes de distribucin.
Terreno abierto no transitorio 6,75 m
Carreteras 6,75 m
Vas principales 6,75 m
Vas frreas 9,15 m
2.10. ESPECIFICACIONES TCNICAS
2.10.1. ESPECIFICACIONES DEL MONTAJE
Las especificaciones tcnicas definen los parmetros bsicos que se deben
seguir para la construccin de la lnea de subtransmisin descrita, establecidas
siguiendo las normas generales de CADAFE. Los planos anexos estn especificados
de acuerdo a estas normas, en la hoja de localizacin se detallan los aspectos ms
importante del proyecto segn lo especificado en los planos.
Los apoyos estn identificados con caracteres numricos indicndose su posicin
segn la progresiva y estacin sealada en cada punto, los vanos entre apoyos, y el
tipo de apoyos se especifican en la hoja de localizacin (anexo 2).
Memoria Descriptiva
-
15
El tipo de montaje para cada apoyo se seala en el plano segn lo siguiente:
A : Amarre en alineacin.
AT: Amarre terminal.
AI: Amarre intermedio.
A1: Montaje en ngulo 170 - 180 con cruceta doble y aisladores de espiga.
A2: Montaje en ngulo 120 - 170 con cruceta doble y aisladores de amarre
A3: Montaje en ngulo 90 -120 con dos cruceta doble y aisladores de amarre.
Ad: Amarre alineacin en derivacin.
T: Poste de transformacin.
Ab: Alineacin de bandera.
A2d: Montaje en ngulo 120 - 170, con derivacin.
2.10.2. ESPECIFICACIONES DE CONSTRUCCIN
Se proceder con el mayor cuidado de hacer el tendido de los conductores,
con el fin de no daarlos, quedando prohibida su extensin por el suelo. Para el
tendido de los conductores se utiliza poleas fijas en los postes o en las crucetas, en el
momento de tender los cables se revisan cuidadosamente para eliminar las partes que
pudiesen estar daadas, evitando de esta manera roturas prematuras as como la
formacin de nudos.
Para el tensado de los conductores deber utilizar un dinammetro, dndose
las tensiones mecnicas indicadas en las tablas normalizadas para conductores tipo
AA 6201 o equivalente.
En alta tensin la sujecin de los conductores en los puentes se hace con
conectores a comprensin YDS-RL, o su equivalente utilizando dos (2) por cadena o
puente en los soportes de amarre. En un mismo vano solo esta permitido un empalme
por conductor y bajo ninguna circunstancia podrn hacerse a menos de tres (3) metros
del apoyo, de todos los conductores en un vano solo la tercera podr llevar empalmes.
Quedan prohibidos los empalmes en cruces de conductores y en los vanos inmediatos
Memoria Descriptiva
-
16
de ambos lados del cruce. Todo empalme del conductor en vano de lnea se efectan
con conectores tipio manguito YDS-RL o su equivalente. Cualquier otro sistema ser
utilizado siempre que se compruebe que su resistencia no sea inferior al 95% de las
resistencias de rotura del conductor empalmado.
2.11. EQUIPOS Y MATERIALES
Los equipos y materiales para la construccin de la lnea, poseen
requerimientos dadas por las normas CADAFE y se especifican a continuacin.
2.11.1. PARARRAYOS PARA LNEAS DE 34.5Kv
Los pararrayos tendrn las caractersticas dadas por las normas ANCI C62 y
IEC 99. Podrn ser de las siguientes marcas: Cooper Power Sistems VARISTARS
AZL 12 Kv rms, General Elctrica 12 Kv 9L23 AXX012HB, Ohio Brass
catalogo Da III212241 O equivalente, se emplearan pararrayos convencionales del
tipo vlvula indicados en la norma CADAFE N 46-87.
2.11.2. SECCIONADORES PARA LNEAS DE 34.5 Kv
Los seccionadores a ser utilizados sern con las caractersticas dadas por las
normas ANCI C3730, IEC 265.
2.11.3. AISLADORES DE SUSPENSIN (15Kv)
El aislador debe ser hecho de porcelana, la superficie del aislador que estar al
descubierto una vez ensamblado deber ser vetrificado y relativamente libre de
imperfecciones. Las partes metlicas deberan estar galvanizadas de acuerdo con las
normas ASTM, (especificaciones de recubrimiento con zinc, (inmersin en caliente)
Memoria Descriptiva
-
17
para herrajes de hierro y acero, (ACTM-153). El aislador ser del tipo campana con
pasador y chaveta, sus dimensiones tendrn una tolerancia de acuerdo a:
Dimensiones menores de 2 cm 5% Dimensiones de 2 a 3 cm 1 mm Dimensiones mayores de 3 cm 3% Los mismos podrn ser de las siguiente marca: NGK catlogo Ct-6r-2,
gamma-catlogo 8265, Ohio Brass catlogo 3243 o equivalente.
2.11.4. AISLDORES DE ESPIGA (34.5Kv)
El aislador debe ser hecho de porcelana y toda la superficie, con excepcin de
las zonas de fijacin deber ser vitrificada y relativamente libre de imperfecciones. El
aislador tendr una rosca de 3.49cm. con las siguientes caractersticas elctricas:
Distancia de fuga 53.3 cm
Resistencia mecnica 1360 Kg
Tensin de descarga a baja frecuencia en seco 125 Kv
Tensin de descarga a baja frecuencia en humedad 80 Kv
Tensin de descarga a impulso crtico positivo 200 Kv
Tensin de descarga a impulso critico negativo 265 Kv
Tensin de perforacin a baja frecuencia 165 Kv
Tensin mxima de radio influencia a 1000 KHZ 200 uVc.
Los aisladores podrn ser de las siguientes marcas: NGK catalogo HAA
152778, gamma catlogo 8355, Ohio Brass catlogo 38222 o equivalente.
