tesis diseño sistema de distribución

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

DISEÑO DE UN SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN ELÉCTRICO DE ALTA

TENSIÓN (34.5 kV) Y BAJA TENSIÓN (120/240 V), DEL SECTOR

BOCAS DE RÍO VIEJO UBICADO EN GUASDUALITO ALTO APURE

Br. José Antonio Carrero Gutiérrez

Mérida, Julio 2008

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA


TENSIÓN (34.5 kV) Y BAJA TENSIÓN (120/240V), DEL SECTOR

BOCAS DE RÍO VIEJO UBICADO EN GUASDUALITO ALTO APURE Trabajo presentado como requisito parcial para optar al título de

Ingeniero Electricista

Autor: Br. José Antonio Carrero Gutiérrez.

Tutor: Dra. Marisol Dávila.

Asesor: Ing. Juan Pérez.

Mérida, Julio 2008

ii

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA


TENSIÓN (34.5 kV) Y BAJA TENSIÓN (120/240 V), DEL SECTOR

BOCAS DE RÍO VIEJO UBICADO EN GUASDUALITO ALTO APURE

Br. Carrero G. José A.

Trabajo de Grado, presentado en cumplimiento parcial de los requisitos exigidos para optar al título de Ingeniero Electricista, aprobado en nombre de la Universidad de Los Andes por el siguiente Jurado. _____________________________ ______________________________ Prof. Ernesto Mora Prof. Lelis N. Ballester U. C.I. 3.499.666 C.I. 13.098.939

_______________________________ Prof. Marisol Dávila

C.I. 3.499.666

iii

DEDICATORIA

A Dios; que nunca ha estado ausente en ningún instante de mi vida y a guiado mis pasos,

gracias por estar conmigo en los buenos y malos momentos de mi vida y por ser fuente de

inspiración a lo largo de mi carrera universitaria.

A mi madre, la persona más importante en mi vida su apoyo incondicional siempre es un

punto de partida en mis tropiezos, dándome ánimos cuando me sentía derrotado hicieron

posible este logro.

A mi padre, tu respaldo y apoyo en los buenos y malos momentos fueron mi norte en la

realización de este trabajo, hoy más que nunca me siento orgulloso de dedicarte este logro.

A mis hermanos, José Luís y Vanessa, sólo espero ser un buen ejemplo para el cumplimiento

de sus metas y mi apoyo siempre será incondicional.

Y a todos aquellos que de alguna u otra forma fueron personas influyentes dentro de mi vida,

este trabajo es para ellos.

JOSÉ CARRERO

iv

AGRADECIMIENTOS En primer lugar, le doy gracias a Dios por darme el don de la vida y la salud, regalos con los

cuales he podido disfrutar de las oportunidades que me ha brindado.

A mis padres, José Ramón Carrero y Maria Antonia Gutiérrez, que con esfuerzo y constancia

han logrado sacar adelante nuestra familia y fomentar en mis hermanos y en mi, una conducta

y carácter de colaboración, humildad, superación, dignidad, trabajo y confianza en sí mismo.

A mis hermanos, por su atención, apoyo y cariño incondicional.

A mi abuela, Tías, Tíos y primos, por creer en mí y brindarme su apoyo en los momentos en

que los he necesitado.

A mis amigos, con quienes he aprendido a trabajar en equipo y me han hecho querer una tierra

lejana, como si fuera mi casa.

A la ilustre Universidad de los Andes, por ser una de mis casas de estudios y permitirme

adquirir los conocimientos necesarios para ejercer la carrera de Ingeniería Eléctrica, teniendo

siempre presente nuestro compromiso con la sociedad mejorando cada día el nivel profesional

y fortaleciendo nuestro sentido de pertenencia social.

A la Prof. Marisol Dávila, por su colaboración y asesoramiento en la elaboración del presente

trabajo de grado.

A los Ingenieros Elio Montilla y Juan Pérez, por depositar su confianza en mí y permitirme

formar parte de este gran equipo de trabajo como lo es La Gerencia de Desarrollo Urbano.

A todo el personal de la Gerencia de Desarrollo Urbano, por brindarme su apoyo y

colaboración durante la realización de esta investigación.

A todos muchas gracias.

v

CARRERO, José. Diseño de un Sistema de Distribución Eléctrico de Alta Tensión (34.5 kv) y Baja Tensión (120/240 v), del sector Bocas de Río Viejo Ubicado en Guasdualito Alto Apure, Universidad de Los Andes. Tutor: Dra. Marisol Dávila. Julio del 2008.

RESUMEN

Como parte de la ejecución de proyectos de carácter social que despliega la Gerencia de Desarrollo Urbano se plantea el Diseño de un Sistema de Distribución Eléctrico de Alta Tensión (34.5 kV) y Baja Tensión (120/240 V), del Sector Bocas de Río Viejo Ubicado en Guasdualito Alto Apure y tiene como objetivo satisfacer las necesidades de las comunidades pertenecientes a dicho sector, ya que no cuentan con un sistema de redes eléctricas para ofrecer el servicio de esta energía a sus habitantes. La puesta en marcha de un sistema eficiente de distribución de energía eléctrica permitirá a las familias que conforman este sector gozar de los beneficios y comodidades básicas que ello implica. Se realizó el levantamiento en campo, considerando como premisa la selección del trayecto que debe seguir la línea aérea tomando en cuenta, fácil acceso vial para fines de mantenimiento, menor formación de ángulos en el trayecto, mínimo cruce de (caminos, carreteras y paso de personas), además, se realizó el censo de las viviendas que se encuentran en esta zona para estimar la carga que será conectada, de esta forma poder determinar la capacidad de los equipos de transformación que alimentarán dichas cargas, así como poder realizar la selección de los conductores de alta tensión (34.5 kV) y baja tensión (120/240), que cumplan con las capacidades nominales de corriente, caída de tensión y con las condiciones mecánicas a las que estará sometido. Finalmente, se realiza un estimado de costos del proyecto, a fin de que sea entregado al ente contratante para la posterior ejecución del mismo.

Descriptores: Diseño de Redes de Distribución Primaria, Protecciones de Redes de

Distribución, Estimado de Costos.

vi

ÍNDICE GENERAL DEDICATORIA iii AGRADECIMIENTOS iv RESUMEN v ÍNDICE GENERAL vi ÍNDICE DE TABLAS viiiÍNDICE DE FIGURAS x INTRODUCCIÓN 1 Capítulo pp1. DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA Y PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 3 1.1. Descripción de la empresa 3 1.2. Antecedentes 7 1.3. Planteamiento del Problema 7 1.4. Justificación e importancia del trabajo 7 1.5. Objetivos 8 1.6. Marco Metodológico 8 2. MARCO TÉORICO 122.1. Generación, transmisión y distribución de la electricidad 122.2. Sistema de Distribución 132.3. Transformador de Distribución 132.4. Conductores Eléctricos 152.5. Conexiones Eléctricas 152.6. Acometida Eléctrica 172.7. Protecciones Eléctricas 172.8. Demanda de Energía 182.9 Cálculo de alumbrado público 212.10. Cálculo de selección del conductor en baja tensión 222.11. Cálculos eléctricos del diseño de la línea aérea de 34.5 kV. 222.12. Cálculo mecánico en el diseño de la línea aérea de 34.5 kV del sector Bocas Río Viejo 232.13. Diseño de la fundación 34 3. DISEÑO DE LAS REDES DE DISTRIBUCIÓN EN BAJA TENSIÓN 363.1. Determinación de la demanda máxima 363.1.1. Demanda máxima de la comunidad A 363.1.2. Alumbrado Público 363.1.3. Selección del conductor de baja tensión 37

vii

3.1.3.1. Selección del conductor por capacidad de corriente 383.1.3.2 Selección del conductor por caída de tensión 383.1.4. Demanda diversificada en áreas no residenciales 393.1.5. Demanda máxima de las comunidades 393.1.6. Protecciones de los transformadores 403.2. Selección del conductor en baja tensión para cada comunidad 413.3. Determinación del circuito alimentador en alta tensión 423.3.1. Diagrama unifilar 423.3.2. Selección del conductor en alta tensión 423.3.2.1. Selección del conductor por capacidad de corriente 433.3.2.2. Selección del conductor por caída tensión 43 4. DISEÑO DE LA LÍNEA AÉREA DE 34.5 kV DEL SECTOR BOCAS DE RÍO VIEJO

44

4.1. Cálculos mecánicos del diseño de la línea aérea de 34.5 kV del sector Bocas de Río Viejo 444.1.1. Cálculo mecánico del conductor usado en el diseño de la línea aérea de 34.5 kV del sector Bocas de Río Viejo 444.1.2. Cálculo mecánico del apoyo usado en el diseño de la línea aérea de alta tensión 34.5 kV del sector Bocas de Río Viejo 514.1.2.1. Descripción de la alturas y secciones del apoyo en estudio 514.1.2.2. Cálculo de esfuerzos trasversales 544.1.2.3. Cálculo de esfuerzos verticales 634.1.2.4. Resultados del cálculo de la fuerza vertical máxima 634.1.2.4. Verificación de las secciones del poste 644.2. Diseño de la fundación 654.3. Cálculo mecánico del conductor usado en el diseño de la línea aérea en baja tensión en el sector Bocas de Río Viejo 674.4. Cálculo mecánico del apoyo usado en los tramos de alineación de la línea aérea en baja tensión (120/240) en el sector Bocas de Río Viejo 67 5. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS, COMPUTOS MÉTRICOS Y ESTIMADO DE COSTOS 735.1. Especificaciones técnicas 735.2. Cómputos métricos 885.3. Estimados de costo 89 CONCLUSIONES 92RECOMENDACIONES 93REFERENCIAS 94ANEXO 95

viii

ÍNDICE DE TABLAS TABLA pp1.1 Normas y códigos de las especificaciones de construcción 11 2.1 Temperatura para las diferentes zonas del país de acuerdo a su altitud sobre el nivel del mar 25 3.1 Demanda máxima por vivienda 373.2 Descripción del alumbrado público 373.3 Descripción del circuito a estudiar para el calculo del conductor 383.4 Resultados para la selección del conductor por caída de tensión 393.5 Demanda máxima en áreas no residenciales 393.6 Resultados de la demanda en las comunidades 403.7 Número de transformadores utilizados en las comunidades 403.8 Tipo de fusible para cada comunidad 413.9 Conductor de baja tensión seleccionado para cada comunidad 413.10 Descripción del circuito a estudiar para el cálculo del conductor 423.11 Resultados para la selección del conductor por caída de tensión 43 4.1 Características del conductor de Aluminio ARVIDAL # 4/0 444.2 Condiciones Normalizados para cada limite 464.3 Vanos correspondientes a la línea de alta tensión 474.4 Resultado del vano de cálculo 484.5 Condiciones iníciales del limite “V” 484.6 Resultados arrojados de la ecuación (2.18), para el límite de ruptura 484.7 Resultados arrojados de la ecuación (2.18), para el límite de diario 494.8 Resultados arrojados de la ecuación (2.18), para la flecha máxima 494.9 Tensado para 100 m 504.10 Tabla de Tensado del conductor ARVIDAL # 4/0 (Vano vs. Tensión) 504.11 Tabla de Tensado del conductor ARVIDAL # 4/0 (Vano vs. Flecha Máxima) 514.12 Descripción de alturas sobre el poste en estudio 524.13 Características del apoyo 534.14 Cálculo de las fuerzas en cada sección del poste 544.15 Cálculo de los momentos en cada sección del poste 544.16 Datos de los apoyos de la línea, para los cálculos transversales 574.17 Fuerzas transversales existentes en la línea 594.18 Resultados de los momentos de inercia 634.19 Verificación de las secciones del poste 654.20 Característica del conductor de Aluminio ARVIDAL # 4/0 674.21 Datos del cálculo del peso del conductor 684.22 Características en cada sección del poste 684.23 Cálculo de las fuerzas en cada sección del poste 68

ix

4.24 Cálculo de los momentos en cada sección del poste 694.25 Cálculo de los esfuerzos en cada sección del poste 714.26 Características en cada sección del poste 71

5.1 Cómputos métricos 88

x

ÍNDICE DE FIGURAS FIGURA pp1.1 Ubicación Geográfica de PDVSA Distrito Social Barinas 4 1.2 Localización de PDVSA en la ciudad de Barinas 5 1.3 Organigrama y recurso humano de la Gerencia de Desarrollo Urbano 6 2.1 Transformador tipo unicornio de poste 142.2 Familia de conectores apernados 152.3 Conector tipo Terminal 162.4 Diagrama para calcular la fuerza resultante 252.5 Fuerza de la Guaya 312.6 fundación del poste 34 3.1 Diagrama unifilar del circuito en alta tensión 42 4.2 Ubicación del poste 534.3 Secciones del poste 53 5.1 Vista de transformador tipo Unicornio 795.2 Vista de la Caja de Control del Alumbrado Publico 805.3 Vista de Luminaria para Alumbrado Publico M-200 825.4 Vista del aislador tipo suspensión 52-1 835.5 Vista de un pararrayo con envolvente polimérico para distribución 845.6 Vista de un cortacorriente de porcelana con su respectivo porta fusible 87

1

INTRODUCCIÓN

Petróleos de Venezuela (PDVSA), es una empresa nacional encargada de la exploración,

explotación, producción, refinación y comercialización del crudo y sus derivados, manejando

de esta forma todo lo referente al mercado petrolero del Estado, el cual posee una de las

reservas más elevadas del mundo, generando divisas a nuestro país y promocionando el

desarrollo del mismo.

La Gerencia de Desarrollo Urbano es la encargada de realizar el diseño de proyectos no

operacionales y sociales requeridas para las actividades de la corporación, además de, realizar

proyectos especiales requeridos por entes gubernamentales.

El desarrollo planificado de un sistema de distribución de energía eléctrica garantiza al

suscriptor, un servicio continuo y de calidad en lo referente a niveles de tensión y frecuencia.

Así pues Petróleos de Venezuela (PDVSA), Gerencia de Desarrollo Urbano, en su afán por

desarrollar las zonas agropecuarias del Estado Apure, plantea el diseño de un sistema de

distribución que cubra con las necesidades básicas del Sector Bocas de Río Viejo Ubicado en

Guasdualito Alto Apure y así mejorar las condiciones socioeconómicas y la calidad de vida de

todos sus habitantes.

El presente estudio tiene como objetivo principal proponer soluciones a corto y mediano

plazo que garanticen un sistema de distribución que satisfaga las necesidades de las

comunidades en estudio.

Para una mejor comprensión del estudio realizado, este trabajo se ha estructurado de la

siguiente manera:

Capítulo I: Se describe el planteamiento del problema, los antecedentes, justificación, así

como los objetivos tantos generales como específicos, la estructura funcional de la empresa y

la metodología de trabajo dentro de la empresa.

Capítulo II: Se exponen los fundamentos o bases teóricas, necesarias para el total

entendimiento de los términos técnicos, así como los materiales usados durante el análisis del

trabajo.

2

Capítulo III: Se presentan los resultados obtenidos en el diseño de la red de distribución en

baja tensión, teniendo en cuenta el cálculo de la demanda máxima de las parcelas, alumbrado

público y áreas no residenciales. Así como también escogencia del tipo de conductor para baja

tensión. Una vez efectuado el estudio de carga conectada se realizó el diseño de la red aérea de

alta tensión.

Capítulo IV: Presenta los resultados de los cálculos mecánicos de la línea aérea de 34.5 KV

del Sector BOCAS RÍO VIEJO.

Capítulo V: Presenta las especificaciones técnicas de cada partida, cómputos métricos y

estimado de costo del proyecto.

Finalmente, se presentan las conclusiones y recomendaciones, producto del trabajo

desarrollado así como los anexos.

3

CAPÍTULO I DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA Y PLANTEAMIENTO DEL

PROBLEMA

En este capítulo se muestra la estructura de la empresa y de la Gerencia donde se realizo

el trabajo, así como también se describe la justificación para la realización del proyecto.

1.1 DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA

Petróleos de Venezuela S.A. (PDVSA), es la Empresa Matriz, propiedad de la República

Bolivariana de Venezuela, que se encarga del desarrollo de la industria petrolera, petroquímica

y carbonífera.

