Proyecto de Electrificación e Iluminación vial de Country

FACULTAD DE INGENIERIA Departamento Ingeniera Elcrica

Proyecto Trabajo Final

Diciembre. 2012

PROYECTO DE ELECTRIFICACIN, ILUMINACIN VIAL E ILUMINACIN

DE SECTORES COMUNES DE COUNTRY

Autor Director Zoppi, Jos Ignacio Ing. Eduardo Nazarov

Carrera Co-directores Ingeniera Elctrica Ing. Guillermo Di Mauro

Ing. Ruben Ferreyra

Evaluadores:

Ing. Daniel Anaut Ing.Oscar Noguera Ing. Victor Romeo

Proyecto de Electrificacin, Iluminacin Vial e Iluminacin de Sectores Comunes de Country Zoppi, Jos Ignacio

Trabajo Final Ingeniera Elctrica 1

INDICE ndice ....................................................................................................1 MEMORIA DESCRIPTIVA ...................................................................6 1 Introduccin

1.1 Resumen 1.2 Objetivo

2 Posibles soluciones y solucin adoptada 2.1 Centros de transformacin

2.1.1 Ubicacin geogrfica de los transformadores 2.1.2 Tipo de centro de transformacin

2.2 Red de distribucin de media tensin 2.2.1 Forma de alimentacin 2.2.2 Disposicin de los circuitos 2.2.3 Tipo de cables

2.3 Red de distribucin de baja tensin 2.3.1 Tipo de alimentacin 2.3.2 Disposicin de los circuitos 2.3.3 Tipo de cables

3 Descripcin general 3.1 Descripcin del Country 3.2 Red de distribucin elctrica

3.2.1 Red de distribucin de baja tensin 3.2.1.1 Caractersticas de alimentacin a los usuarios 3.2.1.2 Esquema de conexin a tierra (ECT) 3.2.1.3 Previsin de cargas 3.2.1.4 Trazado de las lneas de distribucin 3.2.1.5 Terminales de conexin 3.2.1.6 Canalizaciones

3.2.1.6.1 Dimensiones 3.2.1.6.2 Cruces de calle 3.2.1.6.3 Proteccin de los conductores y distancia de separacin

3.2.1.7 Cajas de distribucin para alimentacin de los usuarios 3.2.1.8 Buzones (o gabinetes) 3.2.1.9 Protecciones

3.2.1.9.1 Ubicacin 3.2.1.10 Alumbrado Pblico

3.2.2 Red de distribucin de media tensin 3.2.2.1 Transformadores, nmero y potencia 3.2.2.2 Previsin de carga 3.2.2.3 Disposicin, trazado de lnea 3.2.2.4 Puesta a tierra 3.2.2.5 Materiales restantes a utilizar

MEMORIA DE CLCULO ....................................................................19



1 Red de distribucin elctrica 1.1 Red de distribucin de baja tensin

1.1.1 Nomenclatura adoptada 1.1.2 Criterio de diseo 1.1.3 Clculo de corrientes 1.1.4 Cada de tensin 1.1.5 Cortocircuito

1.1.5.1 Frmulas 1.1.5.2 Valores de cortocircuito

1.1.6 Proteccin y coordinacin 1.1.6.1 Proteccin contra sobrecarga 1.1.6.2 Proteccin contra cortocircuito 1.1.6.3 Coordinacin

1.2 Red de Alumbrado Pblico 1.2.1 Nomenclatura adoptada 1.2.2 Clculo de corrientes 1.2.3 Cada de tensin 1.2.4 Cortocircuito

1.2.4.1 Valores de cortocircuito 1.2.5 Proteccin y coordinacin

1.2.5.1 Proteccin contra sobrecarga 1.2.5.2 Proteccin contra cortocircuito 1.2.5.3 Coordinacin

1.2.6 Conexin a tierra de las columnas 1.2.6.1 Resistencia de puesta a tierra de Sistema de Alumbrado 1.2.6.2 Verificacin contra tensiones de contacto

1.3 Red de distribucin de media tensin 1.3.1 Clculo mecnico

1.3.1.1 Clculo mecnico de conductores 1.3.1.2 Clculo mecnico de soportes

1.3.1.2.1 Cargas actuantes 1.3.1.2.2 Tipos de soportes e hiptesis de clculo a aplicar 1.3.1.2.3 Momento resultante y esfuerzo en la cima 1.3.1.2.4 Eleccin y verificacin de soportes

1.3.1.2.4.1 Soportes vano 79 [m] (Tramo C) 1.3.1.2.4.2 Soportes vano 79.5 [m] (Tramo A) 1.3.1.2.4.3 Soportes vano 80 [m] (Tramo D) 1.3.1.2.4.4 Soportes vano 85 [m] (Tramo B)

1.3.1.3 Clculo de empotramiento de los postes 1.3.1.3.1 Caractersticas del terreno 1.3.1.3.2 Frmulas a emplear 1.3.1.3.3 Clculo y verificacin de empotramientos

1.3.1.3.3.1 Empotramientos vano 79 [m] (Tramo C)



1.3.1.3.3.2 Empotramientos vano 79.5 [m] (Tramo A) 1.3.1.3.3.3 Empotramientos vano 80 [m] (Tramo D) 1.3.1.3.3.4 Empotramientos vano 79 [m] (Tramo B)

1.3.2 Clculo elctrico 1.3.2.1 Clculo de corrientes de carga 1.3.2.2 Clculo de cada de tensin 1.3.2.3 Cortocircuito

1.3.2.3.1 Frmulas 1.3.2.3.2 Valores de cortocircuito 1.3.2.3.3 Proteccin 1.3.2.3.4 Coordinacin

1.3.2.4 Eleccin de descargadores 1.3.2.5 Puesta a tierra

EVALUACIN LUMINOTCNICA ALUMBRADO PBLICO ...............84 1 Introduccin

1.1 Resumen 1.2 Objetivos

2 Caractersticas de la va 2.1 Dimensiones de la va de trnsito 2.2 Clasificacin de la va de acuerdo a la normativa 2.3 Parmetros cualitativos y cuantitativos del sistema de alumbrado

3 Fuente de luz a utilizar 4 Geometra de la instalacin

4.1 Altura de la luminaria 4.2 Disposicin de las luminarias en la va

5 Evaluacin luminotcnica 5.1 Calzada 6 m.

5.1.1 Resultados luminaria con lmpara vapor de sodio 5.1.2 Resultados luminaria LED

5.2 Calzada 5.5 m. 5.2.1 Resultados luminaria con lmpara vapor de sodio 5.2.2 Resultados luminaria LED

5.3 Calzada 4 m. 5.3.1 Resultados luminaria con lmpara vapor de sodio 5.3.2 Resultados luminaria LED

6 Anlisis global de resultados 7 Eleccin de alternativas para posterior anlisis econmico

7.1 Eleccin de alternativa luminaria LED 7.2 Eleccin de alternativa luminaria con lmpara de vapor de sodio 7.3 Alternativas elegidas para el estudio econmico

8 Estudio econmico 8.1 Eleccin del mtodo de anlisis 8.2 Mtodo de anlisis



8.2.1 Descripcin 8.3 Determinacin de parmetros intervinientes 8.4 Determinacin de inversin total IT

8.4.1 Inversin fija ST100 8.4.2 Inversin fija LED63 8.4.3 Comparacin inversiones fijas

8.5 Determinacin de costos 8.5.1 Costo de energa

8.5.1.1 Costo energa ST100 8.5.1.2 Costo energa LED63 8.5.1.3 Comparacin costos de energa

8.5.2 Costos de mantenimiento 8.5.2.1 Mantenimiento luminaria ST100 8.5.2.2 Mantenimiento luminaria LED63

8.6 Resultados econmicos 8.6.1 ST100 8.6.2 LED63 8.6.3 Grficas costos totales 8.6.4 Interpretacin de resultados y eleccin de alternativa

9 Instalacin elctrica de Alumbrado Pblico 10 Informe luminotcnico EVALUACIN LUMINOTCNICA CANCHA DE TENIS ......................113

1 Introduccin 2 Resumen 3 Objetivo 4 Generalidades

4.1 Dimensiones 4.2 Superficie 4.3 Requerimientos luminotcnicos

4.3.1 Iluminancia y uniformidades 4.3.2 Deslumbramiento 4.3.3 Fuente de luz

5 Eleccin de una alternativa 5.1 Fuente de luz 5.2 Alternativas y resultados

DATOS GARANTIZADOS ....................................................................121 IMPACTO AMBIENTAL DE PROYECTO .............................................135 PRESUPUESTO ..................................................................................138 CITAS BIBLIOGRFICAS ....................................................................144 ANEXOS ..............................................................................................146

Anexo A: Curvas coordinacin (Formato digital) Anexo B: Tablas de clculos Baja Tensin (Formato digital) Anexo C: Tablas de clculos Alumbrado Pblico (Formato digital)



Anexo D: Tablas de clculos Media Tensin (Formato digital) Anexo E: Catlogos (Formato digital) Anexo F: Informes luminotcnicos (Formato digital)



MEMORIA DESCRIPTIVA 1. Introduccin

1.1 Resumen Se presenta en esta seccin una descripcin general del Country La Victoria. Se tratar cada tema que concierne al diseo de la red elctrica de media y baja tensin, tomando en cada caso una decisin acompaada de una explicacin justificada. Una vez elegida la manera en que se realizar la distribucin de la energa, se detallarn los aspectos correspondientes con el fin de que el lector del presente Trabajo pueda tener un concepto claro y minucioso de la obra elctrica. La Memoria Descriptiva se encuentra dividida bsicamente en dos partes; descripcin de la red de baja tensin y descripcin de la red de media tensin. En lo que concierne al sistema de iluminacin vial, el mismo no ser tratado en esta seccin ya que existe un apartado independiente para ste. Muchas de las decisiones realizadas se encuentran relacionadas con la seccin Memoria de Clculo ya que la eleccin entre distintas alternativas depende en algunos casos de los resultados arrojados por las mismas. 1.2 Objetivo El objeto de esta seccin del proyecto es la realizacin del estudio y las valoraciones correspondientes para la construccin de la red de distribucin elctrica pblica de baja y media tensin para la electrificacin del Country La Victoria.

