9 Summary and outlook
9.2 Managerial implications
2.1.- MARCO TEÓRICO
2.1.1.- Descripción de Redes de Distribución de Energía Eléctrica en el Perú
Basado en el libro de: Regulación y supervisión del sector eléctrico, de Alfredo Dammert L. Lira, Raul García C. y Fiorella Molinelli A.; la red de distribución, es el medio a través del cual se transmite la electricidad al usuario final, partiendo de una barra del sistema de transmisión. Las redes de distribución, que pueden ser aéreas o subterráneas, están compuestas por segmentos que operan en
distintos voltajes. Se distingue los siguientes segmentos:
Redes de media tensión. Emplean voltajes comprendidos entre 1 Kv y 33 Kv, y se utilizan tanto para llegar a instalaciones industriales de alto consumo de electricidad como para la distribución de energía en una ciudad.
Redes de baja tensión. Emplean voltajes menores a 1 Kv, usualmente en el Perú de 380 / 220 voltios Y 440 / 220 voltios, para consumo residencial e industrial. Se emplean para abastecer de electricidad a los usuarios desde un punto cercano de la red de media tensión
Las redes de diferentes niveles de tensión requieren transformadores para interconectarlas. Respecto de la configuración y tecnología de las redes, estas se clasifican según el autor José Trasancos en:
Sistemas radiales, las cuales están constituidas por líneas de derivación abiertas.
Sistemas en anillo, está constituida por una línea cerrada(varias fuentes) Sistemas enmallados: está constituida por redes cerradas unidas
eléctricamente.
Adicionalmente, un sistema de distribución posee equipos de protección y seccionamiento que reducen tanto el número como la duración de las interrupciones de suministro [Regulación y supervisión del sector eléctrico.
En el Perú, a la red de media tensión, se le conoce como red de distribución primaría y a la red de baja tensión se le conoce como red de distribución secundaría; siendo ambas redes de tipo aéreo y subterráneo.
De acuerdo a Sanz y Toledano, las redes aéreas, presentan ventajas importantes sobre las redes subterráneas; debido a que los gastos de instalación e infraestructura son inferiores que las redes subterráneas; pero, teniendo la desventaja del peligro potencial que representan al poder quedarse electrocutado cualquier persona o animal, si tocan los conductores al ser desnudos y estar instalados al aire.
Para efectos de la presente tesis, la red de distribución primaria incluirá: a la línea primaria(es la que transporta la energía saliente de la subestación de reducción a las redes primarias), la red primaria propiamente dicha, a los transformadores de distribución aérea, la red de distribución secundaria la cual incluirá al alumbrado público y las acometidas domiciliarias.
a) Red de Distribución Aérea [41]
De acuerdo a Sanz y Toledano, las redes de distribución aéreas, son aquellas en la que los conductores van instalados por encima del suelo. Teniendo que mantener los conductores a distancias de seguridad. Las cuales en el Perú, se especifican, en la sección 23 del código nacional de electricidad suministro. Pudiendo ser los apoyos (postes) de: madera, concreto armado centrifugado y metálicas. Sobre estos apoyos se disponen otros soportes en posición horizontal a los anteriores, llamados crucetas, donde se montaran los herrajes y aisladores; que serán los encargados de sostener a dichos conductores.
Los elementos que transportan la energía son los conductores. Pudiendo ser desnudos o aislados, en función del lugar por donde vayan a discurrir y del tipo de instalación, estando los conductores soportados por apoyos; que pueden estar compuestos de distintos tipos de materiales, tales como: madera, concreto armado centrifugado, etc.
En el Perú el elemento de transformación de energía es de tipo aéreo y convencional principalmente.
Este tipo de red está presente en todas y cada una de las provincias del Perú, constituyendo, la forma de transporte de energía al usuario final más extensa del país.
b) Red de Distribución Subterránea
De acuerdo a Sanz y Toledano, son aquellas en la que los conductores van instalados por debajo del suelo; Este tipo de montaje evita el gran peligro que presentan las líneas aéreas, pero su costo es muy elevado.
