2.2.4.1 Características Eléctricas de las Líneas Primarias
a. Niveles de Tensión
S.E. de Huancavelica
El transformador de potencia de la S.E. de Huancavelica 10/22.9/13.2 kV tiene el neutro del lado de 22.9 kV. Rígidamente puesto en tierra, está disposición permite la implementación del sistema neutro corrido. Las líneas primarias del P. Sub S.E. Huancavelica Norte son:
Ø Sistema trifásico, tres conductores y neutro corrido y tensión nominal entre fases 22.9 kV.
Ø Sistema bifásico, dos conductores y neutro corrido y tensión nominal entre fases 22.9 kV.
Ø Sistema monofásico, un conductor y neutro corrido y tensión nominal entre fase y tierra 13.2 kV.
S.E. de Huancayoccasa
El transformador de potencias de la S.E. de Huancayoccasa de 33/13.2/7.62 kV tiene el neutro del lado de 13.2 kV rígidamente puesto en tierra, está disposición permite la implementación del sistema neutro corrido. Las líneas primarias del P. Sub S.E. Colcabamba son:
Ø Sistema trifásico, tres conductores y neutro corrido y tensión nominal entre fases 13.2 kV.
Ø Sistema bifásico, dos conductores y neutro corrido y tensión nominal entre fases 13.2 kV.
Ø Sistema monofásico, un conductor y neutro corrido tensión nominal entre fase y tierra 7.62 kV.
S.E. de Rumichaca
El transformador de potencias de la S.E. de Rumichaca de 22/22.9/13.2 tiene el neutro del lado de 22.9 kV rígidamente puesto en tierra, está disposición permite la implementación del sistema neutro corrido. Las líneas primarias del P. Sub S.E. Lircay - Acobamba son:
Ø Sistema trifásico, tres conductores y neutro corrido y tensión nominal entre fases 22.9 kV.
Ø Sistema bifásico, dos conductores y neutro corrido y tensión nominal entre fases 22.9 kV.
Ø Sistema monofásico, un conductor y neutro corrido y tensión nominal entre fase y tierra 13.2 kV.
SE Tablachaca
El transformador de potencias de la S.E. Tablachaca de 33/22.9/13.2 tiene el neutro del lado de 22.9 kV. Rígidamente puesto en tierra, está disposición permite la implementación del sistema neutro corrido. Las líneas primarias del P. Sub S.E. Tablachaca son:
Ø Sistema trifásico, tres conductores y neutro corrido y tensión nominal entre fases 22.9 kV.
Ø Sistema bifásico, dos conductores y neutro corrido y tensión nominal entre fases 22.9 kV.
Ø Sistema monofásico, un conductor y neutro corrido y tensión nominal entre fase y tierra 13.2 kV.
b. Nivel de Aislamiento
Proyecto P. Sub S.E. Huancavelica Norte
Las líneas primarias y subestaciones de distribución están ubicadas entre los 3400 y 3950 m.s.n.m., por ello se aplica el factor de corrección que toma en cuenta la pérdida de capacidad dieléctrica del aislamiento externo.
El nivel de aislamiento mínimo de los equipos eléctricos, tomando en cuenta el factor de corrección indicado, está dado por los siguientes valores:
Ø Tensión nominal del sistema : 22.9 kV
Ø Tensión máxima de servicio del sistema : 25 kV
Ø Tensión de sostenimiento de impulso 1,2/50 : 125 kV
Ø Tensión de sostenimiento a 60 Hz : 50 kV
Proyecto P. Sub S.E. Colcabamba
Las líneas primarias y subestaciones de distribución están ubicadas entre los 2500 y 4000 m.s.n.m, por ello se aplica el factor de corrección que toma en cuenta la pérdida de capacidad dieléctrica del aislamiento externo.