2. Posibles soluciones y solucin adoptada En este apartado se analizarn las posibles opciones para realizar el sistema de distribucin de energa del Country dando una explicacin fundamentada como justificacin de la eleccin entre una u otra. 2.1 Centros de transformacin 2.1.1 Ubicacin geogrfica de los transformadores Desde el punto de vista meramente tcnico, la ubicacin de los centros de transformacin se elegiran de acuerdo a la distribucin geogrfica de la demanda de potencia, ubicando los transformadores en baricentros de potencia (o de energa segn sea el criterio) previamente calculados. Sin embargo existen factores condicionantes propios de la obra en cuestin que no permite basarse en un anlisis exclusivamente elctrico para el establecimiento de los centros de transformacin. Por lo tanto, al determinar la ubicacin de los transformadores es necesario tener presente las caractersticas de la obra. Se resaltarn entonces algunos aspectos caractersticos del Country que sern determinantes al momento de analizar el emplazamiento de los centros de transformacin:

Las calles no sern pavimentadas y las veredas no estarn delimitadas fsicamente, siendo estas ltimas la continuacin (en sentido transversal) a la calzada.

No existen espacios comunes dentro del barrio tales como plazas, parques, etc.

Debido a las caractersticas de este tipo de barrio, el sistema de distribucin ser seguramente subterrneo por cuestiones meramente estticas y de impacto ambiental (este tema ser tratado en prximos apartados).

El terreno lindante al Country pertenece al propietario de dicho barrio, por lo que existe la posibilidad de colocar centros de transformacin en el permetro.

De acuerdo a lo desarrollado pueden obtenerse algunas conclusiones:



En caso de optar por centros de transformacin dentro del barrio los mismos deberan ser subterrneos. Esto obligara a realizar una obra civil no menor, ya que no se cuenta con una estructura de hormign como en el caso de una ciudad (vereda y calzada de hormign).

Las subestaciones subterrneas presentan algn que otro inconveniente como podra ser el difcil acceso a su interior, las inundaciones o la falta de ventilacin.

Emplazar los transformadores en el permetro del Country es una solucin posible aunque a su vez representa un inconveniente desde el punto de vista elctrico debido a las grandes distancias hasta los usuarios.

De lo expresado hasta aqu se determina que existe la posibilidad de instalar los transformadores dentro del barrio pero esto conlleva un costo elevado. Al mismo tiempo deberan realizarse convenios especficos con los propietarios en cuyos frentes de lote estn las subestaciones subterrneas ya que el emplazamiento de stas implica los pilares de entrada y salida de aire para el sistema de evacuacin de calor. Por otra parte, el emplazamiento de los transformadores en el permetro del barrio parece ser la opcin ms acorde desde el punto de vista econmico y burocrtico, a pesar de los inconvenientes ya citados. Se opta entonces, como primera tentativa, la opcin de los centros de transformacin en el permetro, dependiendo su eleccin definitiva de los resultados elctricos obtenidos una vez realizados los clculos. 2.1.2 Tipo de centro de transformacin La determinacin del tipo de centro de transformacin esta relacionada con el punto anteriormente tratado. Debido a que los transformadores se colocarn, al menos en un principio, en el permetro del barrio, puede optarse por cualquier tipo de subestacin, ya que como anteriormente se ha mencionado no existen restricciones en cuanto a la zona lindante al Country. La eleccin entre un centro de transformacin subterrneo, de superficie o areo est relacionado estrechamente con el tipo de red que se tenga en media tensin y por lo tanto este punto se determinar una vez elegido el sistema de alimentacin MT.

2.2 Red de distribucin de media tensin 2.2.1 Forma de alimentacin Para estudiar este punto es necesario primero realizar una introduccin que ilustre la ubicacin geogrfica del Country y sus posibles puntos de alimentacin elctrica. El Country La Victoria se encuentra en las afueras de la ciudad de Gral. Juan Madariaga a 6.5 kilmetros del centro de la misma. Dicho barrio se ubica a orillas de un camino rural, desde el que se accede al mismo. Junto a este camino pasa una lnea de 13.2 kV, la cual nace en una subestacin ubicada a 5.5 kilmetros del barrio y abastece a usuarios rurales. Si bien dicha lnea posiblemente pueda abastecer la demanda del Country, se optar por realizar una lnea independiente. Esto se debe a que:

La lnea rural, a pesar de no poseer demasiada carga, es extensa y por lo tanto es afectada en gran medida por las fallas (la mayora de carcter transitorio) que este tipo de lneas sufren. Adems posee un reconectador a principio de lnea, lo cual repercute en la calidad de servicio.



De acuerdo a la envergadura de la obra, se considera justificable la inversin de un tramo de lnea de 5.5 km a fin de aumentar la confiabilidad del servicio

Existe en la subestacin mencionada un transformador de 2.5MVA que, de acuerdo a su carga, se encuentra en condiciones de abastecer el Country

Es importante realizar una aclaracin en este punto. Si bien se menciona la construccin de una lnea independiente, no ser parte del proyecto el diseo de la misma. Solo se tomarn valores caractersticos de una lnea tipo de 13.2 kV para el clculo de cada de tensin. La parte de diseo que incumbe al proyecto en cuestin es la red que, tomando la energa desde la lnea previamente mencionada, se encarga de alimentar todos los centros de transformacin que tenga el Country. De acuerdo a lo mencionado en el punto anterior, la lnea de Media Tensin rodear (al menos en un principio) al barrio cerrado, pudiendo alimentar de esta manera los centros de transformacin. En la siguiente figura puede apreciarse de mejor manera lo antedicho:



Realizando una ampliacin sobre la zona de inters:

Como puede observarse de la figura, la lnea a disear estar compuesta por dos tramos radiales, cada uno de los cuales alimentar dos transformadores. Una opcin posible es unir mediante un tercer tramo los dos extremos de los ramales radiales, permitiendo de esta manera aumentar la confiabilidad de la red ante una falla, ya que los transformadores (en algunos casos de falla) podran ser alimentados desde un lado u otro. Para lograr este aumento de confiabilidad tambin sera necesario colocar elementos de maniobra en cada transformador a fin de seccionalizar la lnea y aislar el tramo en falla. Teniendo en cuenta los costos que implica el tercer tramo de lnea y los elementos de maniobra, y la probabilidad de falla de los tramos de lnea a construir (la probabilidad es muy baja debido a las pequeas distancias de la lnea) se opta por realizar dos ramales radiales tal como se ha ilustrado en la figura anterior. 2.2.2 Disposicin de los circuitos El tendido del cable de Media Tensin puede realizarse de forma area o subterrnea. Por un lado, los circuitos subterrneos son ms seguros que los areos ya que estos ltimos estn expuestos a los cambios medio ambientales y fenmenos atmosfricos. Sin embargo esta ventaja se ve disminuida debido al hecho que la lnea se alimentar desde una lnea area de 5.5 kilmetros de extensin. En otras palabras, el hecho de realizar la lnea de Media Tensin de forma subterrnea no repercutir de manera apreciable en la confiabilidad del servicio. Otra ventaja del tendido subterrneo es la mejora a nivel esttico. Esta ventaja podra ser determinante para la eleccin de una u otra opcin debido a la importancia que tiene en este tipo de obras la cuestin esttica. En este caso en particular, debido a que la lnea se encontrar en los alrededores del Country y no dentro de l, pasa a tener no demasiado valor o peso la cuestin esttica. La gran ventaja del tendido areo sobre el subterrneo es el costo inicial de la instalacin el cual es entre 5 y 8 veces menor que el cable subterrneo (esta relacin solo incluye el tendido y no las subestaciones). De acuerdo a las consideraciones analizadas anteriormente se optar por la construccin de la lnea area. Es apropiado en este punto, en el cual ya se ha definido la forma de tendido de la lnea area, definir el tipo de centro de transformacin tratado en el punto 2.1.2. Tal como se coment en dicho punto el tipo de centro de transformacin estar



estrechamente relacionado con la forma de tendido de la lnea de Media Tensin, por lo que recin en esta instancia se est en condiciones de elegir la opcin ms apropiada en cuanto al emplazamiento de los transformadores. La alternativa ms utilizada en estos casos, por ser la ms econmica, es emplazar los transformadores en plataformas areas. Lo antedicho no significa que los transformadores no puedan colocarse a nivel de superficie o de manera subterrnea, solo indica que es la forma ms econmica y por lo tanto la adoptada. 2.2.3 Tipo de cables Los conductores a utilizar sern de la marca Prysmian, del modelo Prysar Acar. El conductor est formado por alambres de aluminio 1350 cableados sobre alambres de aleacin de aluminio. La seccin del mismo ser de 35mm2. A continuacin se muestran las caractersticas principales del conductor:

Seccin [mm2]

Formacin Aluminio Nxmm

Formacin Al.

Aluminio Nxmm

Dimetro exterior

aprox[mm] Masa aprox.

[kg/km]

Carga de rotura

calculada [kg]

Resistencia a 20C. [ohm/km]

Corriente admisible

[A] 33.54 4x2.47 3x2.47 7.42 92.7 792 0.9112 158

2.3 Red de distribucin de Baja Tensin 2.3.1 Tipo de alimentacin La alimentacin a las viviendas puede realizarse haciendo entrada y salida en las diferentes cajas de distribucin urbanas o realizando empalmes derivacin (llamados en T) de la lnea principal. La opcin a elegir ser la de realizar entrada y salida en las cajas ya que la zanja por donde pasarn los cables ser la misma para uno que para dos circuitos y se ahorra la ejecucin del empalme. 2.3.2 Disposicin de los circuitos Al igual que en el caso de Media Tensin el tendido puede ser areo o subterrneo. En este caso sin embargo, la cuestin esttica es un factor determinante por lo que la opcin a elegir es el tendido subterrneo. 2.3.3 Tipo de cables Los posibles cables a usar podran ser de cobre o de aluminio. El cable utilizado ser de aluminio ya que para iguales parmetros elctricos resulta tres veces ms econmico que el cobre. En el caso del sistema de distribucin de baja tensin dichos conductores sern unipolares a fin de lograr una mejor manipulacin al momento de la instalacin de la red. Adems permite que ante la falla de uno de los conductores (una fase por ejemplo) no sea necesario el recambio de un conductor multipolar y solo se sustituya el conductor daado. La aislacin de los conductores ser PVC por lo que tendrn una temperatura de servicio de 70C y 160C en cortocircuito. En el caso de los conductores empleados para el sistema de alimentacin del alumbrado pblico, stos sern bipolares con igual aislacin que los anteriores.

3. Descripcin general En esta seccin se tratarn en detalle todos los elementos que formarn parte de la instalacin as como la manera en la que debern ir instalados basndose en las normativas vigentes en nuestro pas.



3.1 Descripcin del Country El Country La Victoria ocupa una superficie total de 33.35 hectreas, de las cuales 8.1 corresponden a una cancha de golf, 4.6 a la va pblica, 1.7 al Club House y las restantes 19 a las 168 parcelas. La superficie no es la misma para todas las parcelas como as tampoco su geometra. Esto puede apreciarse en los planos adjuntos al proyecto. Puntualmente respecto al tamao de las parcelas el rea de stas oscila entre 800 y 2000 m2, aunque la mayora ronda los 1200 m2.