2.11.5. BARRA A TIERRA
La barra a tierra deber ser manufacturada de acero laminado en caliente
revestido con una capa de cobre mediante soldadura o proceso electroltico. La
Memoria Descriptiva
-
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misma debe ser lisa con el tope biselado y la punta cnica, la barra debe ser lo
suficientemente fuerte para no doblarse y evitar la formacin de hongos cuando se
este en tierra en condiciones normales. Los mismos podrn ser de las siguientes
marcas: Meica, Saien o equivalente.
2.11.6. CONECTOR DE ATERRAMIENTO
El conductor que une el poste al conductor de cobre debe ser manufacturado
en bronce, con una tolerancia de 2%. Los mismos podrn ser de la siguiente marca:
Saien, Ferrogalvan, Timelca o equivalente.
2.11.7. CONECTORES O PUENTES AREOS
El conector a ser utilizado para la realizacin de puentes y uniones de
conductores de aleacin de aluminio, debe cumplir con las siguientes normas: UL
486B, EE pub TDJ 162, NEMA pub SG 14,10 1962, en caso de contradicciones se
establece la jerarqua indicada. Los conectores sern manufacturados de aluminio
fundido, altamente resistente a la traccin y a la corrosin. La resistencia mnima ser
de 45 Kg/mm2 la superficie del conector deber estar libre de burbujas que interfieren
en el buen uso, pueden ser de las siguientes marcas; fuvenca, blackburn y burnu.
2.11.8. CRUCETAS
Es una pieza que se fabrica con un ngulo de acero laminado y galvanizado en
caliente segn lo establece las normas venezolanas COVENIN 1212-81. Segn su
longitud se clasifican en crucetas de 1.80, 2.40, 3.0m. Este herraje deber cumplir
para cada tipo las dimensiones especificada por las normas de CADAFE N 274 91
(ver tabla 2.3). Esta provista de perforaciones necesarias para su fijacin al poste y a
la de los distintos accesorios y equipos presente en el rea de distribucin (ver fig,
Memoria Descriptiva
-
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2.4). Las mismas deben soportar en el ensayo de flexin como mnimo una tensin de
3000 kg., en el hueco de fijacin al poste, las dimensiones tendrn una tolerancia de 2%. El espesor del galvanizado deber ser un mnimo de 55 micras las mismas
podrn ser de las siguientes marcas: Saien, meica, transmeca.
2.11.9. GRILLETE
Es una pieza fabricada con una barra de acero cilndrica lisa, doblada en forma
de U, con dos ojos en sus extremos, por donde se introduce el pasador con cupilla
que sujeta a la cruceta. Su funcin principal es la de fijar las cadenas de aisladores de
suspensin a la cruceta. Los grilletes como el pasador, deben ser manufacturados en
acero laminado en caliente acero maleable de fundicin grado SAE-1010 de calidad
comercial. La cupilla de seguridad deber ser fabricada en bronce, cobre u otro
material de alta resistividad a la corrosin.
Este herraje esta constituido por tres piezas como lo indica la fig. (2.5). Las
dimensiones son las exigidas por las normas de CADAFE N 259-91 y estn
especificada en la tabla (2.4), con una tolerancia de 2%. Las partes componentes del grillete: la U, el pasador, y la cupilla deber presentar una superficie lisa sin
bordes cortantes. El galvanizado deber ser continuo, uniforme libre de manchas,
burbujas o grietas que puedan afectar la durabilidad de las piezas. Deber soportar
mecnicamente, una tensin mnima de 7200 kg sin sufrir deformaciones o facturas.
Los mismo seran de las siguientes marcas: saien, meica, transmeca o equivalente.
Tabla 2.3. Dimensiones de las crucetas en (mm)
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V
1800 50 100 400 150 200 200 150 400 100 50 100 300 260 240 240 260 3000 100 75 75 8
2400 75 200 375 150 200 200 150 575 200 75 200 540 260 300 300 300 540 100 75 75 8
Memoria Descriptiva
-
20
Tabla 2.4. Dimensiones del Grillete
A B C D E F G H I J K L M N 15.9 15.9 40 166 38 12.7 25 93 125 9.6 5 63.4 7 25
U
V
T
A
L M N O P Q R S
B C D E F G H I J K
Fig. 2.4 Cruceta.
I
Ver
Det
alle
1
E
L
D
A B C
CUPILLA DE 7.5 x 54
G
DETALLE 1 DIMENSIONES DEL PASADOR
F
K
H
Fig. 2.5. Grillete
Memoria Descriptiva
-
21
2.11.10. GRAPAS MORDAZAS
Las grapas mordazas deben ser manufacturadas de aleacin de aluminio
fundido altamente resistente a traccin y corrosin, las normas a consultar sern
COVENIN UL 486B, pub TDJ 162, NEMA pub SG 14.10 1962.
El perno usar acero S.A.E. 1010 o equivalente, segn norma COVENIN, se
galvaniza en caliente con un recubrimiento de por lo menos seis micras. Las grapas
mordazas deben soportar un esfuerzo de tensin mnima de 7200 kg, deben ser
razonablemente lisas en todas sus superficies, sin rebaba o filos cortantes, las mismas
podrn ser de las siguientes marcas: Burndy, funveca, tecnolet o equivalentes.
2.11.11. GRAPAS PARA GUAYAS
Es fabricada con barra cilndrica lisa, calibrada doblada en forma de U, con
sus extremos roscados y por un asiento que permite realizar la funcin para la cual
esta diseada: sujetar las guayas. El material utilizado para la fabricacin del asiento
de la grapa para guayas deber ser de acero al carbono, grado SAE-100, calidad
comercial, laminado en caliente, redondas y lisas grado SAE 1010, la superficie de
este herraje deber ser recubierta mediante el proceso galvanizado en caliente, y con
un espesor de 55 micras. Las dimensiones son las exigidas por las normas de
CADAFE N 265-71 con una tolerancia general de 0.5%, deber soportar una carga de traccin de 5000 kg y la rosca una carga de troqu de 20 pie/libra.
