ieb-939-12-106 0 seleccion ductos y carcamos · subestaciÓn ocoa a 115 kv memoria de verificaciÓn...

SUBESTACIÓN OCOA 115/34,5/13,8

MEMORIA DE VERIFICACIÓN Y DE

DOCUMENTO IEB 939

SUBESTACIÓN OCOA 115/34,5/13,8 kV

VERIFICACIÓN Y DIMENSIONAMIENTO DEDUCTOS Y CARCAMOS

DOCUMENTO IEB 939-12-106

REVISIÓN 1

Medellín, Abril de 2013

kV

DIMENSIONAMIENTO

SUBESTACIÓN OCOA A 115 kV IEB S.A.

MEMORIA DE VERIFICACIÓN DE CARCAMOS Y DUCTOS Página ii de iv

Archivo: IEB-939-12-106(1) Memoria de verificación de cárcamos y ductos

CONTROL DE DISTRIBUCIÓN

Copias de este documento han sido entregadas a:

Nombre Dependencia Empresa Copias

Las observaciones que resulten de su revisión y aplicación deben ser informadas a IEB S.A.

CONTROL DE REVISIONES

Revisión No. Aspecto revisado Fecha

0 Emisión Inicial 11/03/2013

1 Según comentarios EMSA 30/04/2013

CONTROL DE RESPONSABLES

NÚMERO DE REVISIÓN 0 1 2

Nombre JLO/OSR JLO/OSR

Elaboración Firma

Fecha 11/03/2013 30/04/2013

Nombre OSR OSR

Revisión Firma

Fecha 11/03/2013 30/04/2013

Nombre OSR OSR

Aprobación Firma

Fecha 11/03/2013 30/04/2013

Participaron en la elaboración de este informe:

OSR Oscar Alonso Sanchez R.

JLO Jhonatan Londoño Ospina


MEMORIA DE VERIFICACIÓN DE CARCAMOS Y DUCTOS Página iii de iv


TABLA DE CONTENIDO

1. OBJETO ............................................ ..................................................................... 1

2. INTRODUCCION .................................................................................................... 1

3. CRITERIOS ............................................................................................................ 1

3.1 DUCTOS DE EQUIPOS .......................................................................................................... 2 3.1.1 Ductos de Equipos .................................................................................................................. 2 3.2 BANCOS DE DUCTOS .................................. ......................................................................... 2 3.2.1 Bancos de ductos existentes ................................................................................................... 3 3.2.2 Bancos de ductos a construir .................................................................................................. 4 3.3 CÁRCAMOS .......................................... ................................................................................. 5 3.3.1 Cárcamos existentes ............................................................................................................... 5 3.3.2 Cárcamos a construir .............................................................................................................. 5 3.3.3 Selección del sistema portacables .......................................................................................... 6

4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................... ...................................... 6

REFERENCIAS ............................................................................................................... 13


MEMORIA DE VERIFICACIÓN DE CARCAMOS Y DUCTOS Página iv de iv


TABLAS Tabla 1. Tipos de Cables * .................................................................................................................. 1 Tabla 2. Porcentajes de ocupación recomendados para conductores en tuberías ............................ 2 Tabla 3. Ductos para Equipos ............................................................................................................. 6 Tabla 4. Banco de Ductos ................................................................................................................... 7 Tabla 5. Tipo de Cárcamo ................................................................................................................... 7 Tabla 6. Tipo de Bandeja Portacables ................................................................................................ 7

ANEXOS

Anexo 1 Cálculo para la verificación y dimensionamiento decárcamos y ductos


MEMORIA DE VERIFICACIÓN DE CARCAMOS Y DUCTOS Página 1 de 13


1. OBJETO

En este documento se presentan los criterios utilizados y cálculos realizados, para la verificación del dimensionamiento de cárcamos y ductos relacionados con el cableado de los equipos de patio, como parte del proyecto ampliación de la Subestación Ocoa 115kV. Se realiza una verificación de las ocupaciones de los cárcamos, sin embargo será responsabilidad del EPC de acuerdo con los cables a instalar realizar la nueva verificación y en caso de ser posible utilizar los cárcamos actuales con la inclusión de bandejas portacables.

2. INTRODUCCION

Para lograr una adecuada instalación de los conductores utilizados para las diferentes señales de control, señalización y protección entre los equipos de patio y el edificio de control, se deben garantizar diferentes condiciones de instalación de los conductores y los máximos porcentajes de ocupación de las canalizaciones, buscando disminuir los efectos térmicos y facilitando futuras modificaciones y mantenimientos.