3.2 Red de Distribucin Elctrica La distribucin elctrica se ejecutar mediante lneas de baja tensin. stas tendrn su origen en los centros de transformacin y a su vez stos ltimos estarn interconectados por una lnea de media tensin que rodea el predio. Al disear la red de baja y media tensin se tendrn en cuenta diversos factores, pero el fundamental y condicionante para el proyecto ser el establecido por el Organismo de Control de Energa Elctrica de la Provincia de Buenos Aires (OCEBA) en lo que se refiere a calidad de producto tcnico. Es decir, la red de distribucin elctrica deber ser diseada de forma tal que la totalidad de los usuarios posean un suministro de energa cuyo perfil de tensiones se encuentre dentro de un rango determinado por dicho organismo. El OCEBA establece que un usuario de baja tensin debe ser alimentado con un valor de tensin del 8% respecto al valor nominal.

3.2.1 Red de Distribucin de Baja Tensin El objetivo de la red de baja tensin es la de alimentar, desde los centros de alimentacin establecidos, a las viviendas y al alumbrado pblico del barrio. El diseo de la instalacin de baja tensin, al igual que la de media tensin, se realizar de acuerdo a lo exigido por las normas vigentes en nuestro pas. 3.2.1.1 Caractersticas de la alimentacin a usuarios Debido a las caractersticas del equipamiento elctrico que poseern los usuarios (bombas sumergibles para extraccin de agua, equipo de llenado y filtrado para piscinas, equipos de climatizacin, etc.) ser recomendable suministrar a los usuarios con alimentacin trifsica. Segn la Asociacin Electrotcnica Argentina, la empresa de distribucin es la que puede definir el valor de potencia a partir del cual un suministro debe ser trifsico. 3.2.1.2 Esquema de conexin a tierra (ECT) Los esquemas de conexin a tierra definen la clasificacin segn la conexin a tierra de las redes de alimentacin y de las masas elctricas de las instalaciones elctricas consumidoras. A los usuarios del Country se les exigir el esquema de conexin a tierra TT. 3.2.1.3 Previsin de cargas Para estimar la potencia de suministro se recurrir a informacin de mediciones realizadas en un barrio del desarrollo urbanstico Nordelta, el cual forma parte del partido de Tigre.



La medicin fue realizada durante el mes de mayor demanda, y el registro de mayor potencia demandada durante dicho perodo es el que se muestra en la siguiente tabla:

Tipo Cantidad de viviendas

Potencia simultnea en

punta [kW] Potencia

simultnea individual [kW]

Viviendas Tipo Casa 612 1712 2.8

Considerando un factor de potencia de 0.85 se tiene que la potencia aparente simultnea individual es de 3.29 [kVA]. Con el fin de adoptar un criterio ms conservador, se tomar un factor de seguridad de 1.2, es decir que la potencia finalmente adoptada por vivienda ser: Potencia simultnea por

vivienda[kVA] Factor de seguridad Potencia adoptada por

vivienda [kVA] 3.29 1.2 3.95

Es necesario realizar una aclaracin en este punto. El hecho de utilizar un dato de medicin para estimar la potencia por vivienda implica que no se utilicen factores de simultaneidad al momento del dimensionamiento y clculo elctrico de los circuitos. Por tal motivo el factor de simultaneidad entre viviendas ser igual a uno. Con respecto al Tipo de suministro, se proveer a cada usuario con suministro trifsico por las razones citadas anteriormente en el punto 3.2.1.1. No obstante en caso que el usuario solicite suministro monofsico podr abastecrselo con el mismo. A efectos de clculo, y tal como ser tratado en apartados futuros, se supone alimentacin trifsica para la totalidad de los usuarios. 3.2.1.4 Trazado de las lneas de distribucin Para la dotacin del suministro elctrico a las diferentes parcelas, partirn lneas de baja tensin desde los transformadores hacia gabinetes (o buzones) desde los cuales partirn a su vez circuitos secundarios que finalmente sern los que alimenten cada vivienda. El trazado se ejecutar por terrenos de dominio pblico, a orillas de la calzada, realizando a su vez la mnima cantidad de cruces de calzada, ya que esto dificulta las tareas de cateo y aumenta la posibilidad de dao en caso de excavacin. 3.2.1.5 Terminales de conexin Como se nombr en el punto 2.3.1, el sistema de alimentacin ser de entrada y salida en cada caja de distribucin. Dichas cajas cuentan con un juego de barras de cobre electroltico para el conexionado de las entradas y salidas. Por lo tanto se utilizarn terminales bimetlicos de la marca Fusse, los cuales estn diseados para unir conductores de aluminio con barras de cobre. 3.2.1.6 Canalizaciones Las determinaciones respecto a las zanjas, han sido tomadas de la Especificacin Tcnica 1011 de la Empresa Provincial de Energa de Crdoba. 3.2.1.6.1 Dimensiones La zanja tendr un ancho de 400mm y una profundidad de 880mm. En el fondo de la misma se colocar una capa de tierra seleccionada cuyo espesor ser de 50mm.



En la siguiente figura se muestran las dimensiones de la canalizacin:

La distancia h depender del dimetro del conductor, pero en todos los casos ser mayor a la profundidad mnima de enterrado exigida en la provincia de Buenos Aires de 800mm. En las curvas se tomar un radio mnimo de 20 veces el dimetro del cable. 3.2.1.6.2 Cruces de calle En los cruces de calles los cables se colocarn en el interior de caos de PVC rgido (espesor 3.2mm). El dimetro interior de los mismos ser de 100mm. Por cada cruce se instalar un cao de reserva, dejando en el interior de estos alambres galvanizados de 4mm de dimetro que sobresaldrn un metro en ambos extremos. Los caos se taponarn con poliuretano expandido de tal manera que se asegure su estanqueidad. Dichos caos estarn enterrados a una profundidad de 1300 mm medido desde la base inferior y separados entre si 70mm, segn se indica en la siguiente figura:

3.2.1.6.3 Proteccin de los conductores y distancia de separacin Sobre el cable se colocar una capa de arena de 100mm y sobre dicha capa se dispondrn ladrillos en forma longitudinal (la disposicin de los ladrillos indica que se trata de un conductor de BT). Los cables que se coloquen en la misma zanja estarn separados por una distancia igual al dimetro de los mismos. 3.2.1.7 Cajas de distribucin para alimentacin de usuarios Tal como se ha expresado en el punto 2.3.1, el sistema de alimentacin ser el de entrada y salida en cada caja de distribucin, cada una de las cuales alimentar dos viviendas. Las cajas a utilizar sern de material sinttico equipadas con 3 bases portafusibles NH T00, barra de distribucin y de neutro en cobre electroltico estaado. Las mismas irn embutidas en los mismos pilares donde irn montados los medidores.



Se emplearn cajas de la marca Contextube, cuyas caractersticas tcnicas se adjuntan en el Anexo E. En la siguiente figura se muestra el esquema de la caja:

3.2.1.8 Gabinetes (o buzones) Como se ha enunciado en el punto 3.2.1.4, los circuitos de alimentacin de las viviendas parten desde gabinetes, los cuales a su vez son alimentados desde los transformadores. Se utilizarn gabinetes de la marca Pfisterer, modelo KVS 162 con cuatro bases portafusibles tripolares y un seccionador bajo carga. Si bien algunos de los gabinetes no utilizarn las 4 salidas (sino 3), con el fin de normalizar a un solo tipo se colocarn en todos los casos dicho modelo.



Se muestra a continuacin el esquema del gabinete:

Estos gabinetes se instalarn en la verdeda contra la lnea municipal e irn enterrados hasta el pedestal segn se aprecia en la figura. Los datos tcnicos sobre dichos gabinetes se encuentran adjuntos en el Anexo E. 3.2.1.9 Protecciones Los fusibles a instalar dependern de la carga que circule por los circuitos y del conductor que deba proteger contra sobrecarga y contra cortocircuito. Cada caja de distribucin debe alimentar dos usuarios, por lo que los fusibles a colocar en stas deben soportar al menos una carga de 7.9kW. Los fusibles que protegen los circuitos secundarios y primarios sern elegidos ms adelante en la seccin de clculos. Su eleccin depender de la carga circulante por el circuito a proteger, de los valores de cortocircuito y de la coordinacin entre los distintos elementos de proteccin aguas arriba y aguas abajo. Los fusibles sern de la marca Reproel, tipo NH gL-gG, tamao 00 y 1 en los casos que sea necesario. 3.2.1.9.1 Ubicacin Los elementos de proteccin estarn ubicados de la siguiente manera:

Los fusibles que protegen el circuito desde el cual se alimenta a dos usuarios estarn ubicados en las cajas de distribucin

Los fusibles que protegen los circuitos secundarios se encontrarn en los gabinetes.

Los fusibles que protegen los circuitos primarios se encontrarn junto al transformador (el cual estar emplazado sobre plataforma area). Por lo tanto



dichos fusibles se alojarn en seccionadores unipolares portafusibles NH para lneas areas de baja tensin. Los mismos sern de la marca Pfisterer. Se muestra en la siguiente imagen el diagrama del seccionador portafusible:

Los datos tcnicos de dicho seccionador se encuentran adjuntos en el Anexo E.

3.2.1.10 Alumbrado Pblico El Alumbrado Pblico ser alimentado desde los distintos centros de transformacin. Los gabinetes desde los cuales se alimentarn los circuitos de alumbrado pblico sern de polister y estarn sujetos a los postes sobre los que se asienta la plataforma de los transformadores. Estos gabinetes pertenecen a la marca Schneider Electric y el modelo a emplear es el PLM75-M. Los circuitos sern en todos los casos monofsicos, utilizando para los mismos un conductor bipolar de 6 mm2 en aluminio. Se disearn de forma tal que representen una carga trifsica equilibrada para los centros de transformacin. En otras palabras, se repartir la carga de alumbrado en las tres fases de la forma ms equilibrada posible.

3.2.2 Red de distribucin de Media Tensin El objeto de la instalacin de Media Tensin es el de alimentar los diversos centros de transformacin establecidos para garantizar la conexin a la red pblica de la compaa suministradora de energa elctrica. El diseo de la instalacin de Media Tensin, se realizar de acuerdo a lo exigido por las normas vigentes en nuestro pas. 3.2.2.1 Transformadores, nmero y potencia Los transformadores estarn emplazados sobre plataformas areas en el permetro del Country. La eleccin de la potencia se realiz teniendo en cuenta que el transformador sea capaz de suministrar la demanda de potencia en punta. A fin de poder identificarlos en los planos anexados, han sido denominados con la letra T seguida de un nmero. En la siguiente tabla se muestra la denominacin de cada transformador y la potencia de cada uno.