El nivel de aislamiento mínimo de los equipos eléctricos, tomando en cuenta el factor de corrección indicado, está dado por los siguientes valores:
Ø Tensión nominal del sistema : 13.2/7.62 kV
Ø Tensión máxima de servicio del sistema : 14.5/8.5 kV
Ø Clase de Aislamiento : 110 kV
Ø Tensión no Disruptiva : 34 kV
Proyecto P. Sub S.E. Lircay - Acobamba
Las líneas primarias y subestaciones de distribución están ubicadas entre los 3200 y 4000 m.s.n.m., por ello se aplica el factor de corrección que toma en cuenta la pérdida de capacidad dieléctrica del aislamiento externo.
El nivel de aislamiento mínimo de los equipos eléctricos, tomando en cuenta el factor de corrección indicado, está dado por los siguientes valores:
Ø Tensión nominal del sistema : 22.9 kV
Ø Tensión máxima de servicio del sistema : 25 kV
Ø Tensión de sostenimiento de impulso 1,2/50 : 125 kV
Ø Tensión de sostenimiento a 60 Hz : 50 kV
Proyecto P.Sub S.E. Tablachaca
Las líneas primarias y subestaciones de distribución están ubicadas entre los 2600 y 3900 m.s.n.m., por ello se aplica el factor de corrección que toma en cuenta la pérdida de capacidad dieléctrica del aislamiento externo.
El nivel de aislamiento mínimo de los equipos eléctricos, tomando en cuenta el factor de corrección indicado, está dado por los siguientes valores:
Ø Tensión nominal del sistema : 22.9 kV
Ø Tensión máxima de servicio del sistema : 25 kV
Ø Tensión de sostenimiento de impulso 1,2/50 : 125 kV
Ø Tensión de sostenimiento a 60 Hz : 50 kV
c. Niveles de Cortocircuito
Todo el equipamiento instalado es capaz de soportar los efectos térmicos y mecánicos de las corrientes de cortocircuito equivalentes a 250 MVA, por un tiempo de 0,2 s; por está razón la sección mínima de los conductores de aleación de aluminio son de 25 mm2.
2.2.4.2 Características del Equipamiento
a. Postes y Crucetas
Los postes instalados cumplen con las prescripciones de las siguientes normas: ANSI 05.1 - 1992, ITINTEC Términos técnicos de Características de los postes - Requisitos generales, propiedades físico-mecánicos. Ensayo de rotura. Postes de Eucalipto (defectos tolerados, permitidos y prohibidos). Penetración y retención
de los preservadores en la madera. Comprobación del valor tóxico y permanencia del preservante. Preservación de madera - métodos a presión
Los postes están instalados para zonas con las siguientes condiciones ambientales:
Ø Altitud sobre el nivel del mar : hasta 4000 m
Ø Humedad relativa : 50 a 95 %
Ø Temperatura ambiente : -15° C a 30° C
Ø Precipitación pluvial : de modera intensidad
Los postes de madera instalados son de especies forestales cuyas características mecánicas de esfuerzo máximo de flexión son iguales o superiores a los del grupo "E" y las Cargas de Rotura requerida por la Clase, según las normas peruana ITINTEC.
En la preparación de los postes se cumplieron con la norma ANSI 051, sección 5.1.1, 5.12 del 7.1 al 7.5 y con la norma ITINTEC 251.022, sección 7.1 al 7.6 y 7.8.
Los postes no son más cortos que 5 cm, ni más largos que 10 cm, respecto a la longitud nominal. La circunferencia en las especies sustentadas con la Norma ANSI 05.1 - 1992 TABLAS 3 AL 9, tienen una tolerancia de un 2% medidos a 1,8 m de la base; las que se sustentan con la norma ITINTEC 251.022. Asimismo cumplen con la sección 4.6 de la norma ITINTEC 251.022 para todos los casos. Los postes han sido preservados de acuerdo con la norma ITINTEC 251.035 y AWPA.
Las crucetas de tornillo instaladas están en concordancia con la Normas Nacionales que se indican a continuación ó equivalentes: ITINTEC 251.005 (Crucetas de Madera), ITINTEC 251.035 (Composición química de los preservadores de madera) y ITINTEC 251.060 (Preservadores Cobre-Cromo-Arsénico (CCA), clasificación y requisitos).