2.11.12. PALILLOS
Deben fabricarse de acero forjado y la cabeza roscada debe ser de plomo, la
tuerca y la arandela deben ser galvanizadas en caliente, la base para la espiga para los
aisladores debe ser cuadrada o hexagonal. Los palillos debe ser gavalnizados por
inmersin en caliente y deben soportar un esfuerzo de tensin mnima de 1000 kg. sin
Memoria Descriptiva
-
22
pandearse a ms de 10 grados. Las dimensiones tendrn una tolerancia + 2%, los
mismos podrn ser de las siguientes marcas: saien, meica, transmeca o equivalente.
2.11.13. PLETINAS
Es una pieza fabricada de perfil plano de acero, de dimensiones variables, con
una perforacin en cada extremo. Su funcin consiste en reforzar, arriostrar
(mantener fijas) las crucetas, mantenindolas en ngulo recto con el poste. Segn su
longitud se clasifican en pletinas de 600, 700, 800 mm.
El material utilizado para la fabricacin de las pletinas deber ser de acero al carbono,
grado SAE-1010, calidad comercial, laminado en caliente. Esta constituido por una
sola pieza (ver fig. 2.6), sus dimensiones son las requeridas por las norma CADAFE
N 2645-91 indicadas en la tabla (2.5), con una tolerancia general del 2%. Las pletinas debern cumplir con los requerimientos mecnicos del acero tipo
SAE-1010 de 24.6 kg/mm, deben ser lo suficientemente resistente para doblarse 10
grados a la altura de un hueco o 140 grados en cualquier punto entre los huecos sin
deteriorarse o partirse en la parte externa del doblado. Las mismas podrn ser de las
siguientes marcas: saien, meica, transmeca o equivalente.
AF
B
GC
D E
Fig. 2.6. Pletina de hierro
Memoria Descriptiva
-
23
Tabla 2.5. Dimensiones de la pletina (mm)
A B C D E F G 600 31.8 28.8 17.5 11.1 6.4 25.5 700 31.8 28.8 17.5 11.1 6.4 25.5 800 31.8 28.8 17.5 11.1 6.4 25.5
2.11.14. ABRAZADERAS
Las abrazaderas deben ser manufacturadas de acero laminado en caliente y
galvanizadas por inmersin en caliente. El espesor de la capa de galvanizado de la
abrazadera debe ser de 55.27 micra por valor promedio, el galvanizado de las tuercas
y tornillos debe ser de 53.14 micras por valor promedio, segn las normas. Los
tornillos deben ser manufacturados de acero templado y enfriado por inmersin,
igualmente debe ser galvanizado por inmersin en caliente.
Las abrazaderas deben soportar una tensin mecnica mnima de 4000 kg. a
7200 kg., las dimensiones tendrn una tolerancia de 2%. Las abrazaderas de tres tornillos vendrn provistas de dos tornillos OPH/ de 1.27 cm. y de 6.35 cm., de largo
y un tornillo de dimetro 4.39 y 5.08 cm. de largo y las abrazaderas de cuatro
tornillos vendrn provisto de dos tornillos OPH/ de 1.27 cm., y de 6.35 cm., de largo
y dos tonillo, las mismas podrn ser de las siguientes marcas, sain, meica, transmeca
o equivalente.
2.11.15. ASIENTO PARA CRUCETAS
Es una pieza fabricada con acero laminado en caliente cuya funcin consiste
en adaptar la superficie plana de la cruceta a la superficie cilndrica del poste con el
objeto de obtener mayor rigidez en la instalacin. El material utilizado, debera ser de
acero al carbono, grado SAE-1010, calidad comercial, laminado en caliente. Este
herraje esta constituido por una sola pieza, segn lo define la fig. (2.7), y sus
dimensiones por las norma CADAFE N 269-91 en la tabla (2.6), y con tolerancia
Memoria Descriptiva
-
24
general del 1%, deber ser recubierta mediante el proceso de galvanizado en caliente y segn la norma venezolana COVENIN 1212-81, con espesor de 55 micras,
este equipo deber soportar mecnicamente en el conjunto de sus partes una carga de
comprensin de 500 kg.-f.
A A
C B
A
F
H
I
G
J
D
K M
L
H
S E C C IO N A - A Fig. 2.7. Asiento para crucetas
Tabla 2.6. Dimensiones de asiento para crucetas (mm)
A B C D E F G H I J K L M 128 112 52 17.5 17.5 83 21 21 3 40 40 8 40
2.11.16. PERNO ROSCADO A TODO LO LARGO
Es una pieza fabricada con barra cilndrica lisa de acero laminado en cliente,
roscada a todo lo largo, de longitud variable, provista de 4 arandelas planas y cuatro
tuercas. Su funcin es fijar entre si las dos crucetas y en sus extremos las tuercas de
ojo. Segn su longitud se clasifican en pernos roscados de 230mm (5/8*9). Deben
fabricarse de barras de acero al carbono laminados en caliente redondas y lisas grado
SAE-1010. Esta constituido por una pieza, estar provisto de cuatro tuercas que
Memoria Descriptiva
-
25
vendrn roscadas a este y cuatro arandelas planas segn se define en la Fig. (2.8), las
dimensiones estn determinadas por la norma CADA FE N 276-91 en la tabla (2.7).
Estn recubiertos mediante el proceso galvanizado en caliente, el roscado del
perno se realizar antes de galvanizarlo deben soportar una carga de traccin de 7200
kg., y la rosca del perno deber soportar una carga de troqu de 6.33 cm/gr. (80
pie/libra), los mismos podrn ser de las siguientes marcas: saien, meica, transmeca.
B
Ver Detalle 1
Ver Detalle 2
A
E
RO
SC
A 1
1 U
NC
O F
25
C
D
DIMENSIONES DE LA TUERCA
IG
DIMENSIONES DE LA ARANDELA PLANA Fig. 2.8. Perno roscado a todo lo largo.