Denominacin Potencia[kVA] Carga[%] T1 250 81 T2 250 82 T3 200 80 T4 315 88



La tercera columna de la tabla anterior muestra el porcentaje de carga que tendr el transformador en el momento de mxima demanda de potencia. Los transformadores a utilizar son de la marca Tadeo CZerweny. Las caractersticas tcnicas se encuentran el Anexo E. 3.2.2.2 Previsin de carga La carga que deber soportar la red estar dada por la suma de las potencias nominales de los trasformadores instalados. Si bien no se encontrarn todos con carga nominal, es apropiado al momento del diseo de la red que los alimenta suponer el caso en que los mismos estn a plena carga. La suma de las potencias de los transformadores asciende a los 1015kVA, por lo que la red deber ser capaz de proveer dicha potencia. 3.2.2.3 Disposicin, trazado de lnea La red de Media Tensin, como se ha mencionado anteriormente, rodear al Country. Su trazado ser paralelo a la calle perimetral del barrio, a 3 m. de sta hacia el exterior. En cuanto a la disposicin adoptada, ser tipo line-post mediante la utilizacin de aisladores orgnicos. En la siguiente figura se puede apreciar la geometra que poseer la lnea.

3.2.2.4 Puesta a tierra El clculo de la puesta a tierra para los transformadores se realizar siguiendo los lineamientos de la norma AEA 95401. Cada transformador contar con dos puesta a tierra:

Puesta a tierra de servicio: a sta se conecta el correspondiente terminal de tierra del arrollamiento de alta tensin del transformador, la cuba y el terminal de tierra del descargador de sobretensiones.

Puesta a tierra de seguridad: se conectar nicamente al borne de tierra del bobinado de baja tensin del transformador.



Las puesta a tierra de servicio y de seguridad estarn unificadas por razones desarrolladas en la seccin de clculos. Los clculos correspondientes se encuentran en apartados siguientes.

3.2.2.5 Materiales restantes a utilizar En este apartado se citarn los materiales que hasta ahora no han sido nombrados y que constituirn la red de Media Tensin. Algunos de los componentes han sido elegidos a partir de resultados y/o anlisis realizados en apartados siguientes. Seccionadores fusibles Se instalarn seccionadores tipo Kearney en distintos puntos de la red y en cada transformador con el fin de realizar maniobras y proteccin de la red. Sern de la marca Emprel y sus caractersticas principales se muestran a continuacin:

Tensin nominal [kV]

Intensidad nominal[A]

Bil de aislacin[kV] Frecuencia[Hz]

15 100 95 50

Morsetera La morsetera responde a los materiales normalizados y ser provista por la marca Emprel. Ser necesario para la construccin de la lnea los siguientes materiales:

Abrazaderas Arandelas y chapas Bulones Morsetos Pernos, horquillas y ojal Tillas Elementos puesta a tierra

Aisladores Los aisladores a emplear son de la marca Pfisterer. Son aisladores orgnicos y estn diseados para ser montados de forma lateral. Sus caractersticas principales se muestran en la siguiente tabla:

Tensin nominal [kV]

Distancia de fuga [mm]

Tensin de impulso[kV]

Nmero de aletas chicas

Nmero de aletas

grandes 24 773 194 3 4

Los aisladores utilizados para retencin sern de la misma marca y poseen caractersticas iguales a las enunciadas anteriormente. El resto de sus caractersticas se pueden ver en el Anexo E. Postes Los postes utilizados sern de H A de 10, 10.5 y 11.5 [m] de altura de acuerdo a clculo. Sern de la marca Fabinco S.A. La misma empresa ser la que proveer los vnculos y accesorios necesarios como plataformas para los transformadores, crucetas para descargadores y seccionadores, entre otros. Descargadores Cada transformador estar protegido contra sobretensiones a travs de descargadores de oxido de zinc de la marca Siemens. El mtodo de seleccin de descargadores dado por la normativa (utilizando una tabla) hace referencia a los descargadores autovlvulas, los cuales ya no son utilizados en la actualidad ya que han sido remplazados por los de xido metlico.



Por lo tanto para la eleccin se utilizar un mtodo ms detallado el cual tiene en cuenta distintos factores de la red. Dichos clculos sern presentados en apartados siguientes. A continuacin se muestran las caractersticas principales de los descargadores a emplear:

In 10kA

Tensin nominal

Ur

Tensin de operacin

permanente Uc

Tensiones residuales mximas frente a impulsos de corriente

Tensiones resistidas envoltura aislante

Maniobra Atmosfricos 50 Hz

bajo lluvia

Impulso en seco

8/20us 30/60us 500Ac.

1 kAc

5 kAc

10 kAc

20 kAc

Modelo kVef kVef kVc kVc kVc kVc kVc kVef kVc 3EK4 150-1CF4

15 12 30.6 32.6 37 39.8 45.7 41 99

El resto de las caractersticas tcnicas de los materiales a utilizar se encuentran el Anexo E.

MEMORIA DE CLCULO 1. Red de Distribucin Elctrica

En esta seccin se desarrollarn todos los clculos correspondientes a la Red de Baja y Media Tensin. Se citarn las frmulas utilizadas y los resultados de los clculos realizando el anlisis correspondiente de los mismos. Gran parte de los clculos han sido desarrollados utilizando planillas de clculo en las cuales se encuentra ms detallado los pasos para obtener los resultados. Con el fin de que no se torne engorroso el seguimiento del Trabajo, no se citarn en esta seccin dichas tablas pero s se encontrarn en el apartado de los anexos.

Como ha sido expresado en el apartado 3.2 de la memoria descriptiva, un factor condicionante en el diseo es el rango de tensin con el cual debe ser alimentado el usuario de baja tensin. El objetivo ser entonces mantener el perfil de tensin entre un 8% segn lo exigido por el OCEBA. Expresado lo anterior se deben plantear dos condiciones lmites a fin de asegurarse que el perfil de tensin se encuentre dentro de lo permitido. Las condiciones a plantear son:

A plena carga la tensin suministrada a los usuarios no debe ser menor al 92% de la tensin nominal

En condicin de mnima carga, la tensin suministrada no debe superar el 8% por sobre la tensin nominal

Como punto de partida se tiene que el transformador de la subestacin que alimenta el Country posee en sus bornes de salida una tensin de 13.6 kV, es decir un valor +3% respecto a la tensin nominal. Aguas abajo de dicho transformador se tiene la cada de tensin en la lnea de MT, la cada de tensin en el transformador MT/BT, la cada de tensin en los circuitos



primarios y la cada de tensin en los circuitos secundarios. El siguiente esquema ayuda a interpretar lo expresado:

En el caso de los transformadores elegidos para la distribucin, stos tienen regulacin de tensin sin carga en un rango de 2x2.5. Esto ltimo permite compensar la cada de tensin de la red. Sin embargo, al no ser regulacin bajo carga, se deber establecer un determinado punto del conmutador y realizar el diseo bajo esa circunstancia. Es necesario conocer algunos valores antes de analizar las dos condiciones enunciadas:

Los transformadores elegidos poseen una cada interna del 3.27% a plena carga y factor de potencia 0.85.

La cada de tensin en la red MT a plena carga es 3.02% El regulador de tensin de los transformadores se fijar en el punto +2.5%



Se procede ahora a analizar las dos condiciones lmites: Condicin de plena carga En el siguiente esquema se observan las variaciones de tensin para la condicin de plena carga:

De la figura anterior se deduce (tal como se indica en la misma), que la cada de tensin en BT no debe superar el 7.21%. A fin de tomar un margen de seguridad y no disear para la condicin lmite se establece que la cada en BT no superar el 6.5%. Condicin de mnima carga Se tomar para esta condicin el caso extremo en que el barrio no este consumiendo energa. El perfil de tensiones en este caso ser:

Se observa de la figura que con la tensin suministrada al usuario se encuentra dentro del rango permitido por el OCEBA. 1.1 Red de distribucin de baja tensin En esta seccin se exhibirn los resultados elctricos y las expresiones utilizadas para los clculos correspondientes de la red de Baja Tensin.



1.1.1 Nomenclatura adoptada Con el fin de poder comprender e identificar los distintos elementos de la red de Baja Tensin se asignaron nombres a cada uno, segn se indica a continuacin:

Designacin Explicacin Ejemplo

T# Transformador. El numeral indica el nmero asignado

al transformador T1: transformador nmero 1

B# Buzn (o gabinete). El signo

numeral indica el nmero asignado al gabinete.

B2: Buzn nmero 2

TB#-x

Circuito secundario alimentado desde el

gabinete B#. La letra x indica el circuito secundario del que se hace referencia, ya que un gabinete alimenta varios circuitos secundarios. x tomar los valores a, b,

c, o d de acuerdo a la cantidad de circuitos

secundarios que alimente el gabinete.

TB3-c: circuito secundario c alimentado desde el

gabinete B3

LT(#1)-B(#2)

Lnea primaria que une elctricamente un

transformador a un buzn. #1 indica el nmero de

transformador y #2 indica el nmero de buzn.

LT1-B7: circuito primario que nace en el

transformador T1 y termina en el buzn B7.

Teniendo en cuenta dicha nomenclatura y en conjunto con el Plano 1 adjunto al informe, es posible identificar cada uno de los circuitos del Country.

1.1.2 Criterio de diseo La mayora de los circuitos secundarios sern radiales, es decir, podrn ser alimentados nicamente desde un punto. Sin embargo existen algunos que, debido a la disposicin fsica, pueden ser alimentados desde el principio y desde el final del circuito. Es el caso de los circuitos que se instalan en forma paralela (uno a cada lado de la calzada), y terminan en un mismo punto. Esto permite que, en caso de que falle un circuito, los usuarios que quedaron aguas debajo del punto de falla puedan ser alimentados por la otra lnea conectando los finales de lnea de ambos circuitos secundarios. El siguiente ejemplo ilustrativo ayuda a comprender lo expresado.



Ejemplo Condiciones normales En condiciones normales de funcionamiento se tiene la configuracin mostrada en la figura:

De la figura se observa que: Los pilares (representados por un cuadrado) rojos son alimentados por un

circuito secundario y los pilares azules son alimentados por otro circuito secundario.

Existe un punto, identificado en la figura como Fin de circuitos secundarios, en donde se tiene la posibilidad (gracias a las cajas de distribucin utilizadas) de unir elctricamente los circuitos.