Tiene la función de planificar, coordinar, supervisar y controlar las actividades de sus

empresas operadoras y filiales, tanto en Venezuela como en el exterior. PDVSA lleva adelante

actividades en materia de Exploración y Producción para el desarrollo de Petróleo, Gas, y

Crudo Pesado de la Faja del Orinoco, producción y manufactura de Orimulsión, y Explotación

de los yacimientos de Carbón.

Las actividades en exploración están dirigidas hacia la búsqueda de nuevas reservas de

Crudo Liviano y Mediano para sustentar los planes de crecimiento de la capacidad de

producción, así como para profundizar el conocimiento de áreas respectivas.

PDVSA DIVISIÓN CENTRO SUR a la que pertenece la Cuenca Barinas – Apure está

ubicada en la parte sur- occidental del país, al norte de la frontera de Colombia, y pertenece al

sistema de Cuencas sub-andinas, las cuales constituyen un área de sedimentación pericratónica

que quedó estructuralmente aislada entre el Escudo Suramericano y la Cordillera de los Andes,

a raíz del levantamiento de esta última en el Plio-Pleistoceno. Los límites Nor-occidental y

Sur-oriental de la cuenca están naturalmente definidos por los Andes de Mérida y el Escudo

Guyanés, respectivamente. Al sur continúa en la cuenca de los Llanos de Colombia. Al

4

noroeste termina contra el Arco del Baúl, más allá del cual empieza la cuenca Oriental de

Venezuela. Definida de esta manera general, la cuenca de Barinas-Apure se extiende sobre los

estados Apure, Barinas y parte de Portuguesa.

Fig. 1.1 Ubicación Geográfica de PDVSA Distrito Social Barinas

Las áreas productoras del Distrito Barinas están situadas específicamente en los Llanos

Occidentales, que tiene una extensión de 1.900.000 hectáreas, cubriendo gran parte de la

Cuenca Barinas - Apure, ésta cuenca presenta 95 Km2 y abarca dos subcuencas separadas por

el arco de Santa Bárbara, la subcuenca de Barinas que cubre la mayor parte de la cuenca a

través de los Estados Barinas y Apure, y La Uribante situada al oeste de Apure.

De esta manera queda conformada PDVSA División Centro Sur con operaciones en dos

entidades federales específicamente: Barinas y Apure. Sin embargo, sus procesos de manejo

del crudo se extienden a través de las diferentes estaciones reforzadoras ubicadas a lo largo del

Oleoducto de 20 pulgadas que posee una longitud total de 667Km., y recorre los estados

Apure, Barinas, Portuguesa, Yaracuy y Carabobo, donde se industrializa en la Refinería El

Palito.

Localización de la Empresa

PETRÓLEOS DE VENEZUELA S.A. División Centro Sur se ubica en la Avenida Orlando

Araujo, Campo de la Mesa.

B AR I NA S

CAIPE

TORUN

MAPOR

Silve

SINCO

TACHIR

MERPORTU

LAS LOMAS

5

Fig. Nº 1.2. Localización de PDVSA en la ciudad de Barinas.

Fuente: PDVSA División Centro Sur. Barinas.

La Gerencia de Desarrollo Urbano se encuentra organizada por Superintendencias, las

cuales se nombran a continuación:

• Superintendencia de Diseño.

• Superintendencia de Planificación, Control y Gestión.

• Superintendencia de Infraestructura Social.

Superintendencia de Diseño, es la encargada de de visualizar y realizar el estudio de la

ingeniería básica y detalle de los proyectos no operacionales y sociales de los Estados

Apure, Barinas y Guárico.

El recurso humano requerido por cada superintendencia en la Gerencia de Desarrollo

Urbano se muestra en la Figura Nº 1.3

6

Fig. 1.3. Organigrama y recurso humano de la Gerencia de Desarrollo Urbano.

GERENTE DESARROLLO

URBANO

SUPERINTENDENCIA INFRAEST. NO OPERACIONAL

SUPERINTENDENCIA. DISEÑO

SUPERINTENDENCIA PLANIFICACION Y

CONTROL

SUPV. INFRAEST. SOCIAL

INGENIERO INSPECTOR DE OBRAS

INGENIERO DISEÑO


ANALISTA CONTROL Y GESTIÓN

ANALISTA

CONTRATACIÓN

DIBUJANTE AUTOCAD

ANALISTA CONTROL Y GESTIÓN





INGENIERO DISEÑO

INGENIERO DISEÑO

INGENIERO DISEÑO

7

1.2 ANTECEDENTES

En la actualidad como antecedentes inmediatos a este tipo de proyecto de carácter social en

la Gerencia de Desarrollo Urbano, se han estado realizando los siguientes trabajos, ubicados

en el Estado Apure entre ellos tenemos: Construcción de Red Eléctrica de Alta Tensión

(13.8 KV) Sector Santa Amelia Municipio Rómulo Gallegos, Construcción de Red Eléctrica

de Alta Tensión (34.5 kV) Palmarito Quintero, Construcción de Red Eléctrica de Alta Tensión

(34.5 kV) Sector Elecentro las Américas, cabe destacar que en ninguno de estos proyectos se

realizó un sistema de distribución en baja tensión. Como plan de estudio de la Gerencia de

Desarrollo Urbano se plantea la construcción de la red de distribución en baja tensión en cada

una de estas zonas.

1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Actualmente en el Estado Apure, específicamente en el Sector Bocas de Río Viejo, se

presenta la problemática debido a la no existencia de un sistema de redes eléctricas, servicio

vital para las comodidades básicas de sus habitantes.

Por lo tanto se plantea el diseño de un sistema de distribución que cubra con las

necesidades básicas del sector para mejorar las condiciones socioeconómicas y la calidad de

vida de todos sus habitantes; logrando de esta forma descongestionar las grandes ciudades y

consolidar los sectores urbanos de manera que, se les brinde a los habitantes un mejor estilo de

vida y de esta manera evitar el éxodo de sus habitantes. Así como también estimular la

inmigración de otros pobladores hacia estos sectores.

1.4 JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DEL TRABAJO

La Gerencia de Desarrollo Urbano plantea el Diseño de un Sistema de Distribución

Eléctrico de Alta Tensión (34.5 kV) y Baja Tensión (120/240 V), del Sector Bocas de Río

Viejo ubicado en Guasdualito Alto Apure para satisfacer las necesidades de las comunidades,

debido a que no se cuenta con un sistema de redes eléctricas para ofrecer el servicio de esta

energía a sus habitantes. La puesta en marcha de un sistema eficiente de distribución de

8

energía eléctrica permitirá a las familias que conforman este sector gozar de los beneficios y

comodidades básicas que ello implica.

La ejecución de esta obra causará un impacto positivo, mejorando las condiciones

socioeconómicas y la calidad de vida de todos sus habitantes, lo que sin lugar a dudas, tiene

una incidencia social notoria que estaría en absoluta sintonía con los planes del Gobierno

Nacional en su política tan acertada de fortalecer y desarrollar las zonas agropecuarias del

Estado Apure.

1.5 OBJETIVOS

1.5.1 Objetivo general

Diseño de un Sistema de Distribución Eléctrico de Alta Tensión (34.5 kV) y Baja Tensión

(120/240 V), fundamentado en un Análisis de Costos del Sector Bocas de Río Viejo ubicado

en Guasdualito Alto Apure.

1.5.2 Objetivos específicos

Estimar la demanda de cada una de las comunidades del Sector.

Diseñar en función de la estimación de la demanda los cálculos eléctricos de los circuitos,

seleccionar los transformadores de distribución, cálculos mecánicos de redes aéreas,

cálculos de alumbrado de vías.

Diseñar el sistema de protección para los circuitos proyectados.

Elaborar las especificaciones técnicas de materiales, sistemas y obras.

Elaborar un análisis de costo y presupuesto de las instalaciones eléctricas.

1.6 MARCO METODOLÓGICO

1.6.1 Tipo de Investigación

La investigación en la que se encontró enmarcado este trabajo fue de tipo técnico. Este

proyecto se basó en fundamentos teóricos-prácticos de construcción de líneas, a través de

9

diseño de sistemas de distribución a zonas rurales, basándose en normas de construcción de

redes eléctricas y normativas internas de la compañía.

Para elaborar este trabajo se hizo necesario realizar investigaciones de campo, tanto para el

levantamiento de información como para su posterior análisis.

1.6.2 Fases de Estudio

Descripción del Sector Bocas de Río Viejo:

El sector se encuentra ubicado en el Estado Apure, en la ciudad Guasdualito Alto Apure, conformado por seis (6) comunidades (ver anexo digital 1); descritas a continuación:

• Comunidad A: Es de un terreno aproximado de 123.796 m2, conformado por: áreas educativas, centro parroquial y diecinueve (19) parcelas.

• Comunidad B: Tiene un terreno aproximado de 201.033 m2, establecido por: un área educativa y veintiún (21) parcelas.

• Comunidad C: Posee un terreno aproximado de 176.000 m2, compuesta por: veinte (20) parcelas.

• Comunidad D: tiene un terreno aproximado de 171.500 m2, conformado por: áreas educativas y veintitrés (23) parcelas.

• Comunidad E: Es de un terreno aproximado de 54.500 m2, establecido por: diecisiete (17) parcelas.

• Comunidad F: posee un terreno aproximado de 45.000 m2, compuesta por: área educativa y cuarenta y uno (41) parcelas.

Descripción de la línea aérea diseñada en el Sector Bocas de Río Viejo:

El nivel de tensión de la línea eléctrica es de 34.5 kV, consta de un solo hilo el cual está

referido a tierra, tiene una longitud de 7.4 Km.

Durante el levantamiento de la línea aérea se tomaron en cuenta diferentes aspectos para

escoger su ruta, entre estos se tienen:

10

• Fácil acceso vial para fines de mantenimiento.

• Menor formación de ángulos en el trayecto, es decir mayor cantidad de tramos rectos.

• Mínimo cruce de caminos, carreteras y paso de personas.

• Visibilidad de la línea en todo lo largo de su extensión.

Descripción del sistema de distribución:

El sistema de distribución será monofásico, con 3 hilos, 120/240 V, 60 Hz y será aéreo para

cada comunidad.

El desarrollo de las viviendas será alimentado por transformadores tipo unicornio,

ubicados según el plano. (Ver anexo 2).

La acometida de Alta Tensión será aérea con conductor desnudo de ARVIDAL calibre Nº

4/0 AWG a 34.5 kV. Esta tendrá protecciones accionadas por cortacorrientes monopolares en

secciones del circuito de alta tensión, según se especifica en el plano. (Ver anexo 2).

La acometida de Baja Tensión será aérea con conductores desnudos ARVIDAL, calibre Nº

4/0 AWG 120/240 V, previa comprobación por capacidad de corriente y caída de tensión (ver

anexo 2).

Documentación de bases teóricas:

Para la documentación de bases teóricas se recurrió a diversas fuentes documentales, tanto

digitales como impresas, las cuales son necesarias para el total entendimiento de los términos

técnicos como teóricos del estudio.

Elaboración de partidas:

La construcción de las instalaciones y el montaje, puesta en marcha y prueba de los

equipos deberán ser realizadas de acuerdo a las últimas ediciones de las Normas y Códigos de

las Especificaciones de Construcción y las prácticas modernas de construcción. Las normas y

códigos a aplicar son:

11

Tabla N°1.1 Normas y códigos de las especificaciones de construcción

CODIGO DESCRIPCION

NORMAS CADAFE REDES ELÉCTRICAS DISTRIBUCIÓN AÉREA

NORMAS PDVSA MANUAL DE INGENIERÍA DE DISEÑO

COVENIN 200 y 552,430 CÓDIGO ELÉCTRICO NACIONAL

Elaboración de estimado de costo:

Con la información técnica y teórica analizada se realizó un análisis económico sustentado

en un modelo de costos: la empresa tiene la plataforma del Sistema Integral de Costo

(SICOST), con el que se ejecutó dicho análisis del proyecto (para mayor información del

sistema operativo ver anexo 6).

12

CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO

En este capitulo se tendrá reflejado el soporte teórico de todo el proceso en la que se

encontró enmarcado dicho trabajo.

2.1 GENERACIÓN, TRANSMISIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE LA

ELECTRICIDAD

En la generación se encuentran las plantas ó generadores eléctricos los cuales producen la

electricidad a partir de otras fuentes como son: mecánica, térmica, hidráulica, atómica,

química, solar, eólica, etc. [CADAFE, manual de electricidad básica, 2000]

La energía generada se transporta a los centros de consumo a través de líneas de

Transmisión. Los voltajes de Transmisión oscilan entre 115kV y 765kV (llamada 800kV). A

mayor voltaje hay mayor eficiencia en la transmisión y menores pérdidas en las líneas.

A medida que las líneas se acercan a los centros de consumo se baja el nivel del voltaje de

la red, en instalaciones conocidas como subestaciones, utilizando equipos denominados

Transformadores de Potencia.

Estos transformadores reducen el voltaje a 34,5kV ó 13,8kV que son los dos niveles de

voltaje normalizados por CADAFE para realizar la distribución de la energía eléctrica a sus

clientes.

De las subestaciones salen las líneas de distribución que recorren toda el área servida bien

sea en forma aérea ó subterránea. A dichas líneas están conectadas los transformadores de

distribución o bancos de transformación, los cuales reducen el voltaje a 120, 208, 240, 416 ó

440 voltios, dependiendo de las necesidades del cliente.

13

La mayoría de los clientes están conectados y medidos en el secundario del banco de

transformación y el servicio eléctrico se suministra a través de las acometidas de baja tensión

que se conectan directamente al contador de energía eléctrica.

2.2 SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN

El sistema de distribución inicia en una estación eléctrica de potencia con transformadores,

y líneas de subtransmisión, que llegan a subestaciones de distribución con otra transformación

(a media tensión), circuitos primarios, derivaciones, transformadores de distribución, y red

secundaria que llega a los usuarios. [CADAFE, manual de electricidad básica, 2000]

Los niveles de tensión en el sistema de distribución primaria son de: 34.5 kV y 13,8 kV

normalizados por las normas CADAFE. Estos sistemas de distribución funcionan con rangos

de tensión adecuados para las diferentes zonas donde se quiera distribuir la energía, por esta

razón se designan ciertos valores de tensión específicos del sistema que son característicos de

cada uno, dentro de los cuales se tiene 120/240 V, 208Y/120 V, 480Y/277 V, 12470Y/ 7200

V.

2.3 TRANSFORMADOR DE DISTRIBUCIÓN

Transformador Tipo unicornio de poste: Transformador de distribución monofásico,

sumergido en aceite mineral dentro de un cilíndrico o rectángulo de acero, provisto con

soportes para colgarse en poste y barra protectora sobre las terminales de baja tensión.

APLICACIONES:

En redes aéreas, para reducción de la tensión de distribución primaria en 1 hilo, a tensiones

de utilización de 3 hilos, para alumbrado y cargas monofásicas domésticas rurales.

Características técnicas del transformador

Características generales

o Número de fases: Una (1).

o Número de devanados: Dos (2).

o Clase de enfriamiento: ONAN.

14

o Tipo de servicio: Continuo

• Potencia nominal

La potencia nominal en servicio continuo debe ser uno de los siguientes valores:

10 kVA; 15 kVA; 25 kVA; 37,5 kVA

El transformador debe estar diseñado para suministrar la potencia nominal en todas las

tomas del devanado primario.

• Tensiones nominales

Devanado primario (alta tensión)

o Tensión nominal 19 920 V

o Tensión máxima del sistema 36 000 V

Devanado secundario (baja tensión)

o Tensión nominal 120/240 V

o Tensión máxima del sistema 1 200 V

Fig. 2.1 Transformador tipo unicornio

15

2.4 CONDUCTORES ELÉCTRICOS

La escogencia de los conductores en un sistema de distribución se realiza según su

capacidad de corriente y las necesidades de diseño, por esto existen diferentes tipos de

conductores.

Los conductores más usados en los sistemas de distribución subterránea son tipo TTU y

THW de aluminio y de cobre, así como también conductores desnudos de aluminio

“ARVIDAL” y conductores desnudos de cobre para redes aéreas.