Tabla 2.7. Dimensiones del perno roscado.
A B C D E F G H I 230 15.8 33 25.4 13.5 15.9 44.5 3 17.5 230 15.9 33 25.4 13.5 15.9 44.5 3 17.5
Perno Roscado PO
STE Crucetas
Fig. 2.9. Crucetas unidas por perno roscado.
Memoria Descriptiva
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26
2.11.17. GUAYA DE ACERO
Las guayas sern elaboradas con alambre de acero de 3.04 mm de dimetro,
deben soportar una tensin de ruptura de 7000 kg., tendrn un acabado liso en todas
las superficies sin rebaba o filos cortantes, un recubrimiento de zinc de 73.4 micras
de espesor. Las mismas podrn ser de las siguientes marcas: Bivensa o Wireco.
2.11.18. ADAPTADORES DE CRUCETA AL POSTE
Los adaptadores deben ser manufacturados de acero laminado en caliente o en
acero maleable de funcin y galvanizados por inmersin en caliente. El adaptador
debe ser capaz de soportar una fuerza de comprensin, en condicin de trabajo de
4000 kg, sin deformarse, la dimensiones tendrn una tolerancia de 2% las mismas podrn ser de las siguientes marcas: saien, meica, transmeca, tiemca.
2.11.19. CONCRETO DE FUNDACIONES
La resistencia del concreto ser de 250 Kg/cm2 a los 28 das para las
fundaciones de poste, se determinar la resistencia del concreto a emplearse por
medio de cilindros de pruebas para que el concreto cumpla con los requerimientos de
resistencias de estas especificaciones. El promedio de ensayos podr resultar con la
resistencia menor que el 90% de la especificada. Estas se calculan segn los criterios
especificados por las normas CADAFE, por volcamiento y por compresin.
2.12. INSTALACIN DE EQUIPO Y MATERIALES
2.12.1. INSTALACIN DE POSTE
El poste de acero se monta sobre una losa o placa de concreto. La losa o placa de
concreto deber secar como mnimo 24 horas antes de ser cargado con el peso del
Memoria Descriptiva
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poste el montaje de los mismos se efecta de forma que ningn caso soporte los
esfuerzos para los cuales han sido construidos.
Un poste levantado deber encontrarse en una posicin tal que cumpla con las
siguientes tolerancias:
Verticalidad: 5 mm por metro
Desviacin: 5 cm
Horizontalidad de las crucetas: 5 cm por metro
Orientacin: la distancia entre las crucetas y la
perpendicularidad al eje de la lnea.
Los postes se instarn de tal manera que el manguito de proteccin contra la
oxidacin de la base sobresalga de la superficie del terreno 20 cm como mnimo,
debern ser pintados con (2) dos manos de pintura de aluminio difuso y una mano de
pintura anticorrosiva de fondo.
Las medidas de las fundaciones sern indicadas en los clculos anexos y se
harn en concreto que aseguren una resistencia de 250 kg/cm2 a los 28 das. Para la
proteccin de la base del poste hasta 1 metro por encima del nivel del terreno, se
deber seguir el procedimiento siguiente:
Limpiar el 100% de la superficie a proteger con un solvente adecuado para remover grasa, aceite, polvo, etc., y dejar secar completamente.
Aplicar (2) manos de pintura a base alquitrn de hullaepoxica de color negro, aplicada con brocha, en un tiempo de secado de diez horas en tres manos y para
un espesar de 200 mm.
2.12.2. INSTALACIN DE CRUCETA
Las crucetas a usar sern de tipo angular, metlicas de 78*75*8*2400 mm,
para montaje horizontal. Las crucetas sencillas se utilizan para postes en alineacin y
Memoria Descriptiva
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en caso de apoyo en vrtices para ngulos menores de 5, las crucetas dobles debern
utilizarse para poste con derivaciones, poste de amarre, poste terminales, en las de
soporte cortacorrientes, en vrtices mayores de 5 y en postes utilizados para cruces
de carreteras.
2.12.3. INSTALACIN DE AISLADORES
Para las lneas de 34.5 Kv los aisladores sern de porcelana del tipo palillo
cadenas de porcelana de 15 Kv. Se verificar antes de la instalacin que cada aislador
est en buen estado y no haya sufrido daos durante el montaje, cualquier dao fsico
que presente un aislador ser suficiente para desecharlo y sustituirlo por otro. Se
deber constatar antes del montaje de la cadena de aisladores y sus accesorios que la
calidad de elementos y los diferentes accesorios tanto de la fijacin a las estructuras
como de unin entre ellos, sean los correctos y aprobados por CADAFE.
2.12.4. INSTALACIN DE CONDUCTORES
El conductor a utilizar ser de aluminio ARDIVAL o su equivalencia calibre
N 4/0 AWG. Se proceder con el mayor cuidado al hacer el tendido de los
conductores con el fin de no daarlos quedando prohibida la extensin de
conductores arrastrndolos sobre el terreno. Para los trabajos de tendido se utilizan
poleas fijadas en los postes o crucetas, los conductores se revisarn cuidadosamente
en el momento de extenderlo para eliminar las partes daadas, evitndose de esta
manera roturas prematuras. Se evitarn especialmente la formacin de nudos, para lo
cual el contratista deber tener el mayor cuidado en la correcta colocacin del carrete
de cable para extraccin y montaje del conductor.
El contratista deber suministrar todas las herramientas y equipos especiales
para empalmar, tensar y flechar el conductor, CADELA se reserva el derecho de
aprobar las herramientas y equipos a ser usados por el contratista. En los aisladores
Memoria Descriptiva
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de palillos se fijar los conductores por medio de amarres construidos por alambres
de aluminio para atar, calibre N 6 AWG, en cadenas de aislamiento de amarre y
suspensin, los conductores se fijan con grapas de amarre de fabricacin comercial.