Condicin de falla Se supondr que el circuito Azul se pondr en falla en el tramo entre el gabinete y el primer pilar segn se muestra en la figura:

Cerrando el circuito en el punto A y abrindolo en el punto B se logra alimentar a los usuarios hasta que la lnea sea reparada. Se destaca del ejemplo planteado que este caso representa la peor condicin desde el punto de vista elctrico, ya que es cuando se tendr la mayor cada de tensin.



Los circuitos que tienen la posibilidad de ser alimentados de la manera descripta son:

Circuitos que pueden ser alimentados de ambos extremos TB1-a TB3-b TB1-b TB4-b TB2-a TB5-b TB2-b TB8-c TB3-a TB8-d

En la totalidad de los casos, el factor que determina la seccin de conductor a optar es la cada de tensin y nunca la corriente admisible del conductor. Esto se debe a las grandes distancias que recorren los circuitos. Es necesario entonces tomar un criterio para el diseo de la red de Baja Tensin, es decir, si se adoptarn conductores tales que la cada de tensin no sea superior al 6.5% para condicin normal de funcionamiento o para condicin de falla. Se optar como criterio de diseo considerar la situacin de funcionamiento normal. Las razones de esta eleccin se citan a continuacin:

Si se tomase la condicin de falla, algunos de los circuitos secundarios (los ms crticos) deberan tener secciones de 400mm2. Esto es inadmisible desde el punto de vista econmico y de ejecucin ya que un conductor de dicha seccin resulta muy difcil de manipular.

La probabilidad de falla de una red subterrnea es muy baja. Cuando el OCEBA controla el perfil de tensiones lo hace en el perodo de una

semana, estableciendo que el 95% del tiempo controlado la tensin debe mantenerse dentro del rango 8%. Esto significa que en la semana de control, durante 8 hs y 24 minutos pueden tenerse valores de tensin fuera del rango exigido sin ser sancionados por el Organismo. Teniendo en cuenta una curva de demanda residencial, se observa que el consumo en punta tiene una duracin aproximada de 4hs por da. Por lo tanto, en caso de falla, se dispondr de 24 horas como mnimo para la reparacin de la lnea, sin ser sancionados por el Organismo de Control.

1.1.3 Clculo de corrientes En esta seccin se citarn las corrientes que circularn por la red de Baja Tensin para el caso de mxima demanda (o consumo en punta). La expresin utilizada para el clculo de la corriente es:

= 10003 Donde P: potencia en [kW] Ul: tensin de lnea e igual a 380 [V] fp: factor de potencia e igual a 0.85



En la siguiente tabla se muestran los valores de corriente en los distintos puntos de la lnea:

Circuito Corriente[A] Tipo de circuito Denominacin

SECUNDARIO

TB1-a 98,92 TB1-b 113,05 TB1-c 28,26 TB1-d 28,26 TB2-a 84,79 TB2-b 84,79 TB3-a 84,79 TB3-b 14,13 TB3-c 70,66 TB4-a 28,26 TB4-b 56,53 TB5-a 56,53 TB5-b 42,39 TB5-c 28,26

B6 236.6 TB7-a 70,66 TB7-b 7,07 TB7-c 28,26 TB8-a 70,66 TB8-b 14,13 TB8-c 113,05 TB8-d 141,31

PRIMARIO

LT4-B1 268,50 LT4-B2 84,79 LT3-B3 169,58 LT3-B4 84,79 LT1-B6 219,99 LT1-B7 105,99 LB6-B5 130,62 LT2-B8 325,02

GABINETES

B1 268,50 B2 169,58 B3 169,58 B4 84,79 B5 130,62 B6 219,99 B7 105,99 B8 325,02

TRANSFORMADORES T1 325,98 T2 325,02 T3 254,37 T4 438,08

Se aconseja mirar la tabla anterior en conjunto con el esquema unifilar del Plano 1. 1.1.4 Cada de tensin El clculo de cada de tensin, al igual que el clculo de corrientes, se realiz mediante la utilizacin de una planilla de Excel. Debido a que la carga vara tramo a



tramo en los circuitos secundarios, es necesario calcular la cada parcial de cada tramo y luego realizar la suma algebraica de las cadas. Las longitudes de los tramos se hallaron a partir del plano CAD, agregando a cada uno dos metros considerados por la entrada y salida a las cajas de distribucin. Como ha sido manifestado anteriormente, la cada de tensin es el factor que determina la seccin de los conductores y no lo es la corriente admisible de cable. Esto se debe a las grandes distancias que recorren los circuitos. En esta seccin se citarn los valores de cada de tensin en cada circuito, obviando las cadas parciales de cada tramo. Sin embargo las tablas completas y detalladas se encuentran adjuntas en el Anexo B. La expresin utilizada para el clculo de cada de tensin es:

% = 3 ( cos + sin) 100 Donde I: corriente circulante R: resistencia del tramo X: reactancia del tramo Ul: tensin de lnea : defasaje entre la tensin y la corriente

A continuacin se muestra entonces la cada de tensin porcentual en cada circuito y el conductor utilizado para el mismo:

Circuito U%

Seccin conductor

[mm2] Tipo de circuito Denominacin

SECUNDARIO

TB1-a 4,54 70 TB1-b 4,29 95 TB1-c 0,63 35 TB1-d 0,52 35 TB2-a 3,51 50 TB2-b 3,59 50 TB3-a 3,96 50 TB3-b 0,14 35 TB3-c 3,37 70 TB4-a 0,99 35 TB4-b 1,26 35 TB5-a 2,60 35 TB5-b 1,33 35 TB5-c 0,35 35 TB7-a 1,78 70 TB7-b 0,22 35 TB7-c 0,65 35 TB8-a 2,73 35 TB8-b 0,35 35 TB8-c 5,21 95 TB8-d 5,02 95

PRIMARIO LT4-B1 1,49 2X 240 LT4-B2 1,09 120 LT3-B3 1,91 120



LT3-B4 0,78 240 LT1-B6 0,81 240 LT1-B7 1,53 240 LB6-B5 2,39 240 LT2-B8 0,90 240

TRANSFORMADORES T1 3.27 - T2 3.27 - T3 3.27 - T4 3.27 -

Resulta ms interesante sin embargo, conocer la cada de tensin total del usuario ms alejado de cada circuito secundario. Realizando la suma algebraica de las cadas porcentuales en serie desde el ltimo usuario del circuito secundario hasta bornes del transformador se tiene:

Circuito U% Circuito U% Circuito U% TB1-a 6,03 TB3-b 2,04 TB7-a 3,31 TB1-b 5,78 TB3-c 5,27 TB7-b 1,75 TB1-c 2,12 TB4-a 1,78 TB7-c 2,18 TB1-d 2,01 TB4-b 2,05 TB8-a 3,63 TB2-a 4,60 TB5-a 5,80 TB8-b 1,26 TB2-b 4,68 TB5-b 4,53 TB8-c 6,12 TB3-a 5,87 TB5-c 3,55 TB8-d 5,92

De esta ltima se observa que los 168 usuarios poseen una cada de tensin menor al 6.5%. La seleccin de las secciones ha sido realizada de acuerdo a la cada de tensin y adems considerando que los conductores de seccin menor sean aptos tambin para utilizarlos como neutro en los circuitos de seccin mayor. Las secciones de fase y neutro sern como se indican en la siguiente tabla:

Seccin [mm2] Fase Neutro

240 AL 120 AL 120 AL 70 AL 95 AL 50 AL 70 AL 35 AL 50 AL 35 AL 35 AL 35 AL

Se muestra a continuacin la cantidad de metros necesaria de cada conductor: Conductor

Seccin[mm2] Cantidad [m] 240 AL 2412 120 AL 1052 95 AL 3444 70 AL 2825 50 AL 3320 35 AL 5899



En la tabla anterior no se consider los conductores necesarios para la instalacin de alumbrado pblico. Los mismos sern considerados en el apartado 1.2 correspondiente a alumbrado pblico 1.1.5 Cortocircuito En esta seccin se enunciarn las expresiones necesarias para la obtencin del cortocircuito monofsico y trifsico, y se presentarn los valores de corriente de falla en los distintos puntos de la red de baja tensin. Esto ser necesario para elegir las protecciones de los conductores y lograr una coordinacin entre las mismas. El clculo de la corriente de falla bifsica se omite ya que su valor, en la red de baja tensin, se encuentra siempre comprendido entre los valores de cortocircuito monofsico y trifsico. Por lo tanto carece de sentido su clculo, a efectos de proteccin y coordinacin de la red. 1.1.5.1 Frmulas Se citan a continuacin las expresiones para el clculo de cortocircuito. Cortocircuito monofsico

= 3 |" + "# + "$| Siendo: Un: tensin de lnea Z1: impedancia de secuencia directa Z2: impedancia de secuencia inversa Z0: impedancia de secuencia cero

Cortocircuito trifsico % = 3 |"|

Siendo: Un: tensin de lnea Z1: impedancia de secuencia directa 1.1.5.2 Valores de cortocircuito A continuacin se muestran los valores de cortocircuito monofsico y trifsico en los distintos puntos de la red.