Han sido tratados con el preservante compuesto de sales CCA-tipo C - Factor Oxido 70% y una concentración de 5%.
Las características mecánicas de la madera tipo tornillo son:
Ø Densidad : 0,44 g/cm2
Ø Módulo de elasticidad : 990 kN/cm2
Ø Compresión paralela máxima : 4,11 kN/cm2
Ø Compresión perpendicular máximo : 0,33 kN/cm2
Ø Dureza Extrema : 2,64 kN/cm2
Ø Dureza de lados : 2,50 kN/cm2
b. Conductor
Los conductores utilizados son de aleación de aluminio, como resultado los de análisis comparativos Técnico – Económico.
La sección mínima del conductor fue definida tomando en cuenta los siguientes aspectos:
Ø Corrientes de cortocircuito.
Ø Esfuerzos mecánicos.
Ø Capacidad de corrientes en régimen normal.
Ø Caída de tensión.
Los dos primeros factores han sido determinantes para la definición de la mínima sección de 16 mm2 como la mínima.
El conductor de aleación de aluminio, cumple con las prescripciones de las siguientes normas: ASTM B398, ASTM B 399, IEC 1089 y IEC 104.
El conductor de aleación de aluminio está instalado para zonas con las siguientes condiciones ambientales:
Ø Altitud sobre el nivel de mar : hasta 4000 m
Ø Humedad relativa : entre 50 y 95%
Ø Temperatura ambiente : 0° C y 30° C
Ø Contaminación ambiental : de escasa, a media
El conductor de aleación de aluminio está fabricado de alambrón de aleación de aluminio - magnesio - silicio. Está compuesto de alambres cableados concéntricamente y de único alambre central. Los alambres de la capa exterior
son cableados a la mano derecha. Las capas interiores son cableadas en sentido contrario entre sí.
Los conductores tienen las siguientes características:
TABLA 7. CARACTERÍSTICAS DE LOS CONDUCTORES
Sección nominal (mm2) 16 25
Sección real (mm2) 16 24,2
N° de alambres 7 7
Diámetro de los alambres (mm) 1.71 2,15
Masa del conductor (kg/m) 0,043 0,069
Carga mínima de rotura (kN) 4,14 7,40
Módulo de elasticidad final (kN/mm2) 57,00 60,82
Coeficiente de dilatación térmica (1/°C) 23x10-6 23x10-6 Resistencia eléctrica máxima en c.c. a 20° (ohm/km) 2,15 1,370
c. Aisladores
Los aisladores instalados están de acuerdo con los análisis de coordinación de aislamiento y sobre la base de las normas de la DEP/MEM, aisladores de porcelana o aisladores poliméricos de los tipos Pin y Suspensión.
Los aisladores tipo pin, materia de la presente especificación cumplen con las prescripciones de las siguientes normas: ANSI C.29.1 y ANSI C.29.6.
Los aisladores se encuentran instalados en zonas con las siguientes condiciones ambientales:
Ø Altitud sobre el nivel de mar : hasta 4000 m
Ø Humedad relativa : entre 50 y 95%
Ø Temperatura ambiente : -15° C y 30° C
Ø Contaminación ambiental : de escasa, a media
El sistema eléctrico en el cual operarán los aisladores tipo PIN, tiene las siguientes características:
Ø Tensión de servicio de la red : 22,9 kV
Ø Tensión máxima de servicio : 25 kV
Ø Frecuencia de la red : 60 Hz
Ø Naturaleza del neutro : efectivamente puesto a tierra
Ø Tiempo máximo de eliminación de la falla: 0,5 s
Características Técnicas
Los aisladores tipo PIN de porcelana, de superficie exterior vidriada tienen las siguientes características:
TABLA 8. CARACTERÍSTICAS DE LOS AISLADORES
Clase ANSI 56-2 56-3 56-4
Material dieléctrico Porcelana
Dimensiones
- Diámetro (mm) 229 266 304
- Altura (mm) 165 190 241
- Diámetro de agujero para acoplamiento (mm) - Longitud de línea de fuga (mm)
35 432 35 533 35 685 Características mecánicas - Resistencia en voladizo (kN) 13 13 13 Características eléctricas
- Tensión disruptiva a baja frecuencia
• En seco (kV)
• Bajo lluvia (kV)
- Tensión disruptiva crítica al impulso
• Positiva (kV) • Negativa (kV) - Tensión de perforación (kV) 110 70 175 225 145 125 80 200 265 165 140 95 225 310 185 Características de radiointerferencia
- Prueba de tensión eficaz (rms) a tierra (kV) - Tensión máxima de radiointerferencia a 1000 kHz en aislador tratado con barniz semiconductor (uV)
22 100 30 200 30 200
Los aisladores de suspensión cumplen con las prescripciones de las siguientes normas: ANSI C.29.1, ANSI C.29.2 y ASTM A 153.