3. CRITERIOS

Para la elaboración de los diseños, se determinaron los tipos de cable y las cantidades con base en las señales típicas de los equipos a utilizar. En la Tabla 1 se muestran los tipos de cables multiconductores utilizados, su diámetro total exterior y su área.

Tabla 1. Tipos de Cables *

Tipo de cable (AWG)

Tipo de cable (mm2)

Diámetro exterior sobre chaqueta

(mm)

Área (mm2)

12x16 12x1,5 20,7 336,54

4x16 4x1,5 15,0 176,71

12x14 12x2,5 22,3 390,57

4x14 4x2,5 16,0 201,06

12x12 12x4 24,9 486,95

4x12 4x4 18,2 260,16

4x10 4x6 19,6 301,72

4x8 4x10 21,7 369,84

SUBESTACIÓN OCOA A 115 kV

MEMORIA DE VERIFICACIÓN DE CARCAMOS Y DUCTOS

Archivo

* Los datos de esta tabla están basados en la información de cables CENTELSA para control, 600V espesor de aislamiento de 0,8 mm.

3.1 DUCTOS DE EQUIPOS

De acuerdo con el Código Eléctrico Nacional ([1], para la selección de ductos y tuberías se deben cumplir básicamente dos condiciones:

• La primera condición tiene que ver con la instalación de los cables, ya que se pueden atascar dentrocurrir si la relación entre el diámetro interno de la tubería y el diámetro externo del conductor está entre 2,8 y 3,2.

• La segunda condición está relacionada con el porcentaje de ocupación del ducto. De acuerdo con el Código Nacional de Electricidad recomiendan los porcentajes de ocupación indicados en la

Tabla 2. Porcentajes

En el Anexo 1 se indica en forma detallada los cálculos para el dimensionamiento del ducto de los equipos.

3.1.1 Ductos de Equipos

De acuerdo con el número de cables de control, protección y señalización a ser tendidos como resultados del proyecto de ampliación, se dimensionan los que van a ser utilizados, para cada uno de los equipos.

3.2 BANCOS DE DUCTOS

Para el cableado decontrol, protección y señalización correspondiente a los equipos de la ampliación, se tiene previstaductos.

Para el dimensionamiento de en el numeral 3.1 de este documento, de acuerdo con las recomendaciones del Código Eléctrico Nacional

kV

DE VERIFICACIÓN DE CARCAMOS Y DUCTOS


esta tabla están basados en la información de cables CENTELSA para control, 600V espesor de

DUCTOS DE EQUIPOS

De acuerdo con el Código Eléctrico Nacional (NationalElectricalCode, para la selección de ductos y tuberías se deben cumplir básicamente dos

La primera condición tiene que ver con la instalación de los cables, ya que se pueden atascar dentro de la tubería al momento de halarlos.ocurrir si la relación entre el diámetro interno de la tubería y el diámetro externo del conductor está entre 2,8 y 3,2.

La segunda condición está relacionada con el porcentaje de ocupación del acuerdo con el Código Nacional de Electricidad

recomiendan los porcentajes de ocupación indicados en la Tabla

Porcentajes de ocupación recomendados paraconductores en tuberías

En el Anexo 1 se indica en forma detallada los cálculos para el dimensionamiento to de los equipos.

Ductos de Equipos

De acuerdo con el número de cables de control, protección y señalización a ser tendidos como resultados del proyecto de ampliación, se dimensionan los que van a ser utilizados, para cada uno de los equipos.

S DE DUCTOS

Para el cableado decontrol, protección y señalización correspondiente a los la ampliación, se tiene prevista la construcción de nuevos

Para el dimensionamiento de estos se debe cumplir con los requisitos expuestos de este documento, de acuerdo con las recomendaciones del

Código Eléctrico Nacional [1].

IEB S.A.

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de verificación de cárcamos y ductos

esta tabla están basados en la información de cables CENTELSA para control, 600V espesor de

NationalElectricalCode– Capítulo 9) , para la selección de ductos y tuberías se deben cumplir básicamente dos

La primera condición tiene que ver con la instalación de los cables, ya que se o de la tubería al momento de halarlos. Esto puede

ocurrir si la relación entre el diámetro interno de la tubería y el diámetro

La segunda condición está relacionada con el porcentaje de ocupación del acuerdo con el Código Nacional de Electricidad [1], se

Tabla 2.

de ocupación recomendados para

En el Anexo 1 se indica en forma detallada los cálculos para el dimensionamiento

De acuerdo con el número de cables de control, protección y señalización a ser tendidos como resultados del proyecto de ampliación, se dimensionan los ductos