Punto de la Red

Corriente de falla[A] Punto de la Red

Corriente de falla[A] Monofsica Trifsica Monofsica Trifsica

T1 8193,59 7455,32 TB2-b-up 1023,48 1193,60 T2 8193,59 7455,32 TB3-a-up 874,94 1028,71 T3 6717,03 6177,18 TB3-b-up 2398,69 3267,65 T4 10011,73 8992,43 TB3-c-up 883,12 1161,65 B1 4056,06 6071,96 TB4-a-up 1414,19 1626,16 B2 3498,54 4969,25 TB4-b-up 1647,63 1957,21 B3 2826,01 4189,05 TB5-a-up 928,45 1039,63 B4 2798,30 3999,26 TB5-b-up 1254,96 1435,59 B5 1813,29 2984,29 TB5-c-up 1776,87 2179,87 B6 3894,94 5792,16 TB7-a-up 1279,72 1669,39 B7 2765,69 3743,91 TB7-b-up 1720,03 2034,40 B8 4031,15 6071,75 TB7-c-up 1710,04 2020,05

TB1-a-up 853,54 1114,65 TB8-a-up 1215,42 1308,12 TB1-b-up 1040,49 1349,45 TB8-b-up 1907,72 1968,08



TB1-c-up 2315,11 2757,84 TB8-c-up 1083,79 1515,97 TB1-d-up 2315,11 2757,84 TB8-d-up 1235,86 1762,88 TB2-a-up 1033,49 1205,96

* up: ultimo pilar del circuito secundario

A los fines de la proteccin elctrica de la red y la coordinacin de los elementos de proteccin, es necesario conocer los valores mximo y mnimo de falla en cada punto. En el caso de los circuitos secundarios, la corriente mxima corresponder al valor de falla trifsica en el buzn que lo alimenta, y la mnima al valor de falla monofsica en el ltimo pilar. Sustrayendo de la tabla anterior dichos datos se concentra en la siguiente la informacin til:

Punto de la Red/

Circuito

Corriente de falla[A] Punto de la Red/

Circuito

Corriente de falla[A] Mxima Mnima Mxima Mnima

T1 8194 7455 TB2-b 4969 1023 T2 8194 7455 TB3-a 4189 875 T3 6717 6177 TB3-b 4189 2399 T4 10012 8992 TB3-c 4189 883 B1 6072 4056 TB4-a 3999 1414 B2 4969 3499 TB4-b 3999 1648 B3 4189 2826 TB5-a 2984 928 B4 3999 2798 TB5-b 2984 1255 B5 2984 1813 TB5-c 2984 1777 B6 5792 3895 TB7-a 3744 1280 B7 3744 2766 TB7-b 3744 1720 B8 6072 4031 TB7-c 3744 1710

TB1-a 6072 854 TB8-a 6072 1215 TB1-b 6072 1040 TB8-b 6072 1908 TB1-c 6072 2315 TB8-c 6072 1084 TB1-d 6072 2315 TB8-d 6072 1236 TB2-a 4969 1033

1.1.6 Proteccin y coordinacin La proteccin de la Red de Baja Tensin se realizar utilizando fusibles NH. Al realizarse la seleccin de los fusibles deben tenerse en cuenta los aspectos de proteccin y coordinacin. Por lo tanto se seleccionarn los fusibles para cada circuito y a continuacin se verificar la coordinacin entre los mismos. Debido a que a efectos de coordinacin deben considerarse todos los elementos de proteccin intervinientes, se considerarn tambin los fusibles ubicados en las cajas de distribucin cuya salida alimenta los dos medidores. El conductor que une elctricamente la caja de distribucin a cada medidor ser tetrapolar de 6 mm2 de seccin en cobre y se denominar LCM (lnea Caja de distribucin-Medidor).



El esquema representativo siguiente aclara lo enunciado:

1.1.6.1 Proteccin contra sobrecarga La caracterstica de funcionamiento del fusible contra sobre carga debe cumplir dos condiciones:

a) & (

Siendo Ib: Corriente de proyecto o de carga estimada Iz: Corriente admisible por el conductor en rgimen permanente In: Corriente nominal del fusible

b) # 1.45 (

Siendo I2: Corriente que asegura el efectivo funcionamiento del fusible en el tiempo convencional en las condiciones definidas.

Este valor de I2 depende del elemento de proteccin. Para el caso de fusibles gG como los utilizados las corrientes I2 son:

In [A] I2 [A] Tiempo convencional [min] In < 4 2.1*In 60

4 < In < 16 1.9*In 60 16 < In < 63 1.6*In 60

63 < In < 160 1.6*In 120 160 < In < 400 1.6*In 180

Se elegirn entonces los fusibles en base a la proteccin por sobrecarga, verificando luego que proteja contra cortocircuito y adems coordine con el resto de los fusibles que corresponda.



Los fusibles elegidos se muestran en la siguiente tabla, pudiendo observar de la misma que se cumple con las dos condiciones exigidas para sobrecarga:

Circuito Ib[A] Iz[A] I2[A] In[A] TB1-a 98,92 185 256 160 TB1-b 113,05 221 320 200 TB1-c 28,26 127 160 100 TB1-d 28,26 127 160 100 TB2-a 84,79 150 200 125 TB2-b 84,79 150 200 125 TB3-a 84,79 150 200 125 TB3-b 14,13 127 160 100 TB3-c 70,66 185 256 160 TB4-a 28,26 127 160 100 TB4-b 56,53 127 160 100 TB5-a 56,53 127 160 100 TB5-b 42,39 127 160 100 TB5-c 28,26 127 160 100 TB7-a 70,66 185 256 160 TB7-b 7,07 127 160 100 TB7-c 28,26 127 160 100 TB8-a 70,66 127 160 100 TB8-b 14,13 127 160 100 TB8-c 113,05 221 320 200 TB8-d 141,31 221 320 200

LT4-B1 268,50 740 568 355 LT4-B2 84,79 251 358,4 224 LT3-B3 169,58 251 358,4 224 LT3-B4 84,79 370 504 315 LT1-B6 219,99 370 504 315 LT1-B7 105,99 370 504 315 LB6-B5 130,62 251 358.4 224 LT2-B8 325,02 370 504 315

LCM 14.13 30 40 25

El conductor neutro no tendr una proteccin independiente para el mismo. De esta forma se aumenta la confiabilidad de la referencia de potencial de tierra. De igual manera, el conductor neutro esta protegido contra cortocircuito monofsico en todos los casos por el fusible que protege el conductor de fase. 1.1.6.2 Proteccin contra cortocircuito La proteccin de los conductores queda asegurada si se cumple la siguiente expresin: # ,# # . Siendo I2*t: la mxima energa especfica pasante aguas abajo del fusible



S: la seccin nominal del conductor a proteger K: factor que toma en cuenta la resistividad, el coeficiente de temperatura y la capacidad trmica volumtrica del conductor, y las temperaturas inicial y final del mismo. El valor de k para el tipo de conductor utilizado es de 76. Ya habiendo elegido los fusibles en el punto anterior, basta por verificar que se cumpla la inecuacin citada ms arriba.

Circuito I2*t Seccin [mm2] S2*k2 Circuito I2*t Seccin[

mm2] S2*k2

TB1-a 210000 70 AL 28302400 TB7-b 85000 35 AL 7075600 TB1-b 300000 95 AL 52128400 TB7-c 85000 35 AL 7075600 TB1-c 85000 35 AL 7075600 TB8-a 85000 35 AL 7075600 TB1-d 85000 35 AL 7075600 TB8-b 85000 35 AL 7075600 TB2-a 170000 50 AL 14440000 TB8-c 300000 95 AL 52128400 TB2-b 170000 50 AL 14440000 TB8-d 300000 95 AL 52128400 TB3-a 170000 50 AL 14440000 LT4-B1 1300000 2x240 AL 1330790400 TB3-b 85000 35 AL 7075600 LT4-B2 500000 120 AL 83174400 TB3-c 210000 70 AL 28302400 LT3-B3 500000 120 AL 1330790400 TB4-a 85000 35 AL 7075600 LT3-B4 1000000 240 AL 332697600 TB4-b 85000 35 AL 7075600 LT1-B6 1000000 240 AL 332697600 TB5-a 85000 35 AL 7075600 LT1-B7 1000000 240 AL 332697600 TB5-b 85000 35 AL 7075600 LB6-B5 1000000 240 AL 332697600 TB5-c 85000 35 AL 7075600 LT2-B8 1000000 240 AL 332697600 TB7-a 210000 70 AL 28302400 LCM 2000 6 Cu 476100

De la tabla anterior se observa que la inecuacin se cumple en todos los casos. Por lo tanto los circuitos se encuentran protegidos contra cortocircuito. Solo resta evaluar la coordinacin entre los distintos fusibles que corresponda. 1.1.6.3 Coordinacin Utilizando datos calculados en los puntos anteriores, tales como corriente de falla mnima y mxima, y las curvas caractersticas de los fusibles elegidos, se evaluar si existe coordinacin entre los elementos de proteccin aguas abajo y arriba de un punto determinado de la red. Las curvas caractersticas a las que se hace referencia son aquellas que expresan el tiempo de operacin en funcin de la corriente circulante y las cuales son provistas por el fabricante. Por lo tanto la manera en que se verificar la coordinacin es mediante un grfico logartmico de tiempo en funcin de la corriente. En los mismos se esquematizarn las curvas de los elementos de proteccin correspondientes, y los conductores a proteger. Los grficos de coordinacin de los 21 circuitos secundarios se encuentran adjuntos en el Anexo A. 1.2 Red de Alumbrado Pblico Se desarrollar en este apartado los clculos elctricos correspondientes a la red de alimentacin del alumbrado pblico.



1.2.1 Nomenclatura adoptada Con el fin de poder comprender e identificar los distintos elementos de la red de Alumbrado Pblico se asignaron nombres a cada uno, segn se indica a continuacin:

Designacin Explicacin Ejemplo

T# Transformador. El numeral indica el nmero asignado

al transformador T1: transformador nmero 1

B# Buzn (o gabinete). El signo

numeral indica el nmero asignado al gabinete.

B2: Buzn nmero 2

T#-y-x

Circuito de alumbrado alimentado de desde el

transformador T#. La letra y indica la fase con

la cual es alimentada el circuito. y tomar los

valores R, S o T de acuerdo a que fase alimente el

circuito. La letra x indica el circuito

del que se hace referencia. x tomar los valores a, b,

c, o d de acuerdo a la cantidad de circuitos que se

tengan.

T3-R-b: circuito c alimentado desde el

transformador T3 por la fase R.

B#-y-x

Circuito de alumbrado alimentado de desde el

gabinete B#. La letra y indica la fase con

la cual es alimentada el circuito. y tomar los

valores R, S o T de acuerdo a que fase alimente el

circuito. La letra x indica el circuito

del que se hace referencia. x tomar los valores a, b,

c, o d de acuerdo a la cantidad de circuitos que se

tengan.

B5-T-b: circuito b alimentado desde el

gabinete B5 por la fase T.