2.5 CONEXIONES ELÉCTRICAS

La unión de los conductores a través de medios mecánicos o presión se conoce como

conexión eléctrica y es la encargada de distribuir el fluido eléctrico. Existen dos métodos

principales para conectar conductores eléctricos que son: por fusión y por presión.

La conexión por medio de fusión es la unión de dos conductores por medio de altas

temperaturas, su desventaja principal es que al recibir una sobrecorriente, la unión de los

conectores tiende a fallar. La conexión por medio de presión es la que proporciona un contacto

seguro manteniendo unido los conductores mediante la presión mecánica, por medio de pernos

o con la aplicación de herramientas de compresión.

Conector Apernado: Aplican y mantienen la presión mecánica entre los conductores, a

través de un perno sujetador, de estos existen una variedad de conectores según su uso y que a

continuación se muestran en la fig. Nº 2.2

Fig. 2.2 .Familia de conectores apernados. [Albarrán Saavedra, 2006]

16

Comúnmente, estos conectores son utilizados para hacer conexiones de conductores en

líneas aéreas, subterráneas, subestaciones y equipos de aterramiento. En el caso de ser

utilizado en líneas subterráneas, hay que darle un tratamiento muy especial y éstos tienen que

ser protegidos por una masilla con capacidad dieléctrica para evitar la humedad y luego ser

recubierto por teipes especiales (Goma y Plástico).

Conector a Compresión: El éxito de un conector de compresión, se debe en gran parte a la

presión de contacto muy elevada, desarrollada por la herramienta de instalación. Aplican y

mantienen la presión entre los conductores, comprimiendo el conector alrededor de los

conductores, gracias al uso de herramientas especialmente adecuadas. [Albarrán Saavedra,

2006].

El fin principal de los conectores a compresión, es establecer y mantener un contacto de

baja resistencia eléctrica entre las superficies de contacto de los conductores, para conducir la

corriente sin sobrecalentamiento en la conexión, además la presión proporciona el agarre

mecánico para la fijación de los conductores.

En general, en una conexión a compresión puede esperarse mejor resistencia a la corrosión

que el tipo apernado, ya que la alta presión aplicada a un conector de compresión, sella más

contacto contra la penetración de la humedad. El factor más importante de un conector, es la

oxidación de la superficie.

Conector Terminal (se conecta al final del cable): El diseño de este conector, permite hacer

una conexión de extremos de conductores en barra, cuchillas, cortacorrientes, cables de

potencia y transformadores ver fig. 2.3.

Fig. 2.3 Conector tipo terminal. [Albarrán Saavedra, 2006]

17

2.6 ACOMÉTIDA ELÉCTRICA

La acometida es la parte de la instalación que está entre la red de distribución pública (o

colectiva, en caso de comunidad de vecinos) y la caja general de protección, quiere decir, el

tablero principal de la vivienda.

Junto a la acometida de una comunidad de vecinos o vivienda multifamiliar suele haber un

cuadro que contiene todos los contadores o centro de medición, y de allí salen las derivaciones

individuales a cada una de las viviendas. En cambio, la acometida de una vivienda unifamiliar,

es individual.

2.7 PROTECCIONES ELÉCTRICAS.

Se entiende que un sistema está razonablemente protegido si cuenta con un sistema

coordinado de elementos que desempeñen las siguientes funciones: evitar situaciones

peligrosas para las personas, minimizar los daños provocados por condiciones anormales y

aislar la zona donde aparece la falla de tal forma que el resto del sistema de distribución

continué operando en las mejores condiciones posibles.

A continuación se describen las diferentes formas de proteger un sistema de distribución:

• Conexión a tierra

Las partes metálicas de los transformadores y los tanques de aceite deben estar

permanentemente conectados a tierra. Deben ser previstas dos (2) conexiones para la puesta a

tierra, una para el devanado de baja tensión y otra para el tanque. Los bujes o niples de puesta

a tierra deben ser de 19,5 mm (3/4”) de diámetro y su rosca de 12,7 mm (1/2”) de diámetro. Se

debe proveer de dos (2) conectores tipo ojal u ojo, que permitan alojar un conector de cobre de

7 mm de diámetro.

• Contra cortocircuitos

Todos los transformadores deben protegerse contra cortocircuito interno en el lado de baja

tensión y mediante fusibles en el lado de alta tensión (Cortacorriente). El fusible es el medio

más sencillo de interrupción automática de corriente en caso de cortocircuitos y sobrecargas.

En baja tensión se encuentran hasta de 600 A y de 250 a 600 Volt. En este rango, la exigencia

18

es que soporten continuamente la corriente nominal y que se fundan en un tiempo máximo de

5 minutos con un 15% de sobrecarga. En alta tensión, se encuentran hasta de 400 Amperes y

de 10 a 138 kV, con potencias de 0,1 a 20 MVA. En general, un fusible está constituído por un

elemento sensible a la corriente (en adelante, elemento fusible) y un mecanismo de soporte de

éste. El elemento fusible se funde cuando circula por él, una corriente peligrosa durante un

tiempo determinado. El mecanismo de soporte establece rápidamente una distancia eléctrica

prudente a fin de minimizar el tiempo que dura el arco.

Cálculo del fusible:

FDORTRANSFORMA V

SIn = (2.1)

S: Potencia Máxima

LV : Voltaje de línea

DORTRANSFORMAIn : Corriente Máxima

DORTRANSFORMAFUSIBLE InIn *5.1= (2.2)

DORTRANSFORMAIn : Corriente nominal del fusible

Con esta corriente de condición se escoge la capacidad del fusible.

• Contra sobretensiones

Todos los transformadores serán equipados con descargadores de tensión del tipo adecuado,

a fin de protegerlos contra sobretensiones originadas por descargas atmosféricas.

2.8 DEMANDA DE ENERGÍA

Es la potencia que consume la carga, medida por lo general en intervalo de tiempo en

Kilowatios horas (kWh), solicitada a la fuente de suministro en el punto de recepción durante

un período de tiempo determinado.

19

Tipos de estimación de la demanda:

1. Método para la determinación de la demanda a partir de los consumos.

2. Método de la demanda diversificada de la WESTINGHOUSE.

3. Método de estimación de la demanda a partir de los planos reguladores y ordenanza de

zonificación. [Dávila, M.,2006]

• Método de la WESTINGHOUSE para la determinación de cargas residenciales.

El método se aplicó para determinar la demanda máxima de los consumidores que se

conectarán a un transformador de distribución que estarán ubicados en las diferentes

comunidades del Sector BOCAS RÍO VIEJO. Para garantizar flexibilidad en el diseño, el

resultado obtenido por el método WESTINGHOUSE será proyectado usando el método de

mínimos cuadrados para cinco (5) años.

Con la demanda diversificada en kW por artefacto se proyecta la demanda diversificada

para un número de viviendas determinado para cada comunidad. Se estima que el factor de

potencia de las viviendas sea igual a 0.9.

Se usa el término factor de saturación (fsat) para determinar la cantidad de

electrodomésticos que hay en la totalidad de las viviendas. El número real es el resultado de la

multiplicación del (fsat) por el número de parcelas alimentadas por un transformador de

distribución.

La demanda divergente por parcela (Ddiv/parcela) se obtiene de la siguiente fórmula:

parcelasnúmeroAB

ADdiv)( −

+= (2.3)

Ddiv : Demanda divergente

A: Demanda diversificada para el máximo número de artefactos

B: Demanda diversificada máxima para un artefactos

Ddiv: Demanda diversificada

20

El resultado de esta operación es kW. Para determinar la demanda máxima coincidente es

necesario una hora específica en la que se obtiene un consumo máximo de potencia. Se toma

como esa hora 7 pm porque es la hora de concurrencia de la mayoría de las personas en su

hogar. La demanda máxima coincidente en VA se obtiene de la siguiente fórmula:

9.0*)(*)( FhorarioDdivrealNúmero

Dco= (2.4)

Dco : Demanda máxima coincidente

Finalmente, la demanda por parcela se obtiene dividiendo la demanda máxima del conjunto

de parcelas entre el número de parcelas.

La comunidad es habitada por usuarios que pertenecen a zonas rurales. La demanda se

proyectó para un periodo a corto plazo de 5 años con una tasa de crecimiento anual de 3%.

5

1001* ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ +=

TasaActualConsumoFuturoConsumo (2.5)

El exponente es 5 porque es la duración del periodo de estudio (5 años). Para el cálculo de

la demanda máxima por consumidor se utiliza la siguiente fórmula:

[ ]añohfcfp

añokWhConsumoD/8760**

/max= (2.6)

Donde fp es el factor de potencia (0.9) y fc el factor de carga (0.6).

Se tomó una tasa de crecimiento del 3% por ser esta una zona rural.

• Determinación de la demanda diversificada en áreas no residenciales

Demanda diversificada de áreas escolares

En este tipo de parcelas se estima una carga conectada por alumbrado y pequeños artefactos

de 50 VA/m2 y 40 VA/ m2 por aire acondicionado.

21

Se estima que el área de aire acondicionado es el 15 % del área construída.

AAMAX FFcAAmVAFcBasica

mVAD **22 +∗= (2.7)

ónconstrucciMAXEscolarAréa ÁreaDD *= (2.8)

MAXD : Demanda máxima

Fc : Factor de carga

AAF : Factor de demanda para aire acondicionado

Demanda diversificada Centro parroquial

Para la demanda del centro parroquial se toma una densidad de potencia igual a 20 VA/m2.

AAMAX FFcAAmVAFcBasica

mVAD **

22+∗= (2.9)

ónconstrucciMAXParroquialCentro ÁreaDD *= (2.10)

2.9 CÁLCULO DEL ALUMBRADO PÚBLICO

Mediante este cálculo se determina el flujo luminoso para un tramo en la vía, aplicando la

siguiente ecuación:

( )FmCu

SAEmedT *

**=Φ (2.11)

TΦ : Flujo luminoso total necesario en lúmenes

medE : Iluminación en lux

A : Ancho de la calzada en metros

S : Distancia entre dos puntos de luz en metros (distancia interpostal)

Cu : Factor o coeficiente de utilización

Fm : Factor de mantenimiento

A su vez se determina el valor de la interdistancia entre los postes.

22

AEFmCu

Smed

T

*)**(Φ

= (2.12)

2.10 SELECCIÓN DEL CONDUCTOR EN BAJA TENSIÓN

• Selección del conductor por capacidad de corriente

Lo define fundamentalmente la carga que la línea manejará en condiciones de sobrecarga.

Para conocer la carga se hizo un estudio previo de la demanda máxima que manejará cada

comunidad. Se tiene:

Icond ≥ 1.5 * In (2.13)

• Selección del conductor por caída de tensión

Para realizar este cálculo es necesario conocer fundamentalmente la carga conectada y la

longitud total de la línea, para este caso se tendrá una caída de tensión máxima del 3 %.

[Stephens, R. 2000]

2.11 CÁLCULOS ELÉCTRICOS DEL DISEÑO DE LA LÍNEA AÉREA DE 34.5 kV

Una de las partes principales a tomar en cuenta cuando se diseña una línea aérea de

distribución, es la selección del conductor que se utilizará. Los cálculos eléctricos del diseño

de la línea aérea de 34.5 kV comprende fundamentalmente el análisis de dos aspectos:

• Selección del conductor por capacidad de corriente:

Lo define fundamentalmente la carga que la línea manejará en condiciones de sobrecarga.

Para conocer la carga se hizo un estudio previo de la demanda máxima que manejará cada

comunidad.

Icond ≥ 1.5 * In (2.14)

• Selección del conductor por caída de tensión:

23

Para realizar este cálculo es necesario conocer fundamentalmente la carga conectada y la

longitud total de la línea, se tendrá una caída de tensión máxima del 1.5%. [Stephens, R. 2000]

2.12 CÁLCULO MECÁNICO EN EL DISEÑO DE LA LÍNEA AÉREA DE 34.5 kV

DEL SECTOR BOCAS RÍO VIEJO.

La determinación de las condiciones de carga a las cuáles estará sometido el conductor de

una línea aérea es de suma importancia, siendo a su vez uno de los parámetros de mayor

variabilidad.

Los factores climatológicos que rodean a una línea aérea determinarán el comportamiento

del conductor, dado que afectan algunas de sus características por tanto deben ser tomados en

cuenta para su diseño.

Entre los aspectos que son influenciados por los factores climatológicos se encuentran:

• La máxima tensión mecánica que puede surgir como consecuencia de las condiciones

climáticas severas.

• La tensión mínima y por lo tanto, la máxima flecha del conductor, para la cual deberán

contemplarse los criterios de distancias libres.

• Las exigencias impuestas sobre la vida útil del conductor por el fenómeno de las vibraciones

inducidas por el viento.

• Durante la vida útil de una línea, las tensiones del conductor pueden variar en un rango que

va desde el 10 % hasta el 50% de su carga de ruptura, como consecuencia de los cambios de

temperatura, presión del viento.

Los cálculos mecánicos de la línea aérea de 34.5 kV del Sector BOCAS RÍO VIEJO, están

integrados fundamentalmente por:

• Cálculo mecánico del conductor

• Cálculo mecánico de los apoyos

Cálculo de esfuerzos transversales.

24

Cálculos de esfuerzos verticales.

• 2.12.1 Cálculo mecánico del conductor usado en el diseño de la línea aérea de 34.5 kV del Sector Bocas de Río Viejo

• Cálculo del peso del conductor por carga del viento

La fórmula empírica de BUCK, es la utilizada para el cálculo de la presión del viento.

Para superficie cilíndrica:

2**00787.0 VKv =ρ (2.15)

Donde:

=vρ Presión del Viento en 2/ mKg

=V Velocidad del Viento hKm /

=K Factor de corrección, para superficies cilindras, K = 0.6

La Norma CADAFE Nº 55-87 “Diseño para Líneas de Alimentación y Redes de

Distribución”, recomienda utilizar para los cálculos en sistemas de distribución vientos de

120 Km/h [CADAFE, 1987].

La fuerza horizontal ejercida por el viento sobre el conductor, por unidad de longitud:

1000* dcvfvc ρ= (2.16)

Donde:

=fvc Fuerza horizontal por viento, mKg /

=dc Diámetro del conductor, en mm

Peso normal del conductor: Está determinado por las características del conductor.

Peso resultante:

25

22 WcfvcWR += (2.17)

Wc : Peso del conductor

RW : Peso resultante

Fig. 2.4 diagrama para calcular la fuerza resultante

• Determinación de la condición inicial y final del conductor

Temperaturas

Las normas CADAFE N-R 2.04.04 fija la temperatura para las diferentes zonas del país de

acuerdo a su altitud sobre el nivel del mar (s.n.m). [Ballester, L., 2008]

Sin embargo como referencia, la tabla Nº 2.1 indica las temperaturas para las zonas del país

de acuerdo a su latitud sobre el nivel del mar.

Tabla 2.1 Temperatura para las diferentes zonas del país de acuerdo a su altitud sobre el nivel del mar

Temperatura ambiente en ° C Altura sobre el nivel del mar m.

Máxima Mínima

0-500 60 ° 10 °

501-1000 50 ° 5 °

1001-2000 35 ° 0 °

2001-3000 30 ° -5 °

3001 en adelante 25 ° -10 °

El Sector BOCAS RÍO VIEJO se encuentra por debajo de 500 m.s.n.m. por lo tanto la

temperatura máxima es de 60 ° C y la mínima de 10 ° C

o Limite de seguridad a la ruptura (límite R)

26

Para evitar que el conductor sufra alargamientos excesivos que se acerquen a su límite de

elasticidad, se ha fijado como norma que la tensión máxima que alcance no supere el 50 % de

la tensión de ruptura. Esto garantiza que el conductor no se romperá por exceso de tensión

mecánica. [Stephens, R., 2000]

o Límite de seguridad a las vibraciones (límite V)

Las condiciones propias para las vibraciones son:

Presión del viento despreciable.

Temperatura mínima de la zona.

Módulo de elasticidad inicial.

Tensión mecánica 25 % de la tensión de ruptura. [Stephens, R., 2000]

o Límite o condición Diaria (límite D)


Temperatura media de la zona.