Los aisladores de suspensión son de porcelana de superficie exterior vidriada. Tienen las siguientes características:
Ø Clase ANSI : 52-3
Ø Material dieléctrico : porcelana
Ø Material metálico : hierro maleable o acero forjado
Ø Material del pasador : Bronce fosforoso o acero inoxidable
Ø Conexión : bola-casquillo (ball-socket)
Ø Dimensiones
Diámetro máximo : 273 mm
Longitud de línea de fuga : 292 mm Tipo de acoplamiento : ANSI tipo B - Características mecánicas:
Resistencia electromecánica combinada : 67 kN Resistencia mecánica al impacto : 55 N.m Resistencia a una Carga continua : 44 kN - Características eléctricas:
Tensión disruptiva a baja Frecuencia:
En seco : 80 kV
Bajo lluvia : 50 kVp
Tensión disruptiva crítica al impulso
Positiva : 125 kVp
Negativa : 130 kVp
Tensión de perforación : 110 kV
- Características de radio Interferencia:
Tensión eficaz (rms) de prueba a tierra, en baja frecuencia: 10 kV - Máxima tensión de Radiointerferencia : 50 uV
d. Retenidas y Anclajes
Las retenidas y anclajes se instalaron en las estructuras de ángulo, terminal y retención con la finalidad de compensar las cargas mecánicas que las estructuras no puedan soportar por sí solas.
Las retenidas y anclajes están compuestas por los siguientes elementos:
Ø Cable de acero grado SIEMENS MARTIN de 10 mm de diámetro.
Ø Varillas de anclaje con ojal-guardacabo.
Ø Mordazas preformadas.
Ø Perno con ojal-guardacabo para fijación al poste.
Ø Bloque de concreto armado.
El cable de acero, materia de la presente especificación, cumple con las prescripciones de la siguiente norma: ASTM A 475 y ASTM A 90.
El cable para las retenidas será de acero galvanizado de grado SIEMENS-MARTIN tiene las siguientes características:
Ø Diámetro nominal : 10 mm
Ø Número de alambres : 7
Ø Sentido del cableado : izquierdo
Ø Diámetro de cada alambre : 3,05 mm
Ø Carga rotura mínima : 30,92 kN
Ø Masa : 0,40 kg/m
El galvanizado aplicado a cada alambre corresponde a la clase B según Norma ASTM A 90, es decir a un recubrimiento de 520 gr/m2.
e. Puesta a Tierra
Las puestas a tierra están conformadas por los siguientes elementos:
Ø Electrodo de acero recubierto de cobre.
Ø Conductor de cobre recocido para la bajada a tierra.
Ø Accesorios de conexión y fijación.
En las estructuras de líneas trifásicas y monofásicas se utilizaron un solo electrodo, mientras que en las subestaciones de distribución, el número de electrodos es necesario para obtener los valores de resistencia de puesta a tierra requeridos.
Los materiales de puesta a tierra cumplen con las prescripciones de las siguientes normas: ITINTEC 370.042, UNE 21-056, ABNT NRT 13571 y ANSI CI35.14.