El empalme de conductores debe evitarse, pero si alguno caso llegare a ser
evidente su utilizacin se har bajo la supervisin y aprobacin de CADELA. Quedan
prohibidos los empalmes en cruce de carreteras y en los vanos inmediatos de ambos
lados del cruce, todas las conexiones entre conductores y muy especial en
derivaciones y amarres se harn con dos conectores por extremo.
2.12.5. INSTALACIN DE BARRAS A TIERRAS
Las barras se colocan verticales y la parte ms baja de los electrodos debern
estar a 2.5 mts de la superficie del terreno. Se podrn sumergir los electrodos
directamente en agua, cerca de lagunas o ros, se recomienda su colocacin sobre
tierra hmeda y lo ms cerca posible del agua.
La conexin de los electrodos a los conductores se har de preferencia soldada
con estao, en los casos que no resulte prctica la soldadura se ejecutar la conexin
con conectores a tornillo. Entre tornillo y conductor se clocar una arandela de hierro
de 3 mm de espesor, las partes a unirse debern estar limpias y la conexin completa
se proteger con pintura a base de asfalto para impedir oxidacin. La cantidad de
barras estn indicadas en los cmputos mtricos de obras.
2.12.6. INSTALACIN DE SECCIONADORES
Para el montaje de los seccionadores se deber tomar las precauciones
necesarias para evitar que se rompan los aisladores y componentes internos. Luego de
montado cortacorrientes seccionadores, la porcelana ser limpiada con un trapo suave
para remover todo el polvo y suciedad. En el caso de presencia de aceite o grasa, se
podr usar un solvente aprobado por el inspector. Despus de utilizar cualquier
Memoria Descriptiva
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limpiador, la porcelana deber ser limpiada con un trapo seco. Una vez montados los
seccionadores se deber realizar una inspeccin ocular para constatar el buen estado
del mismo, en especial se verifica lo siguiente:
Rigidez del montaje. Rigidez de la estructura soporte. Estado de los aisladores.
2.12.7. INSTALACIN DE PARARRAYOS
Se tomaran precauciones necesarias para evitar que se rompan los aisladores y
componentes internos, antes de montarlos se verificara que no hayan sufrido dao en
el transporte. Luego de montado la porcelana ser limpiada con un trapo suave para
remover todo el polvo y suciedad, en caso de presencia de aceite o grasa, se podr
usar un solvente aprobado por el inspector. El conductor de conexin a tierra debe
ser llevado por el camino mas corto posible con un mnimo de curvas y conectado a
la varilla de aterramiento, no deber utilizarse la puesta a tierra de los postes para la
conexin a tierra de los pararrayos.
Una vez montados los pararrayos se verifica lo siguiente:Rigidez del montaje y
de la estructura soporte, estado de los aisladores, verificacin de la conexin a tierra
de los pararrayos, verificacin de las conexiones a la barra y al conductor de alta
tensin.
2.12.8. PICA, DEFORESTACIN Y CAMINOS DE ACCESO
El instalador deber abrir una pica de un ancho igual a la distancia medida
horizontalmente entre los conductores de los extremos aumentados en seis metros,
por cada lado. Dicha franja deber estar libre de vegetacin durante todo el tiempo de
ejecucin de la obra.
Memoria Descriptiva
-
31
CAPTULO III
MEMORIA DE CLCULO DE LA LINEA
La memoria de clculo se desarrollara de acuerdo a los siguientes puntos:
3.1 Perfil longitudinal
3.2 Seleccin tcnica del conductor.
3.3 Clculo mecnico del conductor.
3.4 Perfil longitudinal Localizacin de los apoyos.
3.5 Clculo mecnico de los apoyos.
3.6 Clculo de las fundaciones.
3.1. PERFIL LONGITUDINAL.
Se obtiene de acuerdo a los datos obtenidos durante el estudio de campo
realizado y se sigue la siguiente metodologa.
Descripcin de la metodologa utilizada para la elaboracin del perfil:
Con la plataforma cartogrfica en el programa AutoCAD se inicia la aplicacin
del EzySurf con el men desplegable que muestra la figura N 3.1, se siguiente con:
a) INSERCION DE DATOS:
Se cargan los puntos desde el archivo de texto a AutoCAD seleccionando del
men desplegable el comando XYZ-IN (POINTS), la siguiente ventana
aparecer.
31
-
32
Fig. 3.1. Men desplegable y ventana de insercin de datos.
* Comando SELECT FILE, seleccionar archivo:
Busca en la computadora el archivo a importar.
* Comando COLUMN FORMAT FOR FILES,
Asigna el formato de columnas para los archivos.
Dando valores para los comandos PLOT y TEXT PARAMETERS se procede a
descargar los datos de archivo sobre la plataforma cartogrfica a travs del comando
LOAD DATE FILE. La fig.3.2 muestra los puntos ubicados sobre la plataforma
partiendo desde la subestacin Cano Zancudo.
Memoria de Calculo
-
33
Fig. 3.2. Puntos de ubicacin de postes sobre la plataforma.
b) CREAR RED TRIANGULAR (TIN).
La triangulacin es la base de las opciones de modelado del EzySurf, las lneas
del triangulo representan un cambio drstico de altura en la superficie.
Se crea la TIN seleccionando del men desplegable el comando CREATE TIN,
se tiene la siguiente ventana.
Fig. 3.3. Identificacin de la TIN.
Se introduce el nombre para identificar la TIN, el prefijo EZYTIN es aadido
se crea una capa y la triangulacin es colocada en ella.
Memoria de Calculo
-
34
Fig. 3.4. Triangulacin sobre la plataforma.
c) Se crea una polilnea en una nueva capa con los puntos ubicados sobre la
plataforma para el trazado de la ruta. Se proyecta la polilnea sobre la superficie
natural seleccionado DRAPE del men principal, se da el nombre de la capa a
proyectar y las entidades proyectadas sern colocadas en la capa Ezysur-drape.
d) CREAR SECCION TRANSVERSAL DE POLILINEA 3D.