Los conductores que transportan la energía, son necesariamente aislados y varían de acuerdo a las especificaciones del proyecto.
El elemento de trasformación presentes en este tipo de red, varía en toda la gama existente de tipos de transformadores, desde aéreos hasta subterráneos. Este tipo de red, constituye la forma más segura de transporte de energía al usuario final, sin embargo su presencia se limita en gran parte principalmente a la ciudad de Lima metropolitana y a urbes importantes del país.
2.1.2.- Actividades de Redes de Distribución de Energía Eléctrica
Las actividades que comprenden las redes de distribución, están divididas en tres fases:
Fase I, de estudio y diseño y gestión de servidumbre.
Fase II, de etapas de Construcción de nuevas redes de distribución y retiro de antiguas, y
Fase III, de operación y mantenimiento.
Cabe mencionar que para efectos de la presente tesis, profundizaremos en el tema de montaje y desmontaje electromecánico de redes de distribución. Debido a que estos temas nos permitirán conocer a fondo el tema de redes de distribución, y nos permitirá aplicar con mayor precisión los conocimientos de la SSO.
a) Fase I
Comprende la ingeniería de detalle de las redes de distribución, el replanteo topográfico de la línea para la ubicación de las estructuras, y la gestión y elaboración del expediente de la franja de servidumbre que es de según norma 5.5m a cada lado de la red primaria.
Nota: para efectos de la presente tesis consideraremos la línea primaria como red primaria indistintamente.
b) Fase II
Comprende las actividades de:
b.1) Suministro de materiales
Es el abastecimiento de diferentes elementos como son: ferreterías, aisladores, postes de concreto, conductores y/o equipos electromecánicos a utilizarse en el proyecto.
b.2) Trabajos preliminares
Comprende la construcción de almacenes, talleres temporales, servicios higiénicos, la movilización de equipos y maquinarias, el trasporte de conductores y postes a los almacenes.
b.3) Montaje electromecánico de redes de distribución
Contempla actividades tales como: corte y limpieza del terreno de servidumbre, manipulación y regado de postes y carretes de conductores, excavación de zanjas, izado de postes, montaje de accesorios y aisladores, montaje de subestaciones aéreas, conexiones domiciliarías, etc. Todas las actividades aquí comprendidas las detallaremos a profundidad, por ser una actividad de suma importancia para los fines de la presente tesis.
b.4) Desmontaje electromecánico de la red de distribución aérea antigua
Comprende el retiro de las redes obsoletas. Se detallara esta actividad a profundidad.
b.5) Pruebas y puesta en servicio
Después de que los trabajos de montaje de las redes primarias y redes secundarias se encuentren concluidos, se procede con las pruebas y ensayos, empleándose instrumentos y métodos de trabajo apropiados.
c) Fase III
Comprende la operación y mantenimiento de las nuevas redes de distribución aérea y que constituye la principal actividad de las empresas concesionarias del país.
2.1.2.1.- Montaje Electromecánico de Redes de Distribución Aéreas
a) Montaje Electromecánico de Red de Distribución Primaria Aérea
Basado en lo descrito en: la Norma DGE Especificaciones técnicas de montaje de líneas y redes primarias para electrificación rural.
a.1) Ubicación de Estructuras
Las estructuras se ubican conforme a los planos, replanteando en los lugares que fuese necesario de acuerdo a las condiciones reales del terreno.
Antes de proceder a la construcción de las redes primarias, es necesario obtener las correspondientes autorizaciones de todos los que pudieran ser afectados.
a.2) Excavación y Solado
Las excavaciones, se realizan con el máximo cuidado y utilizando los métodos y equipos más adecuados para cada tipo de terreno, con el fin de no alterar su cohesión natural, y reduciendo al mínimo el volumen del terreno afectado por la excavación, alrededor de la cimentación. Cuando se trate de terreno rocoso se hará uso de explosivos para realizar la excavación,
En terreno normal se preparara un solado de concreto de 10cm de espesor. Los hoyos de las excavaciones para las redes primarias, tendrán en promedio la profundidad de 1.5metros, y el diámetro de 0.8metros.