Para el cableado decontrol, protección y señalización correspondiente a los la construcción de nuevos bancos de

se debe cumplir con los requisitos expuestos de este documento, de acuerdo con las recomendaciones del




3.2.1 Bancos de ductos existentes

En la Figura 1 se pueden observar los bancos de ductos existentes y su ubicación en la Subestación Ocoa, para los cuales se realizó el cálculo de ocupación del cableado incluyendo el nuevo campo de línea 115KV, encontrando que estos no cuentan con espacio suficiente que permita ser utilizado para dicho cableado. Esto puede apreciarse en la Figura 2, correspondiente al banco de ductos a la salida del edificio de control.

Figura 1. Ductos para cableado de control en Subes tación Ocoa

BANCO TIPO 3

(12 Ductos de ϕ6”)




Figura 2. Banco de Ductos Salida de Cuarto de Cont rol

El banco de ductos tipo 3existente en la subestación, se puede apreciar que no cuenta espacio suficiente para el nuevo cableado consideradode acuerdo con el Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas RETIE, como puede apreciarse en la Figura 2, se contaría con dos ductos para llevar el cableado a la casa de control, los cuales podrían resultar insuficientes para el área requerida por los nuevos cables.

3.2.2 Propuesta de Bancos de ductos a construir

Para el proyecto de ampliación se dimensionan los bancos de ductos que van a ser utilizados, para las transiciones de los cárcamos bajo la vía de concreto y la llegada a la caseta de control.

3.2.2.1 Banco de ductos tipo 1

Este banco de ductos se construiría para llevar el cableado de control de los nuevos campos de línea 115 KV, por debajo de las vías hacia el edificio de control. Este banco de ductos constará de ocho (8) tuberías de 4”. En dos hileras horizontales de cuatro ductos cada una. En el Anexo 1 se muestran los cálculos correspondientes al dimensionamiento de dicho banco.




3.3 CÁRCAMOS

Para el cableado de control, protección y señalización correspondiente a los equipos de la ampliación, se propone en caso de requerirse, la construcción de cárcamos.

De acuerdo con el número de cables a ser tendidos, se dimensionan cada uno de los tipos de cárcamos que van a ser utilizados, acorde Código Nacional de Electricidad [1].

3.3.1 Cárcamosexistentes

En la Figura 3 se pueden observar los cárcamos existentes y su ubicación en la Subestación Ocoa. Para los cuales se realizó el cálculo verificación de ocupación del cableado necesario incluyendo los nuevos campos de línea, encontrando que estos no podrían no contar con espacio suficiente dado que el criterio utilizado, solo se permite utilizar el 50% del área correspondiente al ancho del cárcamo y a la altura útil de una bandeja portacable (65 cm). Así, para esta condición, el cárcamo existente sobrepasaría su capacidad.

Figura 3. Cárcamos para cableado de control en Su bestación Ocoa

3.3.2 Propuesta de Cárcamos a construir

De acuerdo con el número de cables de control, protección y señalización considerados para ser tendidos al interior, se dimensionan los cárcamos que van a ser utilizados.

CÁRCAMO TIPO 1

(1200x800)

CÁRCAMO TIPO 2

(600x600)




3.3.2.1 Cárcamo tipo 1

El cárcamo tipo 1 se construirá para llevar los conductores de las señales de control, protección y señalización desde los equipos de 115 kV objeto de la ampliación hasta el edificio de control.

Este cárcamo tiene un área interna útil de 600 mm x 600 mm (Ancho x Alto) y contará con dos niveles de soporte para cables, el primer nivel será el piso del cárcamo y el segundo nivel será una (1) bandeja portacables de 300 mm x 80 mm (Ancho x Alto) para llevar el cableado correspondiente a los nuevos campos.

3.3.3 Selección del sistema portacables

Los criterios para la selección de los componentes del sistema portacables se basan en la verificación del ancho útil requerido y el área máxima de ocupación de bandejas, todo lo anterior dentro del marco de las recomendaciones del Código Eléctrico Nacional sección 392[1]y las características técnicas del sistema portacables. Para el dimensionamiento del sistema portacables, se tiene en cuenta que la suma de la sección transversal de todos los cables en cualquier sección transversal de la bandeja no debe superar el 50% de la sección transversal interior de dicho elemento. El sistema portacables se instalará en un nivel acorde a los requerimientos del tramo de cárcamo, considerando la suma de las secciones de los cables a instalar y la sección transversal utilizable en el mismo.