Se crea una seccin a partir de una polilnea 3D, del men desplegable
seleccionamos CROSS SECCION FROM TIN:
Seleccionamos FROM 3D POLYLINE de la ventana desplegable. Seleccionamos la polilnea 3D a seccionar. Seleccionamos el punto inicial de la polilnea. Introducimos el valor de la progresiva para el primer punto. Seleccionamos la ubicacin de la seccin. Se crea la siguiente ventana de dialogo de secciones.
Memoria de Calculo
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35
Fig. 3.5. Ventana de dialogo para secciones y perfil de referencia.
Seleccionamos SET CHAINAGE: Dibuja el perfil con progresivas determinadas.
Seleccionamos escala vertical. Seleccionamos incrementos de la progresiva. Seleccionamos color de lneas. Introducimos altura mnima (Datum) Introducimos informacin de texto.
Se aceptan los valores y se obtiene el perfil indicado en la fig. 3.6, el cual
corresponde al tramo de lnea comprendido desde la S/E Cao Zancudo a la
poblacin de La Azulita.
Procediendo de igual manera se obtiene el perfil indicado en los planos anexos
para el tramo de lnea comprendido desde la Subestacin Lagunillas hasta el sector el
Bachaquero lugar donde se construir la Subestacin, en la poblacin de La Azulita.
Memoria de Calculo
-
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Fig. 3.6. Perfil de la Lnea desde la S/E Cano Zancudo - La Azulita.
3 .2 SELECCIN TCNICA DEL CONDUCTOR
Se analizaron los conductores arvidal normalizados de diferentes calibres
especificados por las normas CADAFE N [53-87] (ver anexo N 01). Partiendo del calibre mnimo para la seleccin del conductor se aplican los criterios de capacidad
al lmite trmico y cada de tensin admisible.
3.2.1 CORRIENTE MAXIMA
La corriente mxima a plena carga puede ser calculada por la siguiente expresin.
KVnom
SMAXI
*3max= (3.1)
Donde:
Memoria de Calculo
-
37
Imax: Corriente mxima a plena carga (Amp) Smax: Capacidad de potencia aparente disipada (KVA) KVnom: Tensin de operacin de la lnea.
De la proyeccin de la demanda elctrica el transformador a utilizar es de 5 MVA.
Calculo :
Imax 67,835.34*3
5000 ==kV
KVA Amp.
3.2.2. VERIFICACIN POR CAPACIDAD AL LMITE TRMICO
La energa absorbida en un conductor por el efecto joule, y por radiacin solar
es en parte acumulada en las masas del conductor y la otra transmitida al ambiente a
travs de fenmenos de conduccin, conveccin y radiacin; cuando se alcanza el
estado de rgimen ya no se acumula calor, todo el calor producido es cedido al
ambiente. Debido al mnimo contacto del conductor con los herrajes de una cadena de
aisladores, las perdidas por conduccin son despreciables.
La mxima temperatura a la cual un conductor de una lnea de transmisin debe
ser operado se denomina Limite Trmico, la exposicin de los conductores a
temperaturas mayores reduce sus caractersticas mecnicas.
3.2.2.1. CRITERIO DE CAPACIDAD TRMICA
Segn la norma IEEE, en rgimen normal de carga : Debe cumplirse:
I ADM Imaxcond (3.2)
De la ecuacin de balance trmico se obtiene la corriente admisible del
conductor, dada por la siguiente expresin:
IADM = (A) (3.3) Rc
sr qq +cq
Memoria de Calculo
-
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Donde:
IADM = Capacidad mxima de conduccin de corriente. qc = Potencia transferida al medio por conveccion (W/ft). qr = Potencia transferida al medio por radiacin. qs = Potencia generada por radiacin solar. Rcond = Resistencia del conductor (/Km).
Calculamos la corriente admisible para cada conductor seleccionado considerando
las diferentes altitudes que toma la lnea en su ruta, a travs del programa Clculo de
Lneas de Transmisin.
La tabla 3.1 muestra los valores de corriente mxima calculada y corriente
admisible de los conductores seleccionados para diferentes altitudes, comprobndose
que se cumple la desigualdad 3.2. Se puede afirmar que el conductor seleccionado,
transmitiendo una carga de 5 MVA a una tensin de 34.5Kv, operara a una
temperatura menor a la de diseo (60 C), mxima permitida.
Tabla 3.1. Corriente admisible de los conductores en estudio.
CALIBRE (AWG)
I ADM (A) ( h =500 m)
I ADM (A) (h=1000 m)
I ADM (A) (h=1500m)
I ADM (A) (h=1000 m)
I (carga mx)
2/0 293 288 283 277 83.67 3/0 288 282 277 272 83.67 4/0 302 296 290 284 83.67
3.2.3. VERIFICACIN POR CADA DE TENSIN
La variacin de tensin que se presenta en un punto del sistema debe estar
establecidas dentro de cierto rango para que el servicio sea considerado aceptable.
La mxima variacin de tensin permitida en los sistemas de lneas de subtransmisin
segn las normas CADELA N 42-87 y N 34-87 y manual de operaciones de
distribucin, se muestra en la siguiente tabla.
Memoria de Calculo
-
39
Tabla 3.2. Variaciones de Tensin Mxima permitida
MXIMA VARIACIN DE TENSIN PERMITIDA Sistema Voltaje [Kv] Normales De emergencia
66 10% 13% 34.5 10% 13% Lneas de Subtransmisin 24 10% 13%
La cada de tensin es determinada a partir de las siguientes ecuaciones:
V% = KD * ME (3 .4) ME = KVA * KM (3 .5)
Donde:
V% = cada de tensin. KD = Constante de distribucin.
ME: Momento elctrico.
Kva.: Potencia aparente Kva.: entregada.
Km.: Longitud de la lnea. = 46 Km.
Calculo muestra: conductor calibre 2/0.