a.3) Instalación de Postes
En lugares con caminos de acceso, los postes se instalan mediante una grúa de por ejemplo 6 TN de capacitad y montada sobre la plataforma de un camión. En los lugares que no se cuentan con caminos de acceso para vehículos, los postes se izan mediante trípodes o cabrías.
a.4) Cimentación de Postes
Una vez izado el poste con la grúa se agregan piedras mayores de 20cm, y un poco de mezcla de concreto hasta plomar su verticalidad en direcciones perpendiculares, alineando la dirección de los agujeros según el tipo de armado del poste; una vez conforme, se rellena el agujero con el resto de mezcla de concreto y piedras medianas hasta dar el acabado final.
a.5) Instalación de Crucetas, Ménsulas, Medias Lozas y Palomillas.
La instalación de las crucetas y ménsulas se realizara después de izados los postes, guardando una perfecta perpendicularidad respecto al eje del poste. Para fijar las crucetas o ménsulas al poste, se emplearan; cuñas de madera, luego con mezcla fina hecha a base de cal y cemento se cubrirá toda la parte periférica del área de contacto del poste, hasta llenar el espacio vacío formado entre el poste y la cruceta o ménsula, a este proceso se llama comúnmente fraguado. Para el caso de las medias lozas y las palomillas la instalación se efectúa por lo general antes de izado el poste y luego se procede a fraguar de la misma manera que para las ménsulas. En lugares inaccesibles las ménsulas, serán izadas manualmente.
a.6) Instalación de Aisladores y Accesorios
Los aisladores de porcelana de suspensión y los de tipo PIN serán manipulados cuidadosamente durante el transporte, ensamblaje y montaje, antes se verificará que sus elementos no presenten defectos y que estén limpios. La instalación se realizará con el poste ya parado teniendo cuidado que durante el izaje del
aislador a su posición, no se produzcan golpes que lo puedan dañar. Los ajustes deberán ser hechos con llaves adecuadas.
a.7) Instalación de Retenidas y Anclajes
Después de instalado el poste y fraguada la base de cimentación, se procederá al montaje de los vientos de anclaje, para lo cual se abre en el suelo, agujeros de 0.8m. X 1.00m x 2.50m., de profundidad, colocando a continuación el bloque de concreto con su varilla ya instalada previamente, luego se rellena con material debidamente compactado con un pistón de concreto. Una cuadrilla formada por un operario y ayudante se encargaran de armar todas las retenidas o vientos, siendo estos de tres tipos: Simple, doble y en contrapunta,
a.8) Tendido de Conductores y puesta en flecha.
a.8.1) Carga y Descarga de Conductores.
Las bobinas de cables deberán ser cargadas y/o descargadas con el debido cuidado; utilizando grúas hidráulicas sobre camiones, la carga y descarga, se efectuara utilizando cadenas o cables de acero sujetados a un tubo de acero que se encuentra atravesando el agujero central de la bobina; teniéndose dos puntos de apoyo en la bobina para la cadena o cable de acero separados por una barra espaciadora. La carga y descarga se efectuara lentamente.
a.8.2) Transporte de Conductores.
Se deberá emplear camiones plataforma según la cantidad de bobinas a transportarse; acomodándolos de tal modo que vayan separados una distancia una de otra y en fila; cada bobina deberá llevar tacos de madera en ambos sentidos para evitar su deslizamiento. Además, deberán ser sujetados con cadenas o sogas por la parte central (su agujero) a la estructura del medio de transporte.
a.8.3) Tendido del Conductor de Aluminio
La secuencia de operaciones, después de la colocación y cimentación de postes, crucetas y ménsulas es la siguiente:
Se colocara sobre las crucetas, las cadenas de aisladores, colgando de estas unas poleas de aluminio, de diámetro 25 a 30 veces el diámetro del cable.