Módulo de elasticidad.

Tensión mecánica 20 % de la tensión de ruptura. [Stephens, R., 2000]

o Flecha Máxima

Cuando la temperatura es máxima, el conductor se encuentra en el plano más bajo en el

cual se verifica.


Temperatura máxima de la zona.

Módulo de elasticidad final. [Stephens, R., 2000]

• Ecuación de cambio de estado

Una línea aérea se encuentra, tensada a unas determinadas condiciones de temperatura y

carga, al cambiar estas condiciones, cambiarán: la longitud de la línea, la tracción y con esto la

flecha del conductor. Como es necesario conocer todos estos cambios con antelación, a fin de

conocer la flecha en un determinado momento para poder conservar las distancias mínimas al

27

suelo y los esfuerzos máximos de los conductores, hace falta disponer de un instrumento

matemático que nos permita determinar las variaciones en la flecha y la tensión mecánica. Este

instrumento es la ecuación de cambio de estado, cuya formula es la siguiente. [Stephens, R.,

2000]

024

***)(****24

*** 22

22

211221

21

23

2 =−⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−++

waEsttEst

waEst θθα (2.18)

Donde:

2t : Tensión máxima de ruptura resultante

s : Sección del conductor

E : Modulo de elasticidad final a : Vano

1w : Peso del conductor en el límite del primer estado

1t : Tensión máxima de ruptura para el primer estado α : Coeficiente de dilatación lineal

2θ : Temperatura del segundo estado

1θ : Temperatura del primer estado

2w : Peso del conductor en el límite del segundo estado

Se tiene el siguiente polinomio el cual será de estudio para cada límite

0*** 22

23

2 =+++ dtctbta (2.19)

a 1

b 11221

21

2

)(****24

*** tEst

waEs−−+ θθα

c 0

d 24

*** 22

2 waEs

El vano usado para el cálculo de la ecuación de cambio de estado, se obtuvo luego de

aplicar la siguiente formula:

28

n

ncálculo aaa

aaaa

.................

21

332

31

++++

= (2.20)

cálculoa : Vano de cálculo

a : Vanos

• Calculo de la flecha máxima para cada uno de los estados

Se hizo uso de la siguiente formula:

2

2

*8*maxtaWcf = (2.21)

Donde , es la tensión de cada límite luego de calculada la ecuación de cambio de estado,

Wc es el peso respectivo a cada límite (ya sea por carga por viento o peso normal del

conductor) y a es el vano de calculo usado para la ecuación de cambio de estado.

2t

• 2.12.2 Cálculo mecánico del apoyo usado en el diseño de la línea aérea de 34.5 kV del Sector Bocas de Río Viejo

Altura mínima sobre el suelo es de 7 metros, (Normas CADAFE Nº 58-87). [CADAFE,

1987]

• Cálculos transversales

Carga del viento contra el poste

Para ello primero se calcula la fuerza que ejerce el viento sobre cada una de las secciones

del poste. La formula utilizada para realizar este cálculo es la siguiente:

AvF *ρ= (2.22)

Donde:

F = Fuerza del viento contra el poste (Kg).

Ρv = Presión del viento (Kg/m2).

A = Área de la sección del poste.

29

o Cálculo de los momentos en cada una de las secciones del poste.

La fórmula utilizada para realizar este cálculo es la siguiente:

bFM *= (2.23)

Donde:

M = Momento en cada sección del poste (Kg/m)

F = Fuerza del viento contra el poste (Kg).

b = distancia desde el centro de cada sección a la base del mismo.

o Cálculo de la Fuerza resistente viento-poste.

∑ −++=

aLLLM

F totalvpRES

321)( (2.24)

Carga por viento sobre los conductores

Para ello primero se calculó la fuerza del viento sobre el conductor. Se utilizó la siguiente

fórmula:

o Cálculo de la fuerza viento sobre el conductor

Fvc = * amed (2.25) vcf

Donde:

Fvc = Fuerza del viento contra el conductor.

fvc = Peso del conductor por carga del viento.

amed = Vano medio entre vanos de un mismo poste.

Conocida la fuerza del viento sobre el conductor, se procede a calcular el momento

producido por dicha fuerza.

o Cálculo del momento producido por la fuerza del viento sobre el

conductor

Mvc = Fvc*hc (2.26)

30

Donde:

Mvc: Momento de la fuerza del viento sobre el conductor.

hc: Altura del conductor al suelo

o Cálculo de la fuerza resistente del viento contra el conductor

alllMvcF vcRES −++

=321)( (2.27)

alllhcamedfvcF vcRES −++

=321

**)( (2.28)

Carga por ángulo

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

2**2 αα sentF (2.29)

Donde:

αF : Fuerza producida en un apoyo en ángulo.

t: Fuerza de tensión (25 % trup). α : Ángulo entre dos postes seguidos.

o Cálculo del momento producido por la carga por ángulo

hcFM *αα = (2.30)

o Cálculo de la fuerza resistente por carga por ángulo

alllMFRES −++

=321)(

αα (2.31)

Vano medio máximo por esfuerzo mecánico que soporta el poste:

31

Para saber si un apoyo necesita de retenida mecánica o no, se deben sumar todas las

fuerzas transversales y este resultado debe ser comparado con el esfuerzo en cumbre del poste

en cuestión, si la sumatoria de fuerzas resulta ser mayor, al apoyo se le debe colocar retenida.

)(vpRESF + + ≤ EC (2.32) )(vcRESF )(αRESF

Cuando se necesita retenida es necesario el cálculo de la fuerza de la guaya.

Para ello se calcula la fuerza de la guaya.

∑=V

EC

HH

FresFH * (2.33)

45senFHFGUAYA == (2.34)

Fig. 2.5 Fuerza de la Guaya

Fs(GUAYA)=2.5

Truptura (GUAYA) > 2.5*FGUAYA

• Cálculos Verticales

Verificación de los apoyos por carga vertical (Pandeo)

Para ello se debió calcular la fuerza vertical máxima que el apoyo es capaz de soportar.

32

Cálculo de la fuerza vertical máxima

La fórmula utilizada para la realización de este cálculo

2

2

max *100****LFS

EIkF e

vπ

= (2.35)

Donde:

:eI Momento de inercia equivalente.

:E Modulo de elasticidad del Acero

:Fs Factor de Seguridad

:L Longitud del poste (por encima del suelo)

o Cálculo del momento de inercia equivalente

Se utilizó la siguiente fórmula:

321

332211 ***LLL

LILILII e ++

++= (2.36)

I1: Momento de inercia de la sección 1



o Cálculo de los momentos de inercia referentes a cada sección del poste

Para calcular los momentos de inercia referentes a cada una de las secciones del poste, se

aplica la siguiente formula:

( )[ ]44

64dnDnDnI n −−=

π (2.37)

Donde:

33

dn: Diámetro externo de la sección “n” del poste. El valor de dn, es calculado de la siguiente

manera:

enDndn *2−= (2.38)

Donde:

en: Es el espesor de la sección “n” del poste.

o Cálculo de las fuerzas verticales asociadas a cada apoyo

∑ +++= WherrajesesWconductorWlinieroWpostesFverticale (2.39)

Donde:

Wposte: peso del poste

Wliniero: peso del liniero

Wconductores = #conductores*Wc*amed (2.40)

Wc: peso normal del conductor

amed: vano medio referente al poste en estudio.

Para verificar si un poste no sufre pandeo, se debe cumplir:

FvmáxsFverticale ≤∑

Verificación de las secciones del poste

o Calculo del esfuerzo producido por cada sección del poste

( )∑ ∑=

−−=n

ijressi cmKgaLjFM * (2.41)

i

iii D

dDW44

*32

−Π= (2.42)

iii eDd 2−= (2.43)

Esfuerzo admisible de los postes de acero

34

γruptura = 55Kg/mm2 (para postes de acero)

γmax = γruptura /FS (2.44)

FS: Factor de seguridad

Esfuerzo en las secciones del poste:

wM

=γ (2.45)

γmax > γ

Si γmax es mayor que γ , el apoyo cumple con la condición de esfuerzo vertical

2.13 DISEÑO DE LA FUNDACIÓN

Fig. 2.6 fundación del poste

Cálculo de Momento de Volcamiento

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ += hLECM pV *

32* (2.46)

Donde:

EC: Esfuerzo en cumbre del poste

Lp: Altura del poste

h: longitud de empotramiento

35

Momento Estabilizante

∑ += 3**2

* hbcaFvM e (2.47)

a: Lado paralelo al esfuerzo de volcamiento

b: Lado perpendicular al esfuerzo de volcamiento

c: longitud de empotramiento

fv: Fuerzas verticales

Volumen de la excavación y del poste

cbaVexcv **= (2.48)

hDV poste **4

21

Π= (2.49)

Donde:

:h Longitud de empotramiento

Por lo tanto el volumen del concreto es:

posteexcvconcreto VVV += (2.50)

Peso del concreto

concc VW *γ= (2.51)

∑ ∑ +=′ cvertv WFF (2.52)

Para terreno normal el coeficiente de empuje es igual:

C =1700 kg/m3

4.2.5 Factor de estabilidad

v

ee M

MF = (2.53)

Esfuerzo del concreto

222

* cmKg

mKg

baFv <=∑ ′σ (2.54)

36

CAPÍTULO III DISEÑO DE LAS REDES DE DISTRIBUCIÓN EN BAJA TENSIÓN

Este capítulo se encontrara enmarcado por el diseño y cálculo de la red de baja tensión del

sector Bocas de Río Viejo.

3.1 DETERMINACIÓN DE LA DEMANDA MÁXIMA

Para la determinación de la demanda máxima se debe tener en cuenta que el Sector Bocas

de Río Viejo está compuesto de seis comunidades, descritas en el Capítulo I (Ver anexo 1), a

cada una de ellas se les aplicó el mismo cálculo para la demanda, por el método de la

WESTINGHOUSE descrito en el Capítulo II, como también el cálculo del alumbrado público

y el cálculo para la demanda de aéreas no residenciales definidos en el Capitulo II.

3.1.1 Demanda máxima comunidad A

Partiendo del cálculo de la demanda por el método de la WESTINGHOUSE se obtiene los

siguientes resultados.

Demanda, para un transformador que alimenta a 19 parcelas, tabla Nº 3.1

3.1.2 Alumbrado Público

Se escogió el tipo de bombillo de vapor de sodio de 150 W, 120 V, flujo de luminancia

16.000 lumen, factor de mantenimiento 0.7, Coeficiente de utilización 0.3, iluminancia en lux

12, con una corriente de 1,8 A.

El cálculo de la separación de los postes dio el siguiente resultado:

Smax = 50.25 m.

La distancia es de exactamente 50.25 m por lo tanto, se colocaran los poste a menos de esta

distancia.

37

Tabla Nº 3.1 Demanda máxima por vivienda

190,9

Tipo de Artefactos B(KW) A(KW) Fsaturación Numero de Artefactos

Demanda Diversificada

(KW/artefacto)

Factor Horario 7:00 p.m.

Demanda Coincidente (KW)

Alumbrado y Pequeños artefactos 1,079 0,522 100% 19 0,551315789 1,00 10,48Refrigerador 0,175 0,057 100% 19 0,063210526 0,95 1,14

Aire Acondicionado 1/2 HP 0,429 0,304 25% 5 0,330315789 0,85 1,33Demanda

Coincidentes 12,95 KW

Dmax = 14,39 KVARata de crecimiento anual = 3% Dmax = 0,76 KVA/parcela

Periodo = 5Dmax = 14,39 KVA

Dmax(proyectada) = 16,68 KVA

25, kVA66,72%

Para la demanda maxima proyectada es necesario un transformador tipo unicornio de:

Demanda Maxima por Vivienda

Para proyectar la demanda en un periodo de 5 años se tiene:

Estimacion de la Demanda ResidencialDatos

Numero de parcelas:fp:

El transformador se encontrará cargado al: La demanda consumida por el alumbrado público de la comunidad es el siguiente.

Tabla Nº 3. 2 Descripción del alumbrado público

Descripción del Alumbrado Publico Lámpara de Vapor de Sodio 150 W Factor de Potencia 0,9 Total de Lámparas 29 Dmax 4843 VA Dmax proyectada 5327,3 VA

La carga del alumbrado público se instalará en el mismo transformador con el cual se

alimentarán las parcelas, en este caso la capacidad del transformador será de:

)1.3(__ ALUMBRADOMAXPARCELAMAXTotal DDD +=

D kVATotal 22=

La capacidad del transformador será de 25 kVA, con una reserva del 12%, este tendrá su

respectivo sistema de control para alimentar el alumbrado de la comunidad.

3.1.3 Selección del conductor de baja tensión

Para el tramo (0–6) (ver anexo digital 2.1), el cual es el que presenta mayor carga, por

consiguiente será la rama en estudio, se tiene:

38

Tabla Nº 3.3 Descripción del circuito a estudiar para el calculo del conductor

Circuito Baja Tensión Punto Km KVA carga KVA Tramo KVA-Km Amperios DV%

0 0,04 8,402 0,37053 70,02 0,356

1 0,167 0,04 8,235 0,2907 68,63 0,279

2 0,167 0,03 8,068 0,24446 67,23 0,235

3 3,468 0,05 4,6 0,2093 38,33 0,201

4 1,8 0,04 2,8 0,1078 23,33 0,103

5 1,8 0,04 1 0,0405 8,33 0,039

6 1

1,26328 2,425

3.1.3.1 Selección del conductor por capacidad de corriente

AInIcond

AkVAIn

03.105*5.1

02.70120

402.8

==

==

Calibre mínimo Nº 4 ARVIDAL, Icond = 134 A

3.1.3.2 Selección del conductor por caída de tensión

00118738.0%3*

(3.2)/6.2526/526.22*26.1

/26.11*04.01078.0*04.06.4*05.0*068.8*03.0235.8*04.0402.8*04.0

=⟨

===

=+++++=

KDKDME

mkVAMEKmkVAME

KmkVAMEME

39

Tabla Nº 3.4 Resultados para la selección del conductor por caída de tensión

Momento total 2526,5682 KVA-m Caída Máxima por norma 3 % Constante de distribución calculada (KD) 0,0011874 Calibre mínimo requerido Nº 4/0 ARVIDAL Corriente nominal 380 A Constante de distribución del Nº 4/0 0,000960 Caída de tensión 2,425253 Cumple

Por lo tanto, se selecciona conductor desnudo de Aluminio ARVIDAL 120/240V calibre #

4/0 (In = 380 A)

3.1.4 Demanda diversificada en áreas no residenciales

Partiendo del cálculo de la demanda diversificada en áreas no residenciales, descrito en el

capítulo II se obtiene los siguientes resultados.

Tabla Nº 3.5 Demanda máxima en áreas no residenciales

Área no residencial

Área de construcción(ha) Dmáx(KVA) Dtotal(KVA)

Pre-Escolar 0,05 280 14 Educación Básica 0,1135 280 31,78 Centro Parroquial 0,0811 130 10,54 Demanda total del área no residencial 56,32

Para cubrir la demanda en las áreas no residenciales, se utilizó un transformador de 37,5

KVA para el área de educación básica, mientras que para el área que comprende pre-escolar y

el centro parroquial se colocó un transformador de 25 KVA.

3.1.5 Demanda Máxima de las comunidades

Para el resto de las comunidades se aplicó la misma metodología antes descrita en el

capítulo II, con relación al cálculo de la demanda, alumbrado público y selección del

conductor de baja tensión; estos resultados se encuentran recopilados en las tablas Nº 3.6 y

3.7.

40

Tabla Nº 3.6 Resultados de la demanda en las comunidades

Tabla Nº 3.7 Número de transformadores utilizados en las comunidades

La carga del alumbrado público se instalará en el mismo transformador con el cuál se

alimentarán las parcelas, la demanda proyectada del alumbrado público más la demanda

proyectada de las parcelas de la comunidad, nos arroja una demanda total, estas se observan en

la tabla Nº 3.7, con la cual se escoge la capacidad de los transformadores.