ME = 5 * 103 * 52 = 225* 103 [ KVA-KM ] V = 225 * 103 * 0.055 * 10-3 = 12.30
Tabla 3.3. Valores de variacin [V%], con 5 MVA LONGITUD DE LA LNEA = 51 KM CALIBRE 2/0
% Carga [MVA]
100% 5 MVA
80% 4 MVA
60% 3 MVA
50% 2.5 MVA
40% 2 MVA
30% 1.5 MVA
25% 1.25MVA
KD [10-3 ] 0.055 0.055 0.055 0.055 0.055 0.055 0.055 ME
[KVA-KM] 255*10
3 204*103 153*103 127.5*103 102*103 76.5*103 64*103
V% 14..30 11..22 8.4 7.01 5.61 4.20 3.50
Memoria de Calculo
-
40
Tabla 3.4. Valores de variacin [V%], con 5 MVA LONGITUD DE LA LNEA = 51 KM CALIBRE 3/0
% Carga [MVA]
100% 5MVA
80% 4 MVA
60% 3 MVA
50% 2.5 MVA
40% 2 MVA
30% 1.5 MVA
25% 1.25MVA
K[10-3 ] 0.048 0.048 0.048 0.048 0.048 0.048 0.048 ME
[KVA-KM] 255*103 204*103 153*103 127*103 102*103 76.5*103 64*103
V% 12..24 9.79 7.34 6.10 4.90 3.70 3.10
Tabla 3.5 Valores de variacin [V%], con 5 MVA LONGITUD DE LA LNEA = 51 KM CALIBRE 4/0
% Carga [MVA]
100% 5MVA
80% 4 MVA
60% 3MVA
50% 2.5MVA
40% 2MVA
30% 1.5MVA
25% 1.25MVA
K[10-3 ] 0.042 0.042 0.042 0.042 0.042 0.042 0.042 ME
[KVA-KM] 255*103 204*103 153*103 127*103 102*103 76.5*103 64*103
V% 10.71 8.60 6.43 5.30 4.30 3.20 2.70
ANALISIS DE LOS RESULTADOS:
Incrementar la carga en la lnea aumenta la cada de tensin en los
conductores, para los conductores calibres N 2/0, 3/0 los resultados para mxima
carga son mayores que la variacin permitida y para el conductor calibre N 4/0 los
resultados son mas favorables.
De acuerdo a los criterios aplicados los conductores seleccionados cumplen por
capacidad al lmite trmico y por cada de tensin el conductor calibre 4/0 mantiene
sus valores dentro del rango permitido segn las normas CADAFE. Se determina as
utilizar el conductor arvidal calibre 4/0 para la construccin de la lnea por ser el
que presenta los parmetros elctricos ms favorables.
3 .3 CLCULO MECNICO DEL CONDUCTOR
El clculo mecnico se realiza de acuerdo a las normas CADAFE., con la
finalidad de asegurarle al conductor buenas condiciones de funcionamiento en las
Memoria de Calculo
-
41
hiptesis que se formularan para su diseo, tiene como objetivo determinar las
condiciones de carga a las cuales estar sometido el conductor.
Los factores climatolgicos determinan los lmites del comportamiento del
conductor, siendo estos los siguientes:
La mxima tensin mecnica surgida por las condiciones climticas severas. La mnima tensin y por tanto, la mxima flecha del conductor.
Esta parte del diseo se determina la tabla de tensado y de ajuste de flechas
para los diferentes vanos reguladores y reales del conductor y garantizar que las
sobrecargas debido al viento y las bajas temperaturas no sometan a los conductores a
esfuerzos superiores a su limite elstico, causen un alargamiento considerable en el
conductor o produzca rotura como consecuencias de las vibraciones de origen elico.
3 .3.1. DEFINICIN DE LAS TEMPERATURAS DE CLCULO
Los valores de temperatura a utilizar en el clculo mecnico del conductor son
los indicados en el reglamento y normas generales para redes de distribucin y
subtrasmisin de CADAFE. Norma NR apartado 2-04-04, el cual expresa, para todo
el territorio nacional y a los efectos de clculo mecnico, se supondr que los
conductores estarn sometidos al rango de temperaturas indicadas en la tabla 3-6.
Tabla 3 .6. Rangos de temperatura segn Norma CADAFE
ALTURA S.N.D.M. TEMPERATURA C
MXIMA MNIMA
0 ------------- 500 m 60 10 500 ------------- 1000 m 50 05 1000 ------------- 2000 m 35 0 2000 ------------- 3000 m 30 - 05
La zona en estudio presenta una altura sobre el nivel del mar que oscila entre
1000 m. en Lagunillas, 2200 m. en La Trampa, 1200 m. en La Azulita hasta llegar a
Memoria de Calculo
-
42
400 m. en la poblacin de Santa Elena de Arenales, con una temperatura media para
la zona segn el MARNR. oscila entre 18 C a 26 C.
Se determina as el siguiente rango de temperatura para el clculo respectivo:
Temperatura mnima ( min ) = 0 C Temperatura media ( min ) = 22 C. Temperatura mxima ( min ) = 60 C. 3 .3.2. DEFINICIN DE CARGAS MECANICAS SOBRE SUPERFICIES
Las Normas de carga mecnica de CADAFE cdigo 55-87, especfica:
a. Presin mxima del viento sobre el conductor es dada por la ecuacin.
Pmaxc = 0.00472 * v 2 (5min) *
5.31
10Hc (kg/m2) (3 .6)
Donde:
Pmaxc = Presin mxima de viento, para diseo, sobre conductores (kg./m2)
Hc = Altura promedio del centro de gravedad de los conductores (m)
b. La velocidad del viento segn a las Normas de CADAFE.
v 2 (5min) . 95 km./H.
De la ecuacin (3 -6) obtenemos: PMAX c = 38.07 [kg/m2]
c. Carga del viento sobre los conductores.
La fuerza horizontal ejercida por el viento sobre el conductor, por unidad de
longitud, se indica por la siguiente expresin dada por la Norma CADAFE.