Teniendo en cuenta dicha nomenclatura y en conjunto con el Plano 2 adjunto al informe es posible identificar cada uno de los circuitos del Country. 1.2.2 Clculo de corrientes Por tratarse de circuitos monofsicos la expresin utilizada para el clculo de las corrientes circulantes por las lneas es:

=



Donde P: potencia en [W] Uf: tensin de fase e igual a 220 [V] fp: factor de potencia e igual a 0.97

En la siguiente tabla se muestran los valores de corriente de los distintos circuitos de alumbrado:

Denominacin de circuito Corriente[A]

Denominacin de circuito Corriente[A]

T1-R-a 1,49 T3-S-a 4,46 T1-R-b 3,96 T3-T-a 2,48 T1-S-a 4,95 T4-R-a 5,45 T1-T-a 7,93 T4-R-b 2,48 T2-R-a 2,48 T4-S-a 6,44 T2-R-b 2,48 T4-T-a 5,45 T2-S-a 7,43 B5-R-a 1,98 T2-T-a 3,96 B5-S-a 3,47 T3-R-a 5,45 B5-T-a 0,99

Se aconseja mirar la tabla anterior en conjunto con el esquema unifilar del Plano 2. 1.2.3 Cada de tensin El clculo de cada de tensin, al igual que el clculo de corrientes, se realiz mediante la utilizacin de una planilla de Excel. Debido a que la carga vara tramo a tramo en los circuitos, es necesario calcular la cada parcial de cada tramo y luego realizar la suma algebraica de las cadas. Las longitudes de los tramos se hallaron a partir del plano CAD, agregando a cada uno 7 metros considerados por la subida hasta la luminaria. En esta seccin se citarn los valores de cada de tensin en cada circuito, obviando las cadas parciales de cada tramo. Sin embargo las tablas completas y detalladas se encuentran adjuntas en el Anexo C. La expresin utilizada para el clculo de cada de tensin monofsica es:

% = 2 ( cos + sin) 100 Donde I: corriente circulante R: resistencia del tramo X: reactancia del tramo Uf: tensin de fase : defasaje entre la tensin y la corriente

A continuacin se muestra entonces la cada de tensin porcentual en cada circuito y el conductor utilizado para el mismo: Denominacin

de circuito U% Seccin

conductor [mm2]

Denominacin de circuito U%

Seccin conductor

[mm2] T1-R-a 0,34 6 T3-S-a 2,48 6 T1-R-b 3,79 6 T3-T-a 0,93 6 T1-S-a 3,19 6 T4-R-a 3,99 6



T1-T-a 7,77 6 T4-R-b 0,89 6 T2-R-a 0,77 6 T4-S-a 7,11 6 T2-R-b 0,95 6 T4-T-a 2,75 6 T2-S-a 6,57 6 B5-R-a 4,43 6 T2-T-a 2,93 6 B5-S-a 4,78 6 T3-R-a 4,57 6 B5-T-a 3,33 6

Las cadas de tensin expuestas en la tabla corresponden a las totales, es decir, hasta bornes del transformador. Se observa que en algunos casos el valor de cada supera el 7%. Esto no resulta un inconveniente debido a las luminarias utilizadas. Dichas luminarias exigen una tensin de alimentacin en el rango de 20%. Al igual que para el caso de la red de distribucin de baja tensin, se cita a continuacin la cantidad de conductor necesario para la instalacin de Alumbrado:

Conductor Seccin[mm2] Cantidad [m]

6 AL 5194 4 AL 1148

1.2.4 Cortocircuito Debido a la naturaleza de los circuitos (de dos hilos), solo ser necesario el clculo del cortocircuito monofsico. Se cita entonces a continuacin la expresin de cortocircuito monofsico:

= 3 |" + "# + "$| Siendo: Un: tensin de lnea Z1: impedancia de secuencia directa Z2: impedancia de secuencia inversa Z0: impedancia de secuencia cero

1.2.4.1 Valores de cortocircuito En esta seccin se exhibirn los resultados de corrientes de falla de algunos de los circuitos de alumbrado pblico. La razn por la cual no se exhiben todos, es porque carece de sentido a efectos de proteccin y coordinacin citar casos intermedios. Solo es necesario trabajar con aquellos casos extremos, entendiendo que para los dems se cumplir las condiciones de coordinacin y proteccin. Mas especficamente, se trabajar con un circuito alimentado desde cada transformador y con uno alimentado desde el gabinete B5. El circuito a elegir ser el de mayor longitud, abarcando de esta forma todos los casos intermedios que existan. De esta manera queda asegurada la proteccin y coordinacin de los 18 circuitos, pero solo trabajando con 5 de ellos.



A continuacin se muestran los valores de cortocircuito monofsico en los distintos puntos de inters de la red de alumbrado.

Punto de la Red

Corriente de falla monofsica [A] Circuito

Corriente de falla monofsica[A]

Mxima Mnima T1 8194 T1-T-a 8194 75 T2 8194 T2-S-a 8194 87 T3 6717 T3-S-a 6717 135 T4 10012 T4-S-a 10012 79 B5 1813 B5-S-a 2984 164

De la tabla se observa que las corrientes mnimas de cortocircuito resultan de muy bajo valor, y que los tiempos 1.2.5 Proteccin y coordinacin La proteccin de la Red de Alumbrado Pblico se realizar utilizando fusibles NH. Es necesario realizar la seleccin de los fusibles teniendo en cuenta los aspectos de proteccin y coordinacin. Por lo tanto se seleccionarn los fusibles para cada circuito y a continuacin se verificar la coordinacin entre los mismos. 1.2.5.1 Proteccin contra sobrecarga La caracterstica de funcionamiento del fusible contra sobre carga debe cumplir dos condiciones:

a) & (

Siendo Ib: Corriente de proyecto o de carga estimada Iz: Corriente admisible por el conductor en rgimen permanente In: Corriente nominal del fusible

b) # 1.45 (

Siendo I2: Corriente que asegura el efectivo funcionamiento del fusible en el tiempo convencional en las condiciones definidas.

Este valor de I2 depende del elemento de proteccin. Para el caso de fusibles gG como los utilizados las corrientes I2 son:

In [A] I2 [A] Tiempo convencional [min] In < 4 2.1*In 60

4 < In < 16 1.9*In 60 16 < In < 63 1.6*In 60

63 < In < 160 1.6*In 120 160 < In < 400 1.6*In 180

Se elegirn entonces los fusibles en base a la proteccin por sobrecarga, verificando luego que proteja contra cortocircuito y adems coordine con el resto de los fusibles que corresponda. Los fusibles elegidos se muestran en la siguiente tabla, pudiendo observar de la misma que se cumple con las dos condiciones exigidas para sobrecarga:



Circuito Ib[A] Iz[A] I2[A] In[A] T1-R-a 0,87 50 64 40 T1-R-b 2,31 50 64 40 T1-S-a 2,89 50 64 40 T1-T-a 4,62 50 64 40 T2-R-a 1,44 50 64 40 T2-R-b 1,44 50 64 40 T2-S-a 4,33 50 64 40 T2-T-a 2,31 50 64 40 T3-R-a 3,18 50 64 40 T3-S-a 2,60 50 64 40 T3-T-a 1,44 50 64 40 T4-R-a 3,18 50 64 40 T4-R-b 1,44 50 64 40 T4-S-a 3,76 50 64 40 T4-T-a 3,18 50 64 40 B5-R-a 1,16 50 64 40 B5-S-a 2,02 50 64 40 B5-T-a 0,58 50 64 40

De lo anterior se observa que debido a que el conductor utilizado para la totalidad de la instalacin es el mismo, el calibre del fusible elegido tambin lo es. 1.2.5.2 Proteccin contra cortocircuito La proteccin de los conductores queda asegurada si se cumple la siguiente expresin: # ,# # . Siendo I2*t: la mxima energa especfica pasante aguas abajo del fusible S: la seccin nominal del conductor a proteger K: factor que toma en cuenta la resistividad, el coeficiente de temperatura y la capacidad trmica volumtrica del conductor, y las temperaturas inicial y final del mismo. El valor de k para el tipo de conductor utilizado es de 76. Ya habiendo elegido los fusibles en el punto anterior, basta por verificar que se cumpla la inecuacin citada ms arriba.

Fusible elegido I

2*t Seccin [mm2] S

2*k2

40 A 7000 6 207936

De la tabla anterior se observa que el conductor esta protegido contra cortocircuito por el elemento fusible. Solo resta evaluar la coordinacin entre los distintos fusibles que corresponda.



1.2.5.3 Coordinacin Utilizando datos calculados en los puntos anteriores, tales como corriente de falla mnima y mxima, y las curvas caractersticas del fusible elegido, se evaluar si existe coordinacin en la red de alimentacin de alumbrado pblico. Las curvas caractersticas a las que se hace referencia son aquellas que expresan la corriente en funcin del tiempo de operacin y las cuales son provistas por el fabricante. Por lo tanto la manera en que se verificar la coordinacin es mediante un grfico logartmico de tiempo en funcin de la corriente. En los mismos se esquematizarn las curvas de los elementos de proteccin correspondientes, y los conductores a proteger. Los grficos de coordinacin de los 5 circuitos representativos de alumbrado pblico se encuentran adjuntos en el Anexo A. 1.2.6 Conexin a tierra de las columnas Existen, bsicamente, dos maneras de realizar la conexin a tierra de las masas de la instalacin del alumbrado pblico:

Realizando una puesta a tierra en cada columna, que consiste generalmente en una jabalina corta hincada en la tierra (Sistema TT).

Colocando un conductor de proteccin que recorra la instalacin de Alumbrado y conectar ste a una puesta a tierra comn (Sistema TNS).

Si se colocase una puesta a tierra independiente en cada columna, y la misma estuviese constituida por una jabalina de 1.5 metros hincada directamente en la tierra, el valor de resistencia de puesta a tierra obtenido sera de unos 26.16 Ohm, lo que resulta aceptable si se utiliza una proteccin diferencial. La segunda opcin tiene la ventaja de poseer un valor de resistencia de puesta a tierra ms bajo, pero tiene el inconveniente de que ante una falla en media tensin se eleva el potencial de todas las columnas a aproximadamente 1000 V. Existe una tercera opcin que permite evitar esta sobre elevacin de potencial. El sistema de puesta a tierra ser del tipo TT. Las columnas estarn conectadas a un conductor de cobre desnudo pero este ltimo no estar conectado al centro de estrella. Las ventajas con respecto a las jabalinas individuales son dos; en primer lugar el valor de resistencia de puesta a tierra es menor, y en segundo lugar resulta ms econmico. 1.2.6.1 Resistencia de puesta a tierra de Sistema de Alumbrado Se calcula a continuacin el valor de resistencia de la puesta a tierra del circuito menos extenso (que es el que tendr mayor resistencia de puesta a tierra), y del circuito ms extenso. La expresin que permite calcular la resistencia a tierra de un conductor desnudo enterrado horizontalmente es:

= 02 1 2 3 44 25 6 + 426 2 + 2 2 9 Siendo L: longitud del conductor enterrado h: la profundidad de enterrado del conductor desnudo d: el dimetro del conductor r: la resistividad del terreno



Datos Valor Seccin [mm2] 6 Cu

L [m] 62/440 h [m] 0.8 d[m] 0.00104 r [m] 40

Por lo tanto la resistencia de puesta a tierra de las columnas para el circuito menos extenso es 1.51 y 0.27 para el ms extenso.