Los conductores de cobre desnudo, cableado y recocido, de las siguientes características:
Ø Sección nominal : 16 mm2
Ø N° de alambres : 7
Ø Diámetro exterior del conductor : 5,10 mm
Ø Masa del conductor : 0,143 kg/m
f. Material de Ferretería
Todos los elementos de hierro y acero, tales como pernos, abrazaderas y accesorios de aisladores, son galvanizados en caliente a fin de protegerlos contra la corrosión. Las características mecánicas de estos elementos han sido definidas sobre la base de las cargas a las que están sometidas. Cumplen las normas ANSI C 135.17, ANSI C 135.22 y ASTM A 15.3.
Los materiales de fabricación de las espigas son de hierro maleable o ductil, o acero forjado, de una sola pieza.
g. Transformadores de Distribución
Los transformadores de distribución, cumplen con las prescripciones de la siguiente norma: IEC 76.
Características de Transformadores Monofásicos
Los transformadores monofásicos son del tipo de inmersión en aceite y refrigeración natural, con arrollamientos de cobre y núcleo de hierro laminado en frío, apilados, para montaje exterior en poste.
Los transformadores para conectarse entre fase y neutro, tienen las siguientes características:
Ø Potencia nominal continua : Según metrado
Ø Frecuencia nominal : 60 Hz
Ø Altitud de trabajo : 4 000 msnm
Ø Tensión nominal primaria
Ø en vacío (fase-neutro) : 13 200 ± 2x2,5% V
Ø Tensión nominal secundario en vacío : 460 - 230 V
Ø Tensión de cortocircuito : 4%
Ø Nivel de aislamiento primario Extremo Interno
• Tensión de sostenimiento al
impulso 1,2/50 (kVp) 170 125
• Tensión de sostenimiento a la
frecuencia industrial (kV) 70 50
Ø Nivel de aislamiento secundario y neutros del primario y secundario
h. Seccionadores Fusible Tipo Expulsión
Los seccionadores fusibles tipo expulsión, cumple con las prescripciones de la norma ANSI C-37.42.
Los seccionadores fusibles se instalaron en una zona que presentan las siguientes condiciones ambientales:
Ø Altitud sobre el nivel de mar : hasta 400 m
Ø Humedad relativa : entre 50 y 95%
Ø Temperatura ambiente : -15° C y 30° C
Ø Contaminación ambiental : de escasa, a moderada
Características Eléctricas Principales
Ø Tensión de servicio de la red 22,9/13,2 kV
Ø Tensión máxima de servicio 22/14,5 kV
Ø Tensión nominal del equipo 27/38 kV
Ø Nivel de aislamiento
o Tensión de sostenimiento a la Onda de (BIL) 170 kVp o Tensión de sostenimiento a la frecuencia industrial 70 kV o Corriente nominal 100 A
i. Pararrayos
Los pararrayos cumplen con las prescripciones de las siguientes normas: IEC 99-1 y IEC 99-4.
Los pararrayos se instalaron para zonas con las siguientes condiciones ambientales:
Ø Altitud sobre el nivel de mar : hasta 4000 m
Ø Humedad relativa : entre 50 y 95%
Ø Temperatura ambiente : -15° C y 30° C
Condiciones de Operación
Ø Tipo de conexión Fase-tierra
Ø Tensión de servicio de la red 22,9 kV
Ø Tensión máxima de servicio 25 kV
Ø Frecuencia de la red 60 Hz
Ø Naturaleza del neutro efectivamente puesto a
tierra
Ø Nivel isoceraúnico de la zona del proyecto entre 15 y 60
Ø Equipo a proteger transformadores de
distribución
Características Eléctricas
Ø Tensión nominal del pararrayo 21 kV
Ø Máxima Tensión de Operación Continua (MCOV) 17 kV
Ø Corriente nominal de descarga con onda 8/20 ? s 10 kA
Ø Tensión residual máxima a la corriente nominal
de descarga (10 kA-8/20 ? s) 52,3kV