Tendido del cable conductor:
- Antes del tendido del conductor se colocaran protecciones provisionales de madera en cruces con carreteras, ferrocarriles, otras líneas, etc. De forma que los conductores queden, durante el tendido, por encima de las protecciones.
- El cable guía, sujeto a la máquina de tracción (en su defecto por trabajadores), arrastrara al conductor sobre las poleas. Cuando el conductor pase por todas las poleas, en el primer apoyo (poste, cruceta o ménsula) del tramo, se retirara la polea y se colocara la grapa de amarre.
El tensado del cable se efectuara después de 24 horas como mínimo de haber efectuado el tendido.
Por último se sacara las poleas de tendido y sujetara el conductor a los aisladores, mediante las grapas de anclaje.
a.8.4) Tendido del Conductor Autoportante
El montaje de cables incluye el jalado, fechado, sujeción e instalación de empalmes sobre sus estructuras de concreto que le sirven de soporte.
La instalación de los cables se efectuará de manera continua, desde una estructura de fin de línea, hasta otra contigua donde el cable sea seccionado; pudiendo ser una similar de derivación, de seccionamiento o subestación aérea biposte; debiéndose emplear para ello poleas de diámetro adecuado en cada estructura soporte que atraviesa durante el tendido. Además deberá utilizarse un equipo de jalado pudiendo ser un winche o camión de fuerza que impida que el cable toque el terreno o algún obstáculo que pueda deteriorarlo durante el tendido; para ello anteriormente se deberá haber pasado por las poleas una guía de acero o coordina de extremo a extremo del tramo a tender, amarrándolo al cable autoportante en uno de sus extremos para que pueda ser colocado sobre poleas con el jalado de la guía.
Los cables se tensaran después de un día y se efectuaran mecánicamente mediante cabrestante (tirfor) y máquina de freno (rana).
a.9) Instalación del Sistema de Puesta a Tierra
Se instalaran de acuerdo a los detalles constructivos que se indican en los planos, para lo cual se abre en el suelo agujeros de 0.8 m x 0.8m x 2.7m de profundidad; colocando a continuación la varilla Copperweld en el eje del hoyo y se rellena el mismo con capas sucesivas de tierra, carbón y sal; compactando con dos pistones de concreto. El conductor de cobre desnudo de 16mm2 de sección se conectara a la varilla a través de dos conectores de bronce de 5/8” de diámetro y arrollado helicoidalmente en la varilla.
Se pondrán a tierra, el conductor neutro y las partes metálicas de las estructuras (espigas, pernos, etc.) mediante el empleo conectores,
a.10) Instalación de Transformadores de Distribución
El montaje de los equipos y elementos de la subestación, se realizara verificándose antes de su instalación el perfecto funcionamiento de los mismos, y en el caso de los seccionadores Cut-Out el calibre del cartucho fusible. Cada seccionador fusible se instalara en la palomilla con su respectivo pararrayo, en la posición en que por acción de la gravedad apertura sus contactos, según los planos de detalle. La derivación de los conductores de la red primaria al transformador se hace mediante conectores del tipo grapas de doble vía.
El transformador se instalara utilizando un camión grúa, con el lado de alta tensión hacia la calzada, y se fijara a la plataforma sólidamente, mediante pernos. El conexionado del transformador al tablero se hizo con cable tipo NYY de 1 kV,
Los seccionadores-fusibles una vez instalados y conectados a las líneas de 22.9 kV y al transformador, deberán permanecer en la posición de "abierto" hasta que culminen las pruebas con tensión de la línea. El montaje del transformador será hará de tal manera que garantice que, aún bajo el efecto de temblores, éste no sufra desplazamientos.
a.11) Instalación del Tablero de Distribución.
Será fijado mediante abrazaderas, de las cuales ira provisto; las conexiones se realizarán, conforme al número de circuitos de servicio particular y alumbrado público, verificándose la correcta utilización de los aparatos de protección y maniobra.
a.12) Liquidación y Pruebas.
Al concluir los trabajos, se deberá realizar las pruebas que se detallan a continuación.
Inspección e Inventario General de las Redes.