1.2.6.2 Verificacin contra tensiones de contacto Es menester cerciorarse de que el sistema de tierra cumple con el objetivo primordial de proteger a las personas contra contactos indirectos. Para verificar esto deben conocerse algunos factores tales como:

La resistencia del conductor desnudo que compone el sistema de puesta a tierra (y que ha sido calculado en el punto 1.2.6.1)

El valor de resistencia de la puesta a tierra del centro de transformacin (ver apartado 1.3.2.5)

El tiempo de actuacin del fusible que protege el circuito en el caso de una falla a tierra.

Adems deben tenerse en cuenta cuatro situaciones lmites de falla Corriente de falla mxima en circuito corto Corriente de falla mnima en circuito corto Corriente de falla mxima en circuito largo Corriente de falla mnima en circuito largo

El siguiente circuito simplificado ayuda a interpretar la situacin de la falla:

Siendo: Uf: Tensin de fase (220 V) RL: Resistencia del conductor de fase RSE: Resistencia de la puesta a tierra de la subestacin (1.5) RCD: Resistencia de conductor de proteccin desnudo U: Tensin que aparece en la columna al momento de la falla



Por lo tanto la corriente de falla ser = : + ;< + =>

La situacin ms desfavorable se da en el caso del circuito corto en la primera columna. La corriente de falla es:

= 2200.0314 + 1.5 + 1.51 = 72.33A La elevacin de tensin est dada por: = B5 = 72.33 1.51 = 109D

El tiempo de duracin del defecto est dado por los fusibles ubicados en donde nace el circuito (fusibles NH 40A). Dicho tiempo de actuacin para una corriente de 72.33 A es igual a 200 seg. Si se cita la grfica de tensin de contacto admisible en funcin de la duracin del defecto (extrada de AEA 95401):

se observa que para un tiempo de 200 seg (extrapolando) la tensin no puede superar los 65 V. Por lo tanto es necesario realizar algn ajuste con el fin de colocarse en la zona admisible de la grfica. Para lograrlo se colocarn interruptores diferenciales de sensibilidad media 300 mA (actuacin en 100ms) en todos los circuitos de alimentacin de Alumbrado Pblico. El modelo del interruptor elegido es F202 AC-25/0,3 de la marca ABB y las caractersticas del mismo pueden encontrarse en el anexo E. Con un tiempo de actuacin de 100ms, la tensin admisible es de 775 V, por lo que en este caso es aceptable.



Verificacin trmica Para la verificacin de los esfuerzos trmicos se aplica la siguiente expresin

KIfS =

Donde If: corriente de cortocircuito mxima en kA (o eficaz equivalente trmica) S: seccin del conductor mm2

+

+=

TaTrTTr

tccrt

CtK maxln*10***

4

Tmax: temperatura mxima admitida por el conductor=160 C Ta: temperatura ambiente = 40C Cr: coeficiente de calor especifico [Joule/cm3/K] art: coeficiente de aumento de resistividad por temperatura C[1/C] rc: resistividad [/cm] tr=(1/art)-20C [C] tc: tiempo de actuacin de la proteccin.

Constantes del material Valor para Cobre Ct: coeficiente de calor especifico

[Joule/cm3/K] 3.422 art: coeficiente de aumento de

resistividad por temperatura C[1/C] 0.00393 rc: resistividad [/cm] 1.7241

Tr=(1/art)-20C [C] 234.45

El valor de Ikm es de 72.33 A. El tiempo de actuacin est dado por los fusibles ubicados en donde nace el circuito (fusibles NH 40A). Dicho tiempo de actuacin para una corriente de 72.33 A es igual a 200 seg. Por lo tanto el valor de K ser 0.09159 y la seccin mnima:

][238.009159.0

07233.0 2mmS ==

Por lo tanto la seccin seleccionada (6 mm2 Cu) verifica contra el esfuerzo trmico en caso de falla en la primera columna.

1.3 Red de distribucin de Media Tensin Se desarrollar en este apartado, los clculos mecnicos y elctricos correspondientes a la red de media tensin. Como se ha expresado en el apartado



2.2.1 de la Memoria Descriptiva, la lnea de media tensin a disear esta compuesta por dos tramos radiales cada uno de los cuales alimenta dos de los cuatro transformadores del barrio. 1.3.1 Clculo mecnico El primer punto a tratar es la ubicacin geogrfica de los postes, lo cual esta relacionado y condicionado con la ubicacin de los transformadores (ya que cada transformador estar emplazado sobre un poste de la lnea), la trayectoria de la lnea, la entrada del Country y la longitud de los vanos. Este ltimo factor hace referencia a que la longitud del vano debe encontrarse dentro de determinados valores, por cuestiones tcnicas y econmicas. A su vez es conveniente, por una cuestin esttica, que la longitud de los vanos sean lo ms similares posibles a fin de resultar lo ms agradable posible a la vista. Es por lo expresado anteriormente, que se ha prestado particular importancia a la ubicacin de los postes. La siguiente figura y tabla muestran los vanos adoptados en cada tramo de la lnea de media tensin a disear:

Tramo Longitud de vano [m] A 79.5 B 85 C 79 D 80

Para ver la ubicacin de los transformadores y de los postes ver el Plano 2 adjunto al informe. 1.3.1.1 Clculo mecnico de conductores Estados atmosfricos Los estados atmosfricos citados en la siguiente tabla son los correspondientes a las condiciones climticas de la zona C, la cual comprende la provincia de Buenos Aires.

Estados Temperatura Velocidad del viento [km/hora]

Espesor del manguito de hielo

[mm] 1. T mxima 45 0 0 2. T mnima -10 0 0

3. T 15 130 0 4. T -5 50 0

5. T media anual 16 0 0

Caractersticas mecnicas del conductor 3x35 (Al-Al)



Seccin [mm2]

Formacin Aluminio Nxmm

Formacin Al.

Aluminio Nxmm

Dimetro exterior

aprox.[mm] Masa aprox. [kg/km]

Carga de rotura

calculada [kg]

Coef. De dilatacin

lineal [1/C]

Mdulo de elasticidad [kg/mm2]

33.54 4x2.47 3x2.47 7.42 92.7 792 23*10-6 6000

Tensiones mecnicas admisibles

Tensin de traccin especfica mxima de trabajo para el estado ms desfavorable 12 [kg/mm2] Tensin de traccin especfica mxima a

Temperatura media anual (sin viento) 4.6 [kg/mm2]

Cargas especficas

Peso propio del conductor (g1):

E1 = F,. G EHH# HI Siendo G: peso del conductor [kg/m] St: seccin transversal del conductor [mm2] como suma de la seccin de los filamentos

Entonces g1 vale: E1 = 0.092733.54 G EHH# HI = 0.0027638 G EHH# HI

Presin del viento sobre el conductor (g4)

E4 = L,. G EHH# HI Siendo Wi la fuerza del viento en kg, calculado por la expresin

= M N O#16 5 ; L =

Donde c: Coeficiente de presin dinmica. Igual a 1.1 K: coeficiente que contempla la desigualdad de la velocidad del viento a lo largo del vano. Valdr 0.85 para el estado de carga 4 y 0.75 para el estado 3 v: velocidad del viento [m/seg] d: dimetro exterior nominal del conductor [m] l: unidad de longitud del cable [m] (l=1m) d*l: Superficie unitaria expuesta normalmente al viento [m2]



Entonces g4 vale Para el estado 4:

E4 = 1.1 0.85 (8.33)#16 0.00742 G EHH# HI = 0.0008977 G EHH# HI

Y para el estado 3:

E4 = 1.1 0.75 (36.11)#16 0.00742 G EHH# HI = 0.01487 G EHH# HI

La presin resultante estar dada por la composicin de las dos cargas especficas actuantes: Para los estados 1, 2 y 5:

E = QE# + ER# = 0.002763 G EHH# HI Para el estado 3:

E = QE# + ER# = 0.015129 G EHH# HI Para el estado 4:

E = QE# + ER# = 0.002906 G EHH# HI

Determinacin del estado de base Una vez calculadas las cargas especficas para cada estado de carga, se calcular el vano crtico tomando dos estados que cumplan con la siguiente inecuacin: .S ; ES > .U ; EU Dos estados de carga que cumplen con la inecuacin son el 3 y el 2. Con estos entonces se calcular el vano crtico mediante la siguiente expresin:

V = WXY Z24 [ \.S .U]\ES# EU#] H Donde pmax = tensin mxima admisible en [kg/mm2] a= coeficiente de dilatacin trmica del cable [1/C] Entonces el vano crtico ser:

V = 12 Z24 23 10^_ \15 (10)](0.015129# 0.002763#) H = 94.77H Como el vano crtico es mayor que el vano de clculo (cualquiera de ellos), la tensin mxima se producir a una temperatura de 15 C y a una carga de 0.015129 [kg/mm2*m] correspondientes al estado 3. Tomando el estado 3 como estado base, y adoptando para l la tensin mxima admisible usada en el vano crtico se calcularn y verificarn las tensiones especficas de los otros estados, utilizando la expresin: % A # = `

(1) Siendo

A = $ [ a (. .$) V# E$# a24 $#



` = V# E$# a24 $# Donde p0=tensin especfica en el estado base [kg/mm2] E= mdulo de elasticidad [kg/mm2] t0= temperatura en el estado base [C] g0= carga especfica en el estado base

Si para algn estado de carga, no se verificara que la tensin calculada fuera menor o igual que la establecida como tensin mxima admisible se tomar esta ltima como estado base verificando nuevamente los estados. Se procede entonces a calcular la tensin especfica mediante la expresin 1 para todos los estados de carga (se tomar como longitud de vano 79 m.):

Estado de carga

Tensin especfica calculada [kg/mm2]

Tensin especfica admisible[kg/mm2]

1 5,741 12 2 13,039 12 3 12 12 4 12,365 12 5 9,513 4.6

Se observa que el estado 2, 4 y 5 poseen tensiones mayores a las admisibles. Se toma entonces cualquiera de ellos como estado bsico. En este caso se tomar el 5 y se calcularn nuevamente las tensiones especficas:

Estado de carga

Tensin especfica calculada [kg/mm2]

Tensin especfica admisible[kg/mm2]

1 2,295 12 2 7,819 12 3 8,793 12 4 7,189 12 5 4,6 4.6

De la tabla anterior se determina que (al menos para el vano de 79 m.) el estado base es el 5. Resultados de clculo mecnico de conductores Es necesario para el dimensionamiento de los soportes conocer algunos datos sobre los conductores, tales como la flecha y el tiro. Las expresiones para su clculo son:

b = E V#8 c = ,. Siendo g: carga especfica del conductor en el estado considerado [kg/mm2*m] a: longitud del vano de clculo [m] p: tensin especfica en el estado considerado [kg/mm2] St: seccin del conductor [mm2]

Se presenta entonces a continuacin los valores