F vc = PMAX C * rea proyectada del conductor ( kg/m ) (3 .7)
Memoria de Calculo
-
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donde:
rea proyecteda = Dimetro del conductor en metros por unidad de longitud.
Fvc = Fuerza horizontal ejercida por el viento ( kg/m )
Pmaxc = Presin mxima de viento, para diseo, sobre conductores
Fvc = 38.07 * 0.01432 = 0.55 [kg/m]
La accin del viento desplaza al conductor de su plano vertical y lo coloca en
un plano inclinado un ngulo , siguiendo la direccin de peso resultante (WR).
Fig.3.7 Diagrama de fuerzas resultantes
La fuerza resultante actuando sobre el conductor es dada la siguiente expresin:
22 FvcWcWr += (3. 8)
WcFvc= (3 . 9)
Fscv = WcWr
(3. 10)
Fscv: Factor de sobrecarga del viento
Clculos: De las ecuaciones (3.8) a (3.10) obtenemos:
W r = 0.644 Kg / m. = 57,5
Factor de sobrecarga del viento = 1,87
B
WR = 0,644 kg/m Wc = 0,344 kg/m
Fvc = 0,55 kg/m
Memoria de Calculo
-
44
3 .3.3 HIPOTESIS DE CARGA PARA EL CALCULO MECANICO DEl CONDUCTOR
Las Normas NR de CADAFE expresa lo siguiente: El clculo de la resistencia
mecnica de los conductores se har bajo las hiptesis siguientes:
Limite R (Tensin mxima)
Temperatura mnima ( mm) 0 C Carga total, considerando la sobrecarga del viento 0.644 kg/m
Mdulo de elasticidad final 6450 kg/mm2
Tensin mxima 50% CR.= 1942 kg
Limite V (proteccin contra vibraciones elicas)
Temperatura mnima ( mm) 0 C Carga total, sin considerar la sobrecarga del viento 0.344 kg/m
Mdulo de elasticidad final 6450 kg/mm2
Tensin mxima. 25 %CR.= 971 kg.
Limite D: (proteccin contra vibraciones elicas)
Temperatura mnima ( mm) 22 C Carga total, sin considerar la sobrecarga del viento. 0.344 kg/m
Mdulo de elasticidad final.. 6450 kg/mm2
Tensin mxima 21% CR.= 815.64 kg
3 .3.4 ECUACIN DE CAMBIO DE ESTADO
Una lnea de subtransmisin tensada a una determinada condicin de
temperatura y carga, cambiara su longitud, su traccin y con esta la fecha del
conductor, si sus condiciones iniciales son modificadas. Por tanto es necesario
conocer todos estos cambios anticipadamente a fin de conocer la flecha en un
determinado momento y de esta manera poder conservar las distancias mnimas a
tierra y los esfuerzos mximos de los conductores.
Memoria de Calculo
-
45
La Ecuacin de cambio de estado, permite determinar las tensiones y
flechas del conductor en un estado 2 (final), a partir de las condiciones de operacin
de un estado 1 (inicial), tal como se indica en la siguiente ecuacin:
T23 + AT22 B = 0 (3 .11)
T22 * [T2 + A] = B (3 .12)
=A1122
1
21
2
)(****24
***TES
TSEWa + (3 .13)
24
*** 222 WaESB = (3 .14)
Donde: T1: Tensin de operacin en el estado 1
W1: Carga del conductor en el estado 1
1: Temperatura del conductor en el estado 1. T2: Tensin de operacin en el estado 2.
W2: Carga del conductor en el estado 2
2: Temperatura del conductor en el estado 2. S : Seccin del conductor.
E : Mdulo de elasticidad.
3 .3.5. SELECCIN DE LA CONDICIN INICIAL.
De la condicin inicial seleccionada dependen las tensiones y las flechas
mximas para el diseo de la lnea, se considera el lmite de ruptura [Limite R] como estado final (2) [condicin ms desfavorable], porque en estas condiciones la tensin de trabajo adquiere un valor mximo, cuyo valor no debe sobrepasarse. Al tomar
como estado inicial (1), a cada una de las hiptesis limite Vy limite D lo que se
pretende es determinar cual de ellos permite obtener en el estado final (2) las
condiciones mximas menores en ese intervalo.
Memoria de Calculo
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Determinacin del estado inicial para el vano de clculo establecido (50 m.).
Hiptesis N 1 : Estado inicial Lmite V ; Estado final Lmite D.
Estado1 = Lmite V Estado2 = Lmite D T1 = 25%Cr 971 kg T2 = 21%Cr 815,64 kg 1 = min 0 C 2 = min 22 C W1 = Wc 0,334 kg/m W2 = Wsc 0,334 kg/m
De las ecuaciones (3.11) a la (3.14): A = - 552.50 ; B = 9938375
T23 - 552.50 T2 2 - 9938375 = 0
Evaluando en la ecuacin de estado: T2 = 608.70 Kg < 891.00 kg
Hiptesis N 2 : Estado inicial Lmite V ; Estado final Lmite R.
Estado1 = Lmite V Estado2 = Lmite R
T1 = 25%Cr 971 kg T2 = 50%Cr 1942 kg 1 = min 0 C 2 = min 0 C W1 = Wc 0,334 kg/m W2 = Wsc 0,644 kg/m
Evaluando la ecuacin de estado : T2 = 1000,41 Kg < 1942 kg.
Se verifica la valides de la hiptesis, se concluye: Estado inicial Limite V.
3 .3.6. DETERMINACIN DEL VANO REGULADOR
Un criterio de diseo utilizado, es que los apoyos sern mecnicamente
equilibrados a lo largo de la lnea, es decir que la tensin horizontal ejercida por el
conductor a lado y lado del poste sean iguales. El vano regulador para cada tramo de
la lnea es calculada por:
ac ( )( )= aiai3
(3 .15)
donde:
Memoria de Calculo
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ac = Vano regulador
ai = Vano real. Los valores del vano regulador de cada tramo se especifi