4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

a) Con los cables considerados para usar en la ampliación de los campos de línea en la subestación, se realizó el cálculo para la verificación de los cárcamos y ductos existentes que llevarán el cableado de los equipos de patio (Ver Anexo 1), debido a que estos podrían no ser suficientes para llevar todo el cableado, se propone en caso de corroborarse en la ingeniería desarrollada por el EPC, realizar una nueva ruta de cárcamos y ductos de forma paralela a la actual ruta En la Tabla 3 se indica el diámetro y el número de tuberías a utilizar para el tendido de los diversos cables desde las cajas de mando o de agrupamiento de los equipos hasta los cárcamos nuevos.

Tabla 3. Ductos para Equipos

Diámetro de la tubería [pulg]

No. de ductos Descripción

2 4 Cableado desde caja del Interruptor

3 1 Cableado desde caja del Seccionador Pantógrafo






2 2 Cableado desde caja del Seccionador de Apertura Central

2 2 Cableado desde la caja de la Cuchilla de Puesta a Tierra

2 1 Cableado desde la caja del Transformador de Corriente

2 1 Cableado desde la caja del Transformador de Tensión

b) En la Tabla 4 se indica el diámetro y el número de ductos a utilizar para el paso de los diversos cablespara las transiciones de los bancos de ductos bajo la vía de concreto y las llegadas a la casa de control.

Tabla 4. Banco de Ductos



4 8

Para conductores de señales de control, protección y señalización desde las cajas de los equipos de 115 kV del

nuevo campo de línea 115kV hasta el edificio de control

c) En la Tabla 5 se describe el tipo de cárcamo diseñado para la subestación y sus dimensiones interiores.

Tabla 5. Tipo de Cárcamo

Tipo Ancho (mm) Alto (mm)

1 600 600

d) En la Tabla 6 se indica el tipo de bandejas portacables a utilizar al interior de los cárcamos con sus respectivas dimensiones. Los conductores estarán dispuestos en dos niveles, el primer nivel será el piso del cárcamo y el segundo nivel será una (1) bandeja portacables de 300 mm x 80 mm (Ancho x Alto) para llevar el cableado correspondiente a los nuevos campos

Tabla 6. Tipo de Bandeja Portacables

Bandeja

Descripción Tipo

Ancho Útil (mm)

Altura del Peldaño (mm)

Semipesada 300 80 Tendido de cables para señales de control,

señalización y protección en el cárcamo nuevo




e) La tubería a instalar en forma expuesta debe ser metálica galvanizada, mientras que la tubería enterrada deberá ser en PVC tipo pesado (DB).

f) En los planosde detalles de cárcamos y ductos, se indican los detalles constructivos de obras civiles de los mismos especificados en este documento.

g) Los cables en bancos de ductos y tuberías deberán ser distribuidos uniformemente de manera que por cada uno de estos queden aproximadamente el mismo número de cables.




REFERENCIAS

[1] NEC HANDBOOK 2011 (NATIONAL ELECTRICAL CODE).

[2] CENTELSA. CABLES DE ENERGÍA Y TELECOMUNICACIONES S.A. CABLES INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL Y PARA CONSTRUCCIÓN.

[3] ESTRUCTURAS CENO DE ANTIOQUIA S.A. SISTEMA PORTACABLES.

[4] CÓDIGO ELÉCTRICO COLOMBIANO. NORMA ICONTEC 2050.

[5] REGLAMENTO TÉCNICO DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS (RETIE).

ANEXO 1

CÁLCULO PARAEL DIMENSIONAMIENTO PROPUESTO DECÁRCAMOS Y DUCTOS

1. DIMENSIONAMIENTO DE DUCTOS DE EQUIPOS CAMPOS DE LÍNEA ACOPLE Y AUTOTRANSFORMACIÓN

Tipo cable

(mm2)Tipo cable

(AWG)Area (mm2)

Tubo (pulg.)