3.1.6 Protecciones de los Transformadores

Para un transformador de 15 kVA

Sustituyendo en la ecuación (2.1) se tiene:

AkV

kVAIn DORTRANSFORMA 75.0920.19

15==


AAInFUSIBLE 13.175.0*5.1 ==

41

Se elije 1 fusible tipo K 2 A

Voltaje nominal = 20kV

Nivel básico de aislamiento = 200kV

Se sigue el mismo procedimiento para el resto de los transformadores

Tabla Nº 3.8 Tipo de Fusible para cada transformador

Tx(kVA) In(A) In(fusible)(A) Tipo de Fusible

15 0,75 1,13 1 Fusible Tipo K 2A

25 1,26 1,88 1 Fusible Tipo K 2A

37,5 1,88 2,82 1 Fusible Tipo K 3A

3.2 SELECCIÓN DEL CONDUCTOR EN BAJA TENSIÓN PARA CADA

COMUNIDAD

Para la selección del conductor en cada comunidad, se considera el tramo más

desfavorable, para cada comunidad (ver anexo digital 2), para cada comunidad se muestra el

diagrama unifilar con su respectivo circuito en estudio; para realizar dichos cálculos se

utilizará el procedimiento descrito capítulo II.

Tabla Nº 3.9 Conductor de baja tensión seleccionado para cada comunidad

El conductor definitivo es el seleccionado por el criterio caída de tensión, Por lo tanto, se

elije el conductor desnudo de Aluminio ARVIDAL 120/240V calibre # 4/0 (In = 380 A) para

todas las comunidades.

42

3.3 DETERMINACIÓN DEL CIRCUITO ALIMENTADOR EN ALTA TENSIÓN.

3.3.1 Diagrama unifilar

Figura Nº 3.1 Diagrama unifilar del circuito en alta tensión

3.3.2 Selección del conductor en alta tensión

Los cálculos eléctricos del diseño de la línea aérea de 34.5 kV comprende

fundamentalmente el análisis de dos aspectos:

1. Capacidad de corriente

2. Caída de tensión

Tabla Nº 3.10 Descripción del circuito a estudiar para el cálculo del conductor

Circuito Alta Tensión

Punto Km KVA carga KVA TramoKVA-Km Amperios DV%

0 0,35 365 127,75 10,58 0,123

1 87,5 1,8 277,5 499,5 8,04 0,479

2 75 1,4 202,5 283,5 5,87 0,272

3 15 1,7 187,5 318,75 5,43 0,306

4 87,5 1,4 100 140 2,90 0,134

5 25 0,8 75 60 2,17 0,058

6 75 7,45 1429,5 1,372

43

3.3.2.1 Selección del conductor por capacidad de corriente

(2/3)Icond ≥ 10,58 A

Icond ≥ 15,87 A

Calibre mínimo Nº 4 ARVIDAL, Icond = 134 A

3.3.2.2 Selección del conductor por caída de tensión

Tabla Nº 3.11 Resultados para la selección del conductor por caída de tensión

Momento total 1429,5 KVA-Km Caída Máxima por norma 1,5 % Constante de distribución calculada 0,00104932 Calibre mínimo requerido Nº 4/0 ARVIDAL Corriente nominal 380 A Constante de distribución del Nº 4/0 0,000960 Caída de tensión 1,372177 Cumple

La caída de tensión obtenida, cumple con las normas establecidas para el levantamiento de

líneas aéreas de distribución de este tipo, Por lo tanto se seleccionó el conductor desnudo de

Aluminio ARVIDAL calibre # 4/0 AWG 34.5 kV (In = 380 A), el cual será estudiado para el

calculo mecánico en el capitulo III.

44

CAPÍTULO IV RESULTADOS DEL DISEÑO DE LA LÍNEA AÉREA DE 34.5 kV DEL

SECTOR BOCAS RIO VIEJO. En este capítulo están plasmados todos los resultados correspondientes a los cálculos

mecánicos tanto del conductor como del apoyo que se utilizo en el trabajo.

4.1 CÁLCULOS MECÁNICOS DEL DISEÑO DE LA LÍNEA AÉREA DE 34.5 KV

DEL SECTOR BOCAS DE RIO VIEJO

En este capítulo se presentaran los resultados obtenidos en el cálculo del diseño de la línea

aérea de 34.5 kV del Sector Bocas de Río Viejo, la metodología que se siguió esta descrita en

el capítulo II.

• 4.1.1 Cálculo mecánico del conductor usado en el diseño de la línea aérea de 34.5 kV del Sector Bocas de Río Viejo

a. Características del conductor de Aluminio “ARVIDAL” # 4/0

Tabla Nº 4.1 Característica del conductor de Aluminio ARVIDAL # 4/0

Conductor de Aluminio ARVIDAL # 4/0

Peso (Wc) Kg/m 0,293

Sección (S) mm² 107,3

Diámetro (D) mm² 13,3

Corriente nominal (In) A 380

Tensión de Ruptura (Cr) Kg 3.295

Modulo de elasticidad inicial (Ei) Kg/Km 5.600

Modulo de elasticidad final (Ef) Kg/Km 6.450

Coeficiente de Dilatación Lineal (α) 1/°C 0,000023

b. Cálculo del peso del conductor por carga del viento

45


=vρ 49.13 2/ mKg


=fvc 0.651 mKg /

Peso normal del conductor: Esta determinado por las características del conductor, según la

tabla anterior, el peso del conductor es:

Wc = 0.293 Kg/m

Sustituyendo en la ecuación (2.17) se tiene que el peso resultante es:

mkgfvcwR /673.0293.0 =+= 22

c. Determinación de la condición inicial y final del conductor

• Limite de seguridad a la ruptura (límite R)

Temperatura mínima =10 º C

Peso con carga por viento

Tensión máxima 50 % Trup = 1647.5Kg

• Límite de seguridad a las vibraciones (límite V)

Temperatura mínima =10 º C

Peso sin carga por viento Wc = 0.293 Kg/m

Tensión máxima 25% Trup = 823.75 Kg

• Límite o condición Diaria (límite D)

Temperatura media =35 ºC


46

Tensión máxima 21 % Trup = 692Kg

• Flecha Máxima

Temperatura máxima = 60 ºC


Se utiliza el módulo de elasticidad final Ef = 6450Kg/Km para todas las hipótesis.

• Resumen de las condiciones de cada límite

Tabla Nº 4.2 Condiciones Normalizados para cada limite

Estado Normalizado θ W(conductor) Tensión Máxima °C Kg/m % t ruptura kg

Limite de Seguridad a Ruptura 10 0,716 50 1647,5Limite de Seguridad Vibraciones 10 0,293 25 823,75Limite Diario 30 0,293 21 691,95Condición de Flecha Máxima 60 0,293 …. ….

47

Tabla Nº 4.3 Vanos correspondientes a la línea de alta tensión

Apoyo a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 a10 a11 a12 a13 a14 a15 a16 a17 a18 Vano 118,40 97,08 101,28 102,00 108,00 103,00 104,62 89,20 103,85 98,18 100,42 98,85 106,82 108,00 81,05 105,44 94,82 104,90

Apoyo a19 a20 a21 a22 a23 a24 a25 a26 a27 a28 a29 a30 a31 a32 a33 a34 a35 Vano 101,57 98,41 100,78 94,99 108,16 119,26 102,75 96,04 98,00 105,00 61,16 90,80 115,00 83,62 88,18 95,13 111,83

Apoyo a36 a37 a38 a39 a40 a41 a42 a43 a44 a45 a46 a47 a48 a49 a50 a51 a52 Vano 110,00 79,20 105,38 110,00 102,14 89,33 111,15 106,83 84,55 112,00 125,00 83,82 88,60 77,78 83,52 87,86 99,05

Apoyo a53 a54 a55 a56 a57 a58 a59 a60 a61 a62 a63 a64 a65 a66 a67 a68 a70 a71 Vano 109,99 101,81 96,40 111,36 72,70 103,40 103,22 113,84 99,20 110,46 110,00 102,78 110,65 118,98 43,45 77,21 93,96 92,94

Apoyo a72 a73 a74 a75 a76 Vano 88,82 90,58 102,69 80,00 74,00

48

Sustituyendo en la ecuación (2.20), se obtuvo el resultado del vano de cálculo

Tabla Nº 4.4 Resultado de vano de cálculo

Longitud de la línea Vano de Cálculo

7.400 m 100,8 m

Se selecciona el vano de 100 m como vano para el cálculo de la ecuación de cambio de

estado.

d. Resultados de la ecuación de cambio de estado y verificación de cada límite

Tabla Nº 4.5 Condiciones iníciales del limite “V”

θ1 (° C) 10W1 (Kg/m) 0,293

t1 (Kg) 823,75Para:

Estado inicial (1) = límite “V”

Estado final (2) = límite “R”

Sustituyendo en la ecuación (2.18) tiene:

Tabla Nº 4.6 Resultados arrojados de la ecuación (2.18), para el límite de ruptura

a 1b -787,27c 0d -146945307,6t2 949,97%Trup 28,83

% Trup del límite “R”< 50 %: No se producirá ruptura del conductor por

incumplimiento del límite “R”.

Para

Estado inicial (1)= limite “V”

49

Estado final (2)= Limite “D”


Tabla Nº 4.7 Resultados arrojados de la ecuación (2.18), para el límite de diario

a 1

b -468,91

c 0

d -24756168,82

t2 549,72

%Trup 16,68

% Trup del límite “R”< 25 %: No se producirá vibraciones en el conductor por

incumplimiento del límite “D”, coincidente con la temperatura más frecuente y vientos

suaves.

El conductor cumple con el límite “V”, evitándose daños debido a las vibraciones de

origen eólico.

Para:

Estado inicial (1) =limite V

Estado final (2) = flecha máxima


Tabla Nº 4.8 Resultados arrojados de la ecuación (2.18), para la flecha máxima

a 1

b 8,63

c 0

d -24756168,82

t2 288,47

%Trup 8,75

50

e. Calculo de la flecha máxima

Sustituyendo en la ecuación (2.21) se tiene la flecha máxima para cada vano:

Tabla Nº 4.9 Tensado para 100 m

Carga de Tensado para un Vano de 100 m Estado θ Wc T(Kg) T2(Kg) f(m) %Tr T2%Tr

Limite R 10 0,714 1.647,50 949,97 0,94 28,83 ‹ 50% Limite V 10 0,293 823,75 823,75 0,44 25,00 = 25 Limite D 30 0,293 691,95 549,72 0,67 16,68 ‹ 21% Flecha Máxima 60 0,293 ….. 288,47 1,27 8,75 ….

Tabla Nº 4.10 Tabla de Tensado del conductor ARVIDAL # 4/0 (Vano vs. Tensión)

VANO TENSIÓN TENSIÓN TENSIÓN TENSIÓN TENSIÓN TENSIÓN TENSIÓN 15°C 20°C 25°C 30°C 35°C 40°C 45°C

(m) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) 25.00 1087.52 995.21 903.03 811.04 719.35 628.12 537.70 50.00 1087.52 996.41 905.79 815.89 727.04 639.80 555.06 75.00 1087.52 998.33 910.17 823.44 738.72 656.85 579.00 100.00 1087.52 1000.87 915.86 833.04 753.12 677.00 605.89 125.00 1087.52 1003.91 922.55 844.04 769.13 698.66 633.48 150.00 1087.52 1007.32 929.89 855.85 785.85 720.57 660.57 175.00 1087.52 1010.98 937.63 868.01 802.67 742.07 686.56 200.00 1087.52 1014.77 945.50 880.17 819.16 762.78 711.17 225.00 1087.52 1018.61 953.35 892.09 835.08 782.47 734.29 250.00 1087.52 1022.41 961.03 903.59 850.25 801.05 755.93 275.00 1087.52 1026.13 968.44 914.58 864.61 818.49 776.11 300.00 1087.52 1029.72 975.53 925.00 878.12 834.80 794.91 325.00 1085.79 1031.53 980.74 933.41 889.48 848.82 811.28 350.00 1077.74 1027.25 980.05 936.08 895.23 857.37 822.32 375.00 1070.18 1023.25 979.41 938.54 900.53 865.22 832.45 400.00 1063.13 1019.55 978.81 940.81 905.40 872.43 841.75 425.00 1056.59 1016.12 978.27 942.90 909.87 879.05 850.28 450.00 1050.56 1012.97 977.77 944.81 913.97 885.12 858.11 475.00 1045.01 1010.08 977.31 946.57 917.74 890.69 865.29 500.00 1039.91 1007.42 976.88 948.18 921.19 895.80 871.90 525.00 1035.24 1004.99 976.50 949.65 924.35 900.49 877.98 550.00 1030.95 1002.76 976.14 951.01 927.26 904.81 883.57 575.00 1027.03 1000.71 975.82 952.25 929.94 908.79 888.73 600.00 1023.43 998.84 975.52 953.40 932.40 912.45 893.48

51

Tabla Nº 4.11 Tabla de Tensado del conductor ARVIDAL # 4/0 (Vano vs. Flecha Máxima)

VANO Flecha Flecha Flecha Flecha Flecha Flecha Flecha

(m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) A 15°C A 20°C A 25°C A 30°C A 35°C A 40°C A 45°C

25.00 0,02 0.03 0.03 0.03 0.04 0.04 0.05 50.00 0.10 0.11 0.12 0.13 0.15 0.17 0.19 75.00 0.22 0.24 0.27 0.29 0.33 0.37 0.42

100.00 0.40 0.43 0.47 0.52 0.57 0.63 0.71 125.00 0.62 0.67 0.73 0.80 0.87 0.96 1.06 150.00 0.89 0.96 1.04 1.13 1.23 1.34 1.46 175.00 1.21 1.30 1.40 1.52 1.64 1.77 1.92 200.00 1.58 1.69 1.82 1.95 2.10 2.25 2.42 225.00 2.00 2.14 2.28 2.44 2.60 2.78 2.96 250.00 2.47 2.63 2.79 2.97 3.16 3.35 3.55 275.00 2.99 3.17 3.35 3.55 3.76 3.97 4.19 300.00 3.56 3.76 3.96 4.18 4.40 4.63 4.86 325.00 4.18 4.40 4.63 4.86 5.10 5.35 5.59 350.00 4.88 5.12 5.37 5.62 5.88 6.14 6.40 375.00 5.65 5.90 6.17 6.44 6.71 6.98 7.26 400.00 6.47 6.74 7.02 7.31 7.59 7.88 8.17 425.00 7.35 7.64 7.93 8.23 8.53 8.83 9.13 450.00 8.28 8.59 8.90 9.21 9.52 9.83 10.14 475.00 9.28 9.60 9.92 10.24 10.56 10.88 11.20 500.00 10.33 10.66 11.00 11.33 11.66 11.99 12.32 525.00 11.44 11.78 12.13 12.47 12.81 13.15 13.49 550.00 12.61 12.96 13.31 13.67 14.02 14.37 14.71 575.00 13.83 14.20 14.56 14.92 15.28 15.63 15.99

600.00 15.11 15.49 15.86 16.22 16.59 16.95 17.31

4.1.2 Cálculo mecánico del apoyo usado en el diseño de la línea aérea de alta tensión 34.5 kV del Sector Bocas de Río Viejo

4.1.2.1 Descripción de las alturas y secciones del apoyo en estudio

Altura mínima sobre el suelo (Norma de CADAFE Nº 58-57), es de 7 metros.