Determinación de la Secuencia de Fases.
Prueba del Transformador.
Prueba del tablero.
Prueba de las puestas a tierra.
Prueba de aislamiento de línea.
Prueba con tensión.
b) Montaje Electromecánico de Red de Distribución Secundaría Aérea [38]
Basado en lo descrito en el proyecto red secundaria 380-220 V – San Miguel de Aco y la Norma DGE, Especificaciones técnicas de montaje de redes secundarias con conductor autoportante para electrificación rural.
b.1) Instalación de Postes
El Contratista, efectuará las excavaciones de los hoyos para la cimentación de los postes, de acuerdo a los planos y láminas de detalle y las condiciones del terreno; en terrenos arenosos o deleznables, se hará el hoyo de tal manera que permita una buena compactación al ser cimentado, debiendo contar el procedimiento con la aprobación del supervisor.
Los postes deberán cuidarse durante las maniobras de transporte e instalación, para que no se produzcan deformaciones o deterioro. En la cimentación del
poste se utilizará piedras mayores de 20 cm. y mezcla de concreto con una proporción de 1:2:4.
b.2) Instalación de Retenidas
Se procederá a instalar las retenidas, luego de haber instalado el poste, excavándose para ello; hoyos de las dimensiones necesarias para colocar el bloque de anclaje y la varilla respectiva, luego se cerrarán los mismos, compactándose el terreno en capas no mayores de 0.20 m y regándose. El apisonado se realizará varias veces, en uno o dos días, luego se procederá a instalar el cable y los otros elementos.
El cable cederá al ser templado, antes de fijar definitivamente las grapas se jalará el poste por el extremo opuesto a la retenida para templar por unas horas, haciéndose posteriormente el reajuste para fijar definitivamente las grapas. Se tendrá mucho cuidado de usar un guardacabo de diámetro apropiado para evitar la ruptura del cable de acero.
b.3) Instalación de Puesta a Tierra
Serán instaladas según el plano de detalles, el conductor de cobre de 16 mm² pasará por medio del poste para ser fijado con la varilla de cobre mediante el conector. Según lo establece el Código Nacional de Electricidad el valor de la resistencia de puesta a tierra no será superior a los 25 ohmios
b.4) Instalación de Portalíneas
Serán instalados según el plano de detalles y fijados el poste mediante perno maquinado y/o flejes de acero inoxidable no magnético, con sus respectivas hebillas.
b.5) Instalación de Ferretería
b.5.1) Conectores
La instalación de los conectores, se realizara pelando el conductor a empalmarse debidamente limpio, el cual se usará para cada línea y para cada sección, también se utilizará para las desviaciones de línea y cambio de sección.
b.5.2) Perno con Gancho
La instalación de los pernos con gancho, se realizara atravesando el agujero del poste ubicado a 0.30 m. de la punta del poste, debidamente asegurado con tuercas y arandela; sobre el cual se sujetará las grapas de suspensión o grapas de anclaje cónicas.
b.5.3) Grapa de Suspensión Angular.
La instalación de las grapas de suspensión, se realizara colocando un solo perno con gancho, debidamente asegurado con sus tuercas y arandelas en la posesión correcta, a la altitud del poste y siguiendo la dirección de la línea en el que se sujeta la grapa de suspensión sobre el cual irá colgado el cable portante o mensajero.
b.5.4) Grapa de Anclaje Cónica
La instalación de las grapas cónicas se realizara colocando un gancho de suspensión debidamente asegurado con sus tuercas y arandelas o también en gancho tipo tuerca, adecuándose está en posición perpendicular al eje de poste en la cual se sujetará el cable portante o mensajero.
b.6) Instalación de Conductores Autoportantes
Se tenderá colocando el portante sobre poleas o en la ranura de la parte superior de los aisladores (utilizados solo para el tendido); evitándose rozar el conductor por el suelo a fin de no dañar su aislamiento.
b.7) Instalación de Equipos de Alumbrado Público
Se utilizará un conductor flexible NLT de 2 x 2.5 mm2, desde la red hasta los