Area interna

(mm2)

No. de tuberias

Area Total

(mm2)

Area útil

(mm2)

Cumple % de ocupación

<40%

1.1 Interruptor tripolarControl 4x1.5 4x16 135.6Indicación Posición 12x1.5 12x16 277.3Señalización a relés de protección (1) 4x1.5 4x16 135.6Señalización a relés de protección (2) 12x1.5 12x16 277.3Señalización a relés de protección (3) 12x1.5 12x16 277.3Mando Cierre 4x1.5 4x16 135.6Circuito de disparo 1 4x2.5 4x14 157.7Circuito de disparo 2 4x2.5 4x14 157.7Señalización otros (1) 4x1.5 4x16 135.6Señalización otros (2) 12x1.5 12x16 277.3Servicios auxiliares 4x2.5 4x14 157.7Motor 4x4 4x12 213.6

2922.8

1.2 Seccionador pantógrafoControl 4x1.5 4x16 135.6Indicación Posición 4x1.5 4x16 135.6Indicación Posición 12x1.5 12x16 277.3Señalización 12x1.5 12x16 277.3Servicios auxiliares 4x2.5 4x14 157.7Motor 4x4 4x12 213.6

1496.3

1.3 Seccionador de línea y de barraControl 4x1.5 4x16 135.6Indicación Posición 4x1.5 4x16 135.6Indicación Posición 12x1.5 12x16 277.3Señalización 12x1.5 12x16 277.3Servicios auxiliares 4x2.5 4x14 157.7Motor 4x4 4x12 213.6

1496.3

1.4 Cuchilla de puesta a tierraControl 4x1.5 4x16 135.6Indicación Posición (1) 4x1.5 4x16 135.6Indicación Posición (2) 12x1.5 12x16 277.3Señalización 12x1.5 12x16 277.3Servicios auxiliares 4x2.5 4x14 157.7Motor 4x4 4x12 213.6

1496.3

1.5 Transformador de corrienteCorriente Núcleo 1 y 2 4x4 4x12 213.6Corriente Núcleo 3 y 4 4x4 4x12 213.6Corriente Núcleo 5 y 6 4x4 4x12 213.6

800.9

1.6 Transformador de TensiónTensión Núcleo 1 y 2 4x4 4x12 213.6Tensión Núcleo 3 4x4 4x12 213.6Señalización MCB (1) 4x1.5 4x16 135.6

703.4

Cable hacia gabinete tripolar 3 5168.0 1 5168.0 2067.2

2 2194.0 4 8776.0 3510.4 SI

4388.0

SI

Ductos seleccionados

Descripción

Cables

Detalle

1755.2 Cable hacia gabinete tripolar 2 2194.0 2

Cable hacia gabinete tripolar

Cable hacia gabinete tripolar 2 2194.0

No. ductos recomendados = 4x2"

SI

Area Total

Area Total

1755.2 SI2 4388.0


Area Total No. ductos recomendados = 1x3"

Area Total

Cable hacia caja secundarios transformador

2 2194.0


1 2194.0 877.6 SI

Area Total

Cable hacia caja secundarios transformador

2 2194.0


1 2194.0 877.6 SI

Area Total No. ductos recomendados = 1x2"

2. DIMENSIONAMIENTO DE CARCAMOS Y BANDEJAS

Descripción Area (mm2)Area Total

(mm2)

Ancho Bandeja

(mm)

Alto utilizable

(mm)

Area utilizable

(mm2)

Area útil total

bandejas

(mm2)

Cumple % de ocupación <50%

2.1 Cárcamo tipo 1

Campo Línea Guamal 3696.1Campo San Fernando 15527.1

2.2 Bandeja PortacablesCampo Línea Guamal 2297.2Campo San Fernando 2297.2

Ruta de Cables Carcamos seleccionados

Descripción

19223.22 600.00 65.00 39000.00 19500.00 SIDistribuidor campos de línea hasta edificio de control

Dimensiones internas cárcamo tipo 1 (Ancho x Alto) : 600x600 mm

Se tiene en cuenta el cableado de los Interruptores , los Seccionadores y los Transformadores de Tensión de ambos campos de línea

SI

Dimensiones internas de la badeja (Ancho x Alto) : 300x65 mm

Bandeja portacables para nuevo cárcamo

4594.42 300.00 65.00 19500.00 9750.00

Se tiene en cuenta el cableado de las Cuchillas de Puesta a Tierra y los Transformadores de Tensión de ambos campos de línea

3. DIMENSIONAMIENTO DE BANCOS DE DUCTOS

Area

(mm2)

Area total

(mm2)Tubo

(pulg.)

Area interna

(mm2)

No. de tuberias

Area Total

(mm2)

Area útil

(mm2)

Cumple % de ocupación

<40%

3.1 Tipo 1Campo Línea Guamal 5993.30Campo San Fernando 17824.33

28304.0 SI


Bancos de Ductosbajo vias

23817.6 4 8845.0 8 70760.0

Descripción Detalle

Ductos seleccionados

ieb-939-12-106 0 seleccion ductos y carcamos · subestaciÓn ocoa a 115 kv memoria de verificaciÓn...

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