52

Tabla Nº 4.12 Descripción de alturas sobre el poste en estudio

Altura mínima (m) Hmin m 7

Altura de la cruceta (m) Hcr m 9,48

Altura libre del poste HL m 9,58

Altura del aislador Ha m 0,2

Altura de los cond. Laterales Hcl m 9,68

Altura del conductor central Hcc m 9,78

Flecha máxima fmax m 2,68

Empotramiento …. m (1,50-2)

Apoyo L m 11,28

Lo …. m 1,7

Donde tenemos:

HL = 11.28-Lo =9.58m (4.1)

Hcr = 9.58 - 0.10= 9.48m

Ha = 0.20m

HcL = Hcr +Ha = 9.48+0.20=9.68m (4.2)

Hcc = Hlibre +Ha =9.58+0.20=9.78m (4.3)

Fmax = Hc1-Hmin = 9.68-7.00=2.68m (4.4)

Longitud del poste: L = 11.28 m

Peso del poste: WP = 220 Kg

Esfuerzo en Cumbre: EC = 295 Kg

53

Figura Nº 4.2: ubicación del poste

Tabla Nº 4.13 Características del apoyo. [Ballester, L., 2008]

Características en cada Sección del Poste

Sección 1 Sección 2 Sección 3

L1 (m) 4,24 L2 (m) 2,67 L3 (m) 2,67

D1(mm) 178 D2 (mm) 140 D3 (mm) 114

e1(mm) 8 e2 (mm) 7 e3 (mm) 6

Fig. 4.3 secciones del poste

54

• 4.1.2.2 Cálculos de esfuerzos transversales

a.Carga del viento contra el poste


Tabla Nº 4.14 Cálculo de las fuerzas en cada sección del poste

Cálculo de las fuerzas en cada sección

Sección Fuerza und

1 37,08 Kg

2 18,36 Kg

3 14,95 Kg

a.1 Cálculo de los momentos en cada una de las secciones del poste


Tabla Nº 4.15 Cálculo de los momentos en cada sección del poste

Calculo del Momento en cada Sección

Sección Momento und

1 78,60 Kg-m

2 102,38 Kg-m

3 123,29 Kg-m

La sumatoria de cada uno de los momentos aplicados sobre las respectivas secciones del

poste es:

ΣM = 304.28 Kg-m

a.2 Cálculo de la Fuerza resistente viento-poste.


KgF vpRES 76.31)( =

Se cumple:

55

EC > )(vpRESF

Luego de calculada la fuerza resistente del viento sobre el poste, se cálculo la fuerzas

que los conductores ejercen para soportar la acción del viento.

b. Carga por viento sobre los conductores

b.1 Cálculo de la fuerza viento sobre el conductor


Fvc = 0.651* amed

b.2 Cálculo del momento producido por la fuerza del viento sobre el conductor


Mvc=0.651*amed*9.78

Donde:

hc: Altura del conductor al suelo: 9.78

b.3 Cálculo de la fuerza resistente del viento contra el conductor


amedF vcRES *67.0)( =

La fuerza resistente del viento contra el poste depende directamente del vano medio,

estas fuerzas resistentes para cada vano medio están expresadas en la tabla Nº 4.15

c. Carga por ángulo

t = 25% trup

t = 823.75 Kg


⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

2*5.1647 αα senF

c.1 Cálculo del momento producido por la carga por ángulo

Para saber si un apoyo necesita de retenida mecánica o no, se deben sumar todas las

fuerzas transversales y este resultado debe ser comparado con el esfuerzo en cumbre del

poste en cuestión, si la sumatoria de fuerzas resulta ser mayor, al apoyo se le debe colocar

retenida.

56

Se puede tener vanos medios hasta de 390.52 m sin que el apoyo de 11.28m

(EC=295Kg), requiera de vientos transversales.


⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

2*6.16112 αα senM

c.2 Cálculo de la fuerza resistente por carga por ángulo


KgsenFRES ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

2*64.1699)(

αα


Kgsenamed 2952

*64.1699*67.076.31 ≤⎟⎠⎞

⎜⎝⎛++α

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−≤

2*7.253652.390 αsenamed

52.390≤amed

Vano máximo por esfuerzo transversal, donde apoyo de alineación α = 0:

Kg

57

Tabla Nº 4.16 Datos de los apoyos de la línea, para los cálculos transversales

Apoyo P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 Vano Real 118,4 97,1 101,3 102,0 108,0 103,0 104,6 89,2

Vano medio 59,2 107,7 99,2 101,6 105,0 105,5 103,8 96,9 α 0,0 -20,9 0,0 0,0 0,0 0,0 -3,4 -14,3

Continuación de la tabla Nº 4.16


Vano medio 96,5 101,0 99,3 99,6 102,8 107,4 94,5 93,2 α 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 30,2 0,0


Apoyo P18 P19 P20 P21 P22 P23 P24 Vano Real 94,8 104,9 101,6 98,4 100,8 95,0 108,2 119,3

Vano medio 99,9 103,2 100,0 99,6 97,9 101,6 113,7 α -5,7 11,3 0,0 0,0 9,3 -6,2 0,0


Apoyo P26 P27 P28 P29 P30 P31 P32 P33 Vano Real 102,8 96,0 98,0 105,0 61,2 90,8 115,0 83,6 88,2

Vano medio 99,4 97,0 101,5 83,1 76,0 102,9 99,3 85,9 α 0,0 0,0 3,6 -7,2 -9,7 0,0 7,7 -3,7

58



Vano medio 103,5 110,9 94,6 92,3 107,7 106,1 95,7 100,2α -14,6 12,8 -4,2 0,0 -24,2 0,0 -4,7 -6,0


Apoyo P43 P44 P45 P46 P47 P48 P49 P50 Vano Real 111,2 106,8 84,6 112,0 125,0 83,8 88,6 77,8 83,5

Vano medio 109,0 95,7 98,3 118,5 104,4 86,2 83,2 80,7 α 10,3 6,8 0,0 0,0 -7,9 0,0 3,6 6,8


Apoyo P51 P52 P53 P54 P55 P56 P57 P58 P59 Vano Real 87,9 99,1 110,0 101,8 96,4 111,4 72,7 103,4

Vano medio 85,7 93,5 104,5 105,9 99,1 103,9 92,0 88,1 103,3α -17,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 -5,2 11,2 -9,1



Vano medio 108,5 106,5 104,8 110,2 106,4 106,7 114,8 81,2α 29,2 0,0 0,0 -14,5 0,0 -36,2 0,0 8,5


Apoyo P68 P69 P70 P71 P72 P73 P74 P75 P76 P77Vano Real 43,5 77,2 102,3 94,0 92,9 88,8 90,6 102,7 80,0 74,0 Vano med 60,3 89,8 98,1 93,5 90,9 89,7 96,6 91,3 77,0 37,0

α -21,3 21,1 -6,2 0,0 0,0 0,0 0,0 -6,3 -39,0 4,4

59

Tabla 4.17 Fuerzas transversales existentes en la línea

Apoyo Fres(vp) Fres(vc) Fres(α) ∑Fres(Kg) Retenida P1 31,76 39,66 0,00 71,42 No necesita

P2 31,76 72,19 -308,28 -204,33 Necesita

P3 31,76 66,45 0,00 98,21 No necesita

P4 31,76 68,10 0,00 99,86 No necesita

P5 31,76 70,35 0,00 102,11 No necesita

P6 31,76 70,69 0,00 102,45 No necesita

P7 31,76 69,55 -50,42 50,89 No necesita

P8 31,76 64,93 -211,55 -114,86 Necesita

P9 31,76 64,67 0,00 96,43 No necesita

P10 31,76 67,68 0,00 99,44 No necesita

P11 31,76 66,53 0,00 98,29 No necesita

P12 31,76 66,76 0,00 98,52 No necesita

P13 31,76 68,90 0,00 100,66 No necesita

P14 31,76 71,96 0,00 103,72 No necesita

P15 31,76 63,33 442,76 537,86 Necesita

P16 31,76 62,47 0,00 94,23 No necesita

P17 31,76 67,09 213,02 311,87 Necesita

P18 31,76 66,91 -84,51 14,16 No necesita

P19 31,76 69,17 167,33 268,26 No necesita

P20 31,76 66,99 0,00 98,75 No necesita

P21 31,76 66,73 0,00 98,49 No necesita Continua de la tabla en la siguiente hoja

60



P23 31,76 68,06 -91,91 7,90 No necesita

P24 31,76 76,19 0,00 107,95 No necesita

P25 31,76 74,37 604,94 711,08 Necesita

P26 31,76 66,59 0,00 98,35 No necesita

P27 31,76 65,00 0,00 96,76 No necesita

P28 31,76 68,01 53,39 153,15 No necesita

P29 31,76 55,66 -106,72 -19,30 No necesita

P30 31,76 50,91 -143,70 -61,03 No necesita

P31 31,76 68,94 0,00 100,70 No necesita

P32 31,76 66,54 114,12 212,42 No necesita

P33 31,76 57,55 -54,87 34,44 No necesita

P34 31,76 61,41 289,30 382,46 Necesita

P35 31,76 69,33 -215,96 -114,87 Necesita

P36 31,76 74,31 189,46 295,53 Necesita

P37 31,76 63,38 -62,28 32,86 No necesita

P38 31,76 61,83 0,00 93,59 No necesita

P39 31,76 72,15 -356,28 -252,36 Necesita

P40 31,76 71,07 0,00 102,83 No necesita

P41 31,76 64,14 -69,69 26,21 No necesita

P42 31,76 67,16 -88,95 9,97 No necesita

Continua de la tabla en la siguiente hoja

61



P44 31,76 64,11 100,80 196,67 No necesita

P45 31,76 65,84 0,00 97,60 No necesita

P46 31,76 79,40 0,00 111,16 No necesita

P47 31,76 69,95 -117,08 -15,37 Necesita

P48 31,76 57,76 0,00 89,52 No necesita

P49 31,76 55,74 53,39 140,88 No necesita

P50 31,76 54,04 100,80 186,60 No necesita

P51 31,76 57,41 -255,62 -166,45 Necesita

P52 31,76 62,61 0,00 94,37 No necesita

P53 31,76 70,03 0,00 101,79 No necesita

P54 31,76 70,95 0,00 102,71 No necesita

P55 31,76 66,40 0,00 98,16 No necesita

P56 31,76 69,60 0,00 101,36 No necesita

P57 31,76 61,66 -77,10 16,32 No necesita

P58 31,76 58,99 165,86 256,61 No necesita

P59 31,76 69,22 -134,83 -33,85 Necesita

P60 31,76 72,72 428,43 532,90 Necesita

P61 31,76 71,37 0,00 103,13 No necesita

P62 31,76 70,24 0,00 102,00 No necesita

P63 31,76 73,85 -214,49 -108,88 Necesita

P64 31,76 71,28 0,00 103,04 No necesita

Continua de la tabla en la siguiente hoja

62


Apoyo Fres(vp) Fres(vc) Fres(α) ∑Fres(Kg) Retenida P65 31,76 71,50 -528,04 -424,78 Necesita

P66 31,76 76,93 0,00 108,69 No necesita

P67 31,76 54,41 125,96 212,13 No necesita

P68 31,76 40,42 -314,11 -241,93 Necesita

P69 31,76 60,15 311,19 403,10 Necesita

P70 31,76 65,76 -91,91 5,60 No necesita

P71 31,76 62,61 0,00 94,37 No necesita

P72 31,76 60,89 0,00 92,65 No necesita

P73 31,76 60,10 0,00 91,86 No necesita

P74 31,76 64,75 0,00 96,51 No necesita

P75 31,76 61,20 -93,40 -0,43 Necesita

P76 31,76 51,59 -567,35 -484,00 Necesita

P77 31,76 24,79 65,25 121,80 No necesita

Cuando se necesita retenida es necesario el cálculo de la fuerza de la guaya, para este

cálculo se hizo uso del valor mas alto de la sumatoria de la fuerza resistente, dicho valor se

encontró en el apoyo número 15 siendo este de 537.86 Kg > EC = 295 Kg.

NOTA: Por lo tanto se requiere de ayuda mecánica.

Para ello se calcula la fuerza de la guaya.


KgFH 56.56600.948.9*87.537 ==


KgsenFHFGUAYA 83.665

45===

63

5.2=GUAYAFs

Ruptura (GUAYA) > 2.5 * FGUAYA

Truptura (GUAYA) > 2.5 *665.83=1664.57 Kg

• 4.1.2.3 Cálculos Esfuerzos Verticales

a. Cálculo de los momentos de inercia referentes a cada sección del poste


Tabla 4.18 Resultados de los momentos de inercia

Calculo de Momento de Inercia Equivalente

I1 1546,88 cm4

I2 648,51 cm4

I3 297,73 cm4

b. Resultado del cálculo del momento de inercia equivalente total

Sustituyendo en la ecuación (2.36)

41546.88*4.24 648.51*2.67 297.73*2.67 948.354.24 2.67 2.67eI cm+ +

= =+ +

• 4.1.2.4 Resultados del cálculo de la fuerza vertical máxima Finalmente la fuerza vertical máxima que el apoyo es capaz de soportar es la siguiente:


KgkFv 23.2114)67.267.224.4(*100*5.2

20300*35.948**2

2

max =++

=π

Donde:

K = 0.25 (para apoyos sin viento)

K = 1 (para apoyos con viento)

64 a. Cálculo de las fuerzas verticales asociadas a cada apoyo

Wposte = 220 Kg

Wliniero ≈ 100 Kg

Wconductores = 3*Wc*amed

Wc: peso normal del conductor (0.293 Kg/m).

amed: vano medio referente al poste en estudio.

Para verificar si un poste no sufre pandeo, se debe cumplir:


52.390*293.0*1100220 ++=∑ sFverticale

KgsFverticale 42.591=∑ FvmáxsFverticale ≤∑

Se comprueba que como el Peso máx. ≤ , el poste no sufre pandeo. maxvF

Las fuerzas verticales se calcularon para el mayor vano medio.

• 4.1.2.5 Verificación de las secciones del poste

a. Cálculo del esfuerzo producido por cada sección del poste

EC=295Kg



FS = 2.5

γmax = 55/2.5=22Kg/mm2

Sustituyendo en la ecuación (2.45) se tiene los esfuerzos en la sección de los postes:

65

Tabla 4.19 Verificación de las secciones del poste

Verificación de las Secciones del Poste

Sección W(cm3) M(Kg/cm) σ(Kg/mm2)

1 173,80 282.610,00 16,26

2 92,64 157.530,00 17,00

3 52,23 78.765,00 15,08

Conclusión: como ,,, 321 γγγ resultaron ser menores que el esfuerzo admisible permitido

por los postes de acero, se concluye que los apoyos cumplen con la condición de esfuerzos

verticales.

4.2 DISEÑO DE LA FUNDACIÓN

Se recomienda una base de concreto de 0.6*0.60

a = b = 0,60 m dimensiones de la base.

El terreno tiene un coeficiente de empuje C=1700 Kg/ 3

3

2

m

La densidad del concreto γc=2200 Kg/ m

Esfuerzo del concreto de la base.

γADM = 2 kg / cm

4.2.1 Cálculo de Momento de Volcamiento


mKgMV −=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ += 27.317090.1*

3248.9*295

4.2.2 Momento Estabilizante

Tomando una fundación de (0.60 x 0.60 x 1.90) 3m

4.2.3 Volumen de la excavación y del poste


66

3684.0 mVexcv = Sustituyendo en la ecuación (2.50) se tiene:

3642.0 mVconcreto =

4.2.4 Peso del concreto


3

3

4.1412642.0*2200

2200

mW

concretodelDensidadmKg

c ==

=γ


∑ =′ KgFv 74.2155

Para terreno normal el coeficiente de empuje es igual:

C =1700 kg/m3

4.2.5 Factor de estabilidad


mKgMe −=+= 90.746290.1*60.0*1700260.0*74.2155 3


5.141.227.31709.7642

>>==eF

Esfuerzo del concreto


22 2598.0cmKg

mKg

<=σ

El esfuerzo del concreto calculado es menor al esfuerzo requerido por lo tanto cumple con el

esfuerzo máximo.

67

4.3 CÁLCULO MECÁNICO DEL CONDUCTOR USADO EN EL DISEÑO DE LA LÍNEA AÉREA EN BAJA TENSIÓN EN EL SECTOR BOCAS DE RÍO VIEJO

Siguiendo el procedimiento descrito en el Capitulo II, se tiene:

a. Características del conductor de Aluminio “ARVIDAL” # 4/0

Tabla Nº 4.20 Característica del conductor de Aluminio ARVIDAL # 4/0

Conductor de Aluminio ARVIDAL # 4/0

Peso (Wc) Kg/m 0,293

Sección (S) mm² 107,3

Diámetro (D) mm² 13,3

Corriente nominal (In) A 380

Tensión de Ruptura (Cr) Kg 3.295

Modulo de elasticidad inicial (Ei) Kg/Km 5.600

Modulo de elasticidad final (Ef) Kg/Km 6.450

Coeficiente de Dilatación Lineal (α) 1/°C 0,000023

b. Cálculo del peso del conductor por carga del viento (ver tabla Nº 4.21)

4.4 CÁLCULO MECÁNICO DEL APOYO USADO EN LOS TRAMOS DE ALINEACIÓN DE LA LÍNEA AÉREA DE BAJA TENSIÓN (120/240 V) DEL SECTOR BOCAS DE RÍO VIEJO

4.4.1 Características del apoyo

Apoyo usado en los tramos de alineación

Longitud: L= 8.23 m



68

Tabla Nº 4.21 Datos del cálculo del peso del conductor

Cálculo del Peso del Conductor

Fuerza del Viento Contra el Conductor fvc 0,653

Formula Empírica de Buck ρv 49,128

Peso Normal del Conductor Wc 0,293

Peso resultante Wr 0,716

Tabla Nº 4.22 Características en cada sección del poste. [Ballester, L., 2008]



L1 (m) 2,87 L2 (m) 1,98 L3 (m) 1,98

D1(mm) 114 D2 (mm) 89 D3 (mm) 89

e1(mm) 5,5 e2 (mm) 4,5 e3 (mm) 4,5

4.4.2 Cálculos de esfuerzos transversales

a. Carga del viento contra el poste


Tabla Nº 4.23 Cálculo de las fuerzas en cada sección del poste

Cálculo de las fuerzas en cada sección

Sección Fuerza und

1 16,07 Kg

2 8,66 Kg

3 8,66 Kg

a.1 Cálculo de los momentos en cada una de las secciones del poste


69

Tabla Nº 4.24 Cálculo de los momentos en cada sección del poste

Cálculo del Momento en cada sección

Sección Momento und

1 23,07 Kg-m

2 33,42 Kg-m

3 50,56 Kg-m

La sumatoria de cada uno de los momentos aplicados sobre las respectivas secciones del

poste es:

ΣM = 107.04 Kg-m

a.2 Cálculo de la Fuerza resistente viento-poste.


KgF vpRES 67.15)( =

Se cumple:

EC > )(vpRESF

Luego de calculada la fuerza resistente del viento sobre el poste, se cálculo la fuerzas que

los conductores ejercen para soportar la acción del viento.

b. Carga por viento sobre los conductores

b.1 Cálculo de la fuerza resistente del viento contra el conductor


amedF vcRES *82.1)( =

c. Carga por ángulo

Se debe tener en cuenta que el poste se va a utilizar en alineación por lo tanto su ángulo va

hacer cero

70

Vano máximo por esfuerzo transversal, donde apoyo de alineación α = 0:

11.55≤amed m

Se puede tener vanos medios hasta de 55.11 m sin que el apoyo de 8.23 m (EC=116 Kg),

requiera de vientos transversales.

4.4.3 Cálculos de esfuerzos verticales

a. Resultado del cálculo del momento de inercia equivalente total


422.178 cmIe =

b. Resultados del cálculo de la fuerza vertical máxima

KgFv 47.3454max ==

b.1 Cálculo de las fuerzas verticales asociadas a cada apoyo

KgsFverticale 59.368=∑

FvmáxsFverticale ≤∑

Se comprueba que como el Peso máx. ≤ , el poste no sufre pandeo. maxvF

Las fuerzas verticales se calcularon para el mayor vano medio.

c. Verificación de las secciones del poste

c.1 Cálculo del esfuerzo producido por cada sección del poste



FS = 2.5

γmax = 55/2.5=22Kg/mm2

71

Sustituyendo en la ecuación (2.45) se tiene los esfuerzos en la sección de los postes:

Tabla Nº 4.25 Cálculo de los esfuerzos en cada sección del poste

Verificación de las Secciones del Poste

Sección W(cm3) M(Kg/cm) σ(Kg/mm2)

1 48,52 79.228,00 16,33

2 24,03 45.936,00 19,12

3 24,03 22.968,00 9,56

Conclusión: como ,,, 321 γγγ resultaron ser menores que el esfuerzo admisible permitido

por los postes de acero, se concluye que los apoyos cumplen con la condición de esfuerzos

verticales.

4.5 Cálculo mecánico del apoyo usado en las derivaciones y terminaciones de la línea aérea de Baja Tensión (120/240 V) del Sector Bocas de Río Viejo

Características del apoyo

Longitud: L= 8.23 m



Tabla Nº 4.26 Características en cada sección del poste



L1 (m) 2,87 L2 (m) 1,98 L3 (m) 1,98

D1(mm) 114 D2 (mm) 89 D3 (mm) 89

e1(mm) 5,5 e2 (mm) 4,5 e3 (mm) 4,5

El apoyo cumple tanto para los cálculos de esfuerzos verticales como para los cálculos de

esfuerzos transversales, cabe destacar que este apoyo por ser de tipo terminal o en su defecto

72 derivación necesita de retenida, por lo tanto también se realizó el cálculo de la fuerza de la

guaya, que se colocara en cada uno de ellos (ver anexo 5).

Para el análisis del cálculo mecánico de este apoyo se partió del mismo criterio con que se

cálculo el apoyo de 11.28 m usado en la línea aérea de alta tensión como también para el

apoyo en alineación usado en la línea aérea de baja tensión (para mayor información ver

anexo 6).

73

CAPÍTULO V ESPECIFICACIONES TÉCNICAS, COMPUTOS METRICOS Y

ESTIMADO DE COSTOS

“Construcción sistema de distribución eléctrico de alta tensión (34.5 kV) y baja tensión

(120/240 V), del sector Bocas de Río Viejo ubicado en Guasdualito Alto Apure”

5.1 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

Las especificaciones técnicas se harán por cada partida, en ellas estarán incluidas la

denominación de esta, la unidad de medición, el alcance y la descripción del equipo o material

que lo a merite.

Partida No. 01

Denominación: Pica y Poda.

Unidad de Medición: Kilómetro (km)

Alcance: Comprende el suministro, transporte de equipos y mano de obra necesaria para

realizar los trabajos requeridos para la pica, poda y deforestación de una franja de seis (06)

metros, tres (03) metros a ambos lados del eje de la línea. Estos trabajos incluyen:

Deforestación de vegetación mediana y alta, limpieza y remoción de vegetación liviana y

bote de escombros al lugar indicado por el Ing. Inspector.

Partida No. 02

Denominación: Replanteo.


74

Alcance: Comprende el suministro y transporte de equipo y mano de obra necesaria para

realizar el replanteo de la ruta de la línea, de acuerdo al plano.

Partida No 03

Denominación: Suministro de poste de acero (27’) de 8,23 Mts. Ec = 116 Kg, D= 4” - 3”

Unidad de Medición: Unidad (Pza)

Alcance: Comprende el suministro de un poste tubular de acero de 8,23 mts de longitud,

EC=116 Kg. hasta el sitio de almacenamiento.

Partida No 04

Denominación: Transporte, Instalación de poste de acero (27’) de 8,23 Mts. Ec = 116 Kg,

D= 4” - 3”


Alcance: Comprende el transporte desde el almacén hasta el sitio de la obra, erección y

alineación del poste tubular de acero de 8,23 mts, EC = 116 kg. Forma parte integrante de esta

partida la excavación del terreno (0,6 x 0,6 x 1,9 mts) para las fundaciones, bote de

escombros, suministro y preparación de concreto de 20 cm. de espesor Rcc = 210 Kg/cm² para

la sub-base y base. Abarca el suministro de la mano de obra, material, combustible y equipos

requeridos para llevar a cabo el montaje.

Incluye además, el suministro e instalación de todos aquellos materiales necesarios y

equipos asociados para completar el montaje de acuerdo con los requerimientos de los

trabajos.

Partida No 05

Denominación: Suministro de poste de acero (27’) de 8,23 Mts. Ec = 178 Kg, D=5”- 4”


Alcance: Comprende el suministro de un poste tubular de acero de 8,23 mts de longitud,

EC=178 Kg. hasta el almacén.

75

Partida No 06

Denominación: Transporte, Instalación de poste de acero (27’) de 8,23 Mts. Ec = 178

Kg, D=5”- 4”



alineación de postes tubulares de acero de 8,23 mts, EC = 178 kg. Forma parte integrante de

esta partida la excavación del terreno (0,6 x 0,6 x 1,9 mts), bote de escombros, suministro y

preparación de concreto de 20 cm. de espesor Rcc = 210 Kg/cm² para la sub-base y base.

Abarca el suministro de la mano de obra, material, combustible y equipos requeridos para

llevar a cabo el montaje.

Partida No. 07

Denominación: Suministro, transporte e instalación de percha de cuatro aisladores para

alineación en baja tensión; incluye herrajes de fijación.

Unidad de Medición: Unidad (Und)

Alcance: Comprende el suministro, transporte y la mano de obra necesaria y suficiente para

la instalación de una percha de cuatro (04) puestos en postes de baja o alta tensión para

alineación y el suministro e instalación de:

01 Percha de cuatro (04) puestos con sus aisladores.

02 Abrazaderas 3 tornillos de 3” - 31/2”

04 ML alambre de aluminio para amarre # 6 AWG.

Partida No. 08


amarre en alineación en baja tensión; incluye herrajes de fijación.


76


la instalación de dos perchas de cuatro (04) puestos en postes de baja o alta tensión para

amarre en alineación y el suministro e instalación de:

02 Perchas de cuatro (04) puestos con sus aisladores.


16 Conectores a compresión para conductor # 4/0 AWG.

Partida No. 09


derivación en baja tensión incluye herrajes de fijación.



la instalación de una percha de cuatro (04) puestos en postes de baja o alta tensión para

derivación y el suministro e instalación de:



08 Conectores a compresión para conductor 4/0 AWG.

Partida No. 10


amarre terminal en baja tensión incluye herrajes de fijación.



la instalación de una percha de cuatro (04) puestos en postes de baja o alta tensión para amarre

Terminal y el suministro e instalación de:

77



08 Conectores a compresión para conductor 4/0 AWG.

Partida No. 11

Denominación: Suministro, transporte e instalación de viento a un ancla de retenida en

baja tensión.


Alcance: Comprende la mano de obra para la excavación, compactación, preparación del

terreno y el suministro e instalación de:

12 m de guaya de acero galvanizado de 0.953 cm. de diámetro (4900 Kg.).

06 Grapas sencillas para guayas de acero de 0.953 cm.

01 Ancla de expansión para viento de 70”.

01 Barra de anclaje para viento de un ojo 5/8” x 6”.

02 Casquillos para guaya de 0.953 cm.

01 Protector tubular para guaya 3/8”

Partida No. 12

Denominación: Suministro y colocación de transformador de 15 kVA

34.5 kV / 120-240 V tipo Unicornio


Alcance: Comprende el suministro, transporte, mano de obra e instalación de:

01 Transformador de 15 kVA 34,5 kv /(120/240V) tipo unicornio

01 Abrazadera para transformador.

78

03 ML Cable para puentes en baja # 4 AWG-TTU.

ML: metro lineal

Conductor 1/0 AWG para puentes en alta.

01 Conector a compresión.

Limitadores para cables, conectados en la salida del transformador del lado de baja tensión.

Incluye además, el suministro e instalación de todos aquellos materiales necesarios y

equipos asociados para completar el montaje de acuerdo con los requerimientos de los trabajos

así como la puesta a tierra del transformador.

Partidas No. (13 y 14), comprenden el suministro y colocación de transformadores tipo

unicornio, estas varían solamente en la capacidad del transformador y por consiguiente no se

detallan nuevamente.

Partida No. 13

Denominación: Suministro y colocación de transformador de 25 kVA


Partida No. 14

Denominación: Suministro y colocación de transformador de 37.5 kVA


Partida No 15

Denominación: Suministro de Cable ST N° 3x10 AWG, 600V.

Unidad de Medición: Metro Lineal (ML)

Alcance: Comprende el suministro de conductor ST 3x10 AWG, 600 V.

Partida No 16

Denominación: Transporte e instalación de Cable ST N° 3x10 AWG, 600V.

79

Unidad de Medición: Metro Lineal (ML)

Alcance: Comprende el transporte desde el almacén hasta el sitio de la obra, instalación,

conexión y pruebas del cable concéntrico para 600V calibre 3X10 AWG, será parte de la

acometida desde el transformador de distribución a las casas que se les suministrará energía.

Incluye la conexión en ambos extremos.

Partida No 17

Denominación: Suministro, transporte e instalación de caja de control de alumbrado

publico de 2 x 30 A.


Alcance: Comprende el suministro, transporte, instalación, conexión y pruebas de la caja de

control con su respectiva fotocelda para el encendido y apagado automático de las lámparas de

alumbrado público, esto será parte desde la línea de baja tensión hasta la caja de control con la

fotocelda o interruptor asociado a cada lámpara. Incluye la conexión en ambos extremos.

Fig. 5.1 Vista de la Caja de Control del Alumbrado Público

01 Caja de control A.P de 2 x 30 A.

06 Conector “U” KSU-26

06 ML cable de cobre 600V TTU # 6

Partida No 18

80

Denominación: Suministro, transporte e instalación de brazo de alumbrado público de

1 ½”x 1,5 m con luminarias M-200 vapor de sodio.


Alcance: Comprende el suministro, transporte, instalación, conexión y pruebas del brazo

de A.P. con su respectiva luminaria M-200, bombillo de 150 W, vapor de sodio para el

alumbrado público de las zonas rurales, esto será parte de la acometida desde la línea de baja

tensión hasta cada lámpara.

Fig. 5.2 Vista de Luminaria para Alumbrado Publico

Incluye la conexión en ambos extremos.

01 Brazo de A.P de 1 ¼”x1,5 m

01 Luminaria V.S.A.P. M-200 ó similar 150 W

01 Bombillo vapor de sodio A.P 150W-E27

06 ML cable de cobre 600V TW # 14 AWG

02 Conector a compresión YP-2AU8U

02 Portafusiles tipo TRON

Partida No. 19

Denominación: Suministro de conductor de aluminio desnudo (ARVIDAL) # 4/0 AWG

para 120 / 240 V.

Unidad de Medición: Kilogramo (Kg)

81

Alcance: Comprende el suministro de conductor ARVIDAL # 4/0 AWG hasta el almacén

Guafita.

Partida No. 20

Denominación: Transporte, tendido y tensado de conductor de aluminio desnudo

(ARVIDAL) # 4/0 AWG para 120 / 240 V.


Alcance: Comprende el transporte desde el almacén hasta el sitio de la obra, y el suministro

de mano de obra, manipulación, materiales y equipos necesarios para el tendido y tensado del

conductor # 4/0, en postes de acero para la construcción de redes aéreas en baja tensión.

Partida N° 21

Denominación: Suministro, Transporte e Instalación de Interruptor Termomagnético

(Breaker) de dos polos.

Medición: Pieza (Pza)

Alcance: Comprende el suministro de materiales, accesorios, transporte, instalación y mano

de obra necesaria y suficiente para la instalación de un interruptor termomagnético (Breaker)

de 2 polos con capacidad de cortocircuito de 10 kA para una tensión de 120/240 V y con

capacidad de 30 A., el cual estará instalado en una caja para Breaker L2 con puerta y bisagra.

Los interruptores termomagnéticos estarán instalados para cada vivienda proyectada según

los planos y serán punto final de la acometida en baja tensión.

Partida No. 22

Denominación: Suministro, transporte e instalación de cadena de aisladores tipo

suspensión para 34.5 kV

Unidad de Medición: Juego (Jgo)

Alcance: Esta partida incluye el suministro de equipos, materiales, accesorios y mano de

obra necesaria y suficiente para la instalación de una cadena conformada por dos (02)

82 aisladores de porcelana para suspensión tipo 52-4 para 34.5 kV, con rigidez dieléctrica

suficiente para que la tensión de perforación sea lo más elevada posible y suficiente resistencia

mecánica para soportar los esfuerzos demandados por el conductor.

Fig. 5.3 Vista del aislador tipo suspensión 52-1.

Esta cadena de aisladores se instalará sobre los postes de 40’ para alta tensión por medio de

abrazaderas. La conexión entre cadenas de campanas se realizará con conectores a compresión

por medio de un puente.

PARTIDA N° 23

Denominación: Pintura y Codificación para Postes y Estructuras


Alcance: Comprende el suministro y colocación a brocha a dos capas como mínimo de

pintura de aluminio difuso a partir de los dos metros de la rasante del terreno hasta el total de

su longitud y pintura negra asfáltica, desde la rasante del terreno hasta dos metros de altura.

Comprende también la pintura de los estribos que forman parte del poste.

Partida No. 24

Denominación: Suministro, Transporte e instalación de descargadores de tensión

poliméricos de 34.5 KV.


Alcance: Comprende el transporte hasta el almacén, suministro de mano de obra, equipos y

materiales necesarios para el suministro de descargadores de tensión poliméricos con las

siguientes especificaciones técnicas:

83

Tensión Nominal: 34.5 kV.

Tensión de descarga a frecuencia de servicio: 45 kV.

Tensión de Impulso para 100% de descarga para una rata de crecimiento de 130 kV./seg.

(rango): 84-112 kV.

Tensión residual para una onda de corriente de 8/20 seg.

Con amplitud de:

5000 A (rango) 99-110 kV.

10000 A (rango) 107-126 kV.

20000 A (rango) 117-149 kV.

Intensidad de descarga nominal con onda de 8/20 seg.: 5 kA.

Intensidad de descarga de gran amplitud con onda de 4/10 seg.: 65 kA.

Intensidad de descarga de larga duración (onda cuadrada de 1000 seg. duración): 39 A.

Fig. 5.4 Vista de un descargador de tensión con envolvente polimérico para distribución.

Características de dieléctrico:

Tensión de Impulso para una onda de 1,2x50 seg. (BIL): 150 kV.

Tensión a frecuencia de servicio un minuto en seco: 70 kV.

Tensión a frecuencia de servicio, 10 seg. en húmedo: 60 kV.

84

Distancia de fuga: (terminal de línea hasta la abrazadera) 83,8 cm.

Se incluye en ésta partida el suministro e instalación de los materiales necesarios para la

puesta a tierra común de los pararrayos, lo cual abarca lo siguiente:

12 m de cobre trenzado desnudo # 2 AWG.

01 Tubo Conduit metálico de ½" x 3 m.

Flejes y hebillas.

Dos (02) barras de hincado profundo de 1,5 m x 5/8" (250 micras)

Dos (02) soldaduras autofundentes.

Partida No. 25

Denominación: Suministro, transporte e instalación de cortacorrientes para 34.5 kV.


Alcance: Comprende el transporte hasta el sitio de la obra, suministro de mano de obra,

equipos y materiales necesarios para el suministro de cortacorrientes de 34.5 kV, con sistema

de fijación, incluye portafusiles y el fusible;

Fig. 5.5 Vista de un cortacorriente de porcelana con su respectivo porta fusible.

Comprende el suministro de transporte y mano de obra necesaria para instalar, conectar y

montar un (01) cortacorriente para 34.5 kV, incluye los cartuchos y los fusibles. Debe incluir

85 el puente de conexión entre el cortacorriente y el descargador de tensión en conductor de

cobre sólido # 4.

Partida No 26

Denominación: Suministro de poste de acero (40’) de 11.28 m. Ec = 295 Kg, D= 9” - 8”


Alcance: Comprende el suministro de un poste tubular de acero de 11.28 m de longitud,

EC=295 Kg, Hasta el almacén

Partida No 27

Denominación: Transporte, Instalación de poste de acero (40’) de 11.28 m Ec = 295 kg,

D= 9” - 8”



alineación de postes tubulares de acero de 11.28 m, EC = 295 kg. Forma parte integrante de

esta partida la excavación del terreno (0,6 x 0,6 x 1,9 m), bote de escombros, suministro y

preparación de concreto de 30 cm. de espesor Rcc = 250 Kg/cm² para la sub-base y base.

Abarca el suministro de la mano de obra, material, combustible y equipos requeridos para

llevar a cabo el montaje.

Partida No 28

Denominación: Suministro de conductor de aluminio desnudo (ARVIDAL) # 4/0 AWG

para 34.5 kV.

Unidad de Medición: Kilogramo (kg)

Alcance: Comprende el suministro de conductor ARVIDAL # 4/0 AWG para 34.5 kV.

Hasta el almacén.

86

Partida No. 29

Denominación: Transporte, tendido y tensado de conductor de aluminio desnudo

(ARVIDAL) # 4/0 AWG para 34.5 kV.


Alcance: Comprende el transporte desde el almacén, hasta el sitio de la obra, y el

suministro de mano de obra, manipulación, materiales y equipos necesarios para el tendido y

tensado del conductor # 4/0 AWG para 34.5 kV, en postes de acero para la construcción de

redes aéreas en Alta Tensión.

Partida No. 30

Denominación: Suministro, transporte e instalación de viento a un ancla de retenida en

Alta Tensión.


Alcance: Comprende la mano de obra para la excavación, compactación, preparación del

terreno y el suministro e instalación de:

18 m de guaya de acero galvanizado de 0.953 cm de diámetro (4900 kg.).

06 Grapas sencillas para guayas de acero de 0.953 cm.

01 Ancla de expansión para viento de 70”.

01 Barra de anclaje para viento de un ojo 5/8” x 6”.

02 Casquillos para guaya de 0.953 cm.

01 Protector tubular para guaya 3/8”

Partida No. 31

Denominación: Suministro, transporte e instalación de aislador tipo espiga para 34.5 kV

Unidad de Medición: Pieza (Pza)

87

Alcance: Esta partida incluye el suministro de equipos, materiales, accesorios y mano de

obra necesaria y suficiente para la instalación de un aislador tipo espiga para tensión de

servicio de 34.5 kV con rosca de 3,5 cm Clase 56-3. Este aislador se instalara sobre los postes

de 40’ para alta tensión por medio de abrazaderas.

Fig. 5.6 Vista del aislador tipo espiga 56-3.

88 5.2 CÓMPUTOS MÉTRICOS

Tabla 5.1 Cómputos métricos “Construcción sistema de distribución eléctrico de alta tensión (34.5 kV) y baja tensión (120/240 V), del

sector Bocas de Río Viejo ubicado en Guasdualito Alto Apure”

Partid

a Descripción Und. Cantidad

01 Pica y poda km 7.4

02 Replanteo km 7.4

Baja tensión

03 Suministro de poste de acero 27’, EC=116 kg. d= 4” – 3” Und 98

04 Transporte e instalación de poste de acero 27’, EC=116 kg. d=4” – 3” Und 98

05 Suministro de poste de acero 27’, EC=178 kg. d= 5” – 4” Und 37

06 Transporte e instalación de poste de acero 27’, EC=178 kg. d=5” – 4” Und 37

07 S/T/I de perchas de cuatro aisladores para alineación en baja tensión incluye

herraje de fijación Und 105

08 S/T/I de perchas de cuatro aisladores para amarre en alineación en baja tensión

incluye herraje de fijación Und 25

09 S/T/I de perchas de cuatro aisladores para derivación en baja tensión incluye


10 S/T/I de perchas de cuatro aisladores para amarre terminal en baja tensión incluye


11 Suministro, transporte e instalación de viento a un ancla para retenida en baja

tensión. Und 52

12 Suministro, transporte e instalación de transformador de 15 kVA 34.5 kv/120/240V

tipo unicornio. Und 2.00

13 Suministro, transporte e instalación de transformador de 25 kVA 34.5 kv/120/240V

tipo unicornio Und 6.00

14 Suministro, transporte e instalación de transformador de 37.5 kVA 34.5

kv/120/240V tipo unicornio Und 5.00

15 Suministro de cable ST. 3x10 AWG, 600 V. ML 4500

16 Transporte e instalación de cable ST. 3x10 AWG, 600 V. ML 4500

Continua en la siguiente hoja

89

17 S/T/I de caja de control de alumbrado público de 2x30 A. Pza 7.00

18 S/T/I de brazo de alumbrado público de 1 ¼”x1,5 m con luminarias m-200 similar

150 W e27 en poste de acero (2 fusibles tipo tron) Pza 147

19 Suministro de conductor de aluminio desnudo (ARVIDAL) # 4/0 para tensión

120/240 V. Kg 9000

20 transporte, tendido y tensado de conductor de aluminio desnudo (ARVIDAl) # 4/0

para tensión 120/240 V. Km 7.70

21 S/T/I de interruptor termomagnético (breaker) dos polos Pza 150

Alta tensión

22 S/T/I de cadena de aisladores tipo suspensión para 34.5 kV Pza 50

23 pintura y codificación de poste y estructura Und 229

24 Suministro, transporte e instalación de pararrayos poliméricos de 34.5 kV. Und 11

25 Suministro, transporte e instalación de cortacorriente para 34.5 kV. Und 11

26 Suministro de poste de acero (40’) de 11.28 m. EC = 295 kg, d= 9” - 8” Und 94

27 Transporte, instalación de poste de acero (40’) de 11.28 m. EC= 295 Kg., d= 9” -

8” Und 94

28 Suministro de conductor de aluminio desnudo (ARVIDAL) # 4/0 AWG para 34.5

kV. Kg 2800

29 Transporte, tendido y tensado de conductor de aluminio desnudo (ARVIDAL) #

4/0 AWG para 34.5 kV. Km 9.6

30 Suministro, transporte e instalación de viento a un ancla de retenida en alta tensión. Und 50

31 s/t/i de aislador tipo espiga para 34.5 kV Pza 53

5.3 ESTIMADO DE COSTOS

Se muestra el resumen del análisis de costos, realizado en el sistema de estimación de costos (SICOST).

92

CONCLUSIONES

La Construcción de una red aérea de distribución tiene sus raíces y fundamentos en el

diseño del mismo, es por esta razón que el buen manejo de las herramientas Teóricas-prácticas

podrá ofrecer resultados óptimos, confiables y que cumplan con las normas de construcción,

en función de desarrollar una obra que ayude con el desarrollo de los sectores de estudio.

La construcción de la línea aérea para la alimentación del Sector Bocas de Río viejo, se

diseñó principalmente teniendo en cuenta normas de diseño para optimizar el mantenimiento

y aumentar la confiabilidad del servicio.

La factibilidad de mantenimiento de esta línea será alta debido a que se diseñó cumpliendo

normas de distancias mínimas de seguridad para poder garantizar la integridad física del

personal y respetando los niveles permisibles de construcción.

La confiabilidad del sistema de distribución se garantizará debido a la utilización de

materiales de primera calidad y de los dispositivos de protecciones adecuadas para disminuir

fallas del sistema que signifique interrupción del sistema.

Se diseñaron los circuitos eléctricos de cada una de las comunidades del sector, tomando en

cuenta cálculos de demanda del sistema y carga de los transformadores de distribución, así

mismo se realizaron los cálculos mecánicos de la red aérea de distribución.

Se elaboraron las especificaciones técnicas de las partidas, las cuales indican el alcance de

las partidas, descripción del material y la cantidad de material requerido para la correcta,

eficaz y puntual construcción del proyecto según el diseño, de la misma manera se realizaron

los cómputos métricos contabilizando la cantidad de materiales por partida.

93

Se realizo un análisis económico a través de una estimación de costos, donde se realizó el

estimado de precios unitarios por partida como también el presupuesto general del proyecto,

con el cual se gestionará el proceso de licitación y posterior contratación del mismo.

RECOMENDACIONES

El Ingeniero Inspector debe corroborar que los materiales suministrados por la empresa

para ejecutar la obra, cumplan con las especificaciones técnicas del proyecto.

Al momento del tendido y tensado de la línea en alta tensión, utilizar poleas en los postes

para transportar el conductor ARVIDAL; esto evitará el deterioro del mismo.

Verificar las condiciones del terreno (nivel freático), donde se colocarán los postes, para así

evitar variaciones del nivel del poste que conllevarían a la disminución de la altura mínima

sobre el suelo.

Las uniones de cable a cable ó cable a barra cooperweld se debe realizar con soldadura

autofundente.

Para la ejecución de este proyecto el Ingeniero Inspector debe garantizar que las normas

que se encuentran plasmadas en el proyecto se cumplan a cabalidad.

94

REFERENCIAS ALBARRAN, Ender. (2006). Estudio del Comportamiento de la Red de Distribución en

Baja Tensión del Sistema ENELVEN Gerencia Colón – Mérida. Tesis de Grado, Universidad de Los Andes, Mérida.

BARRETO, Gilberto (2005). Modelo del Sistema para los Análisis de Expansión a Mínimo

Costo. Primer Documento. Foro I. FUNDELEC, Caracas. Febrero.

BALLESTER, L. (2008). Clase por lectura, Guía de Cálculos Mecánicos de Redes de Distribución Aéreas.

CADAFE, Manual de Electricidad Básica, Caracas 2000. CADAFE, Normas de Diseño para las Líneas de Alimentación y Redes de Distribución, Caracas 1987. Calidad del Servicio Eléctrico. Norma según Gaceta Oficial Nº 37.825. Caracas. 2004.

DÁVILA, M. Apuntes de Sistemas de Distribución, Mérida 2006. Distribution System Protection. McGraw-Hill. GRISALES, E. (2006). Estudio Diseño y Remodelación del Sistema Aéreo de 13.8 kV

SIDOR C.A. Mérida. Tesis de Grado, Universidad de los Andes, Mérida. MORA, Ernesto. Diseño de Líneas de Transmisión. Publicaciones Universidad de los

Andes. Mérida 1997. Monografías.com [en línea]. Disponible: Disponible:http://www.monografias.com/trabajos11/tradi/tradi.shtml[Consulta: 2008 Abril 25].

Monografías.com [en línea]. Disponible: http://www.monografias.com/trabajos11/tradi/tradi.shtml [Consulta: 2008, Mayo 15].

STEPHENS, Ricardo. Apuntes de Sistemas de Distribución, Mérida 2000.

STEPHENS, Ricardo. Tabla de Conductores en Alta y Baja Tensión, Mérida 2000.

95

ANEXO

96

ANÁLISIS ECONÓMICO

• El análisis económico:

Pretende determinar cuál es el monto de los recursos económicos necesarios para la

realización de un proyecto, entiéndase por proyecto la mínima unidad operacional que vincula

recursos, actividades y componentes durante un periodo determinado y con una ubicación

definida para resolver problemas o necesidades de la población.

El sistema operativo usado en dicho proyecto es el, Sistema de estimaciones de costos

”SICOST” y se define como un sistema de costos diseñado y creado en ambiente Windows,

con el propósito de construir estimados de costos Clase I(Clasificación dada por PDVSA) que

involucre costos de Materiales, Labor, Equipos, entre otros, y, que pueda proporcionar los

informes requeridos en cada caso, utilizando la Filosofía de Estimación Detallada (Análisis de

Precios Unitarios en Construcción y servicios profesionales).

Este sistema está concebido de una manera sencilla y completamente amigable. Su

operación se puede realizar con el movimiento de flechas arriba o abajo para seleccionar o el

ratón (mouse), se mostrarán una serie de pasos los cuales se deben seguir para la creación del

estimado.

1. Se hace doble click en el icono del programa SISTEMA INTEGRADO DE

INGENERIA Y PROYECTO, luego aparece una ventana que solicita el indicador y

clave personal del usuario.

2. Luego se activa la ventana con las herramientas del SISTEMA INTEGRADO DE

INGENERIA Y PROYECTOS, haciendo click en la herramienta SICOST (Sistema

Integral de Costos), se habilita la ventana que muestra diferentes ramas de

estimación. La de interés es “Servicio para Perforación y Obras”.

3. A continuación se habilita la ventana que permite abrir un estimado existente ó

crear un estimado nuevo.

97

4. Para crear el estimado se debe seleccionar de una lista de proyectos macros, el sitio

donde se estará ubicando el estimado respectivo.

5. Luego se abre la ventana donde se suministran los datos del estimado como: título,

tipo de servicio, tipo de contrato, tiempo de ejecución, estimador, clave del

estimador; adicionalmente se crea la estructura del contrato.

6. Al aceptar los datos suministrados, se despliega el ambiente para crear las partidas

con sus respectivos análisis de precios unitarios.

7. Finalmente creado el estimado, para abrirlo se repiten los pasos del 1 al 3

seleccionando el tilde de “abrir estimado existente”

tesis diseño sistema de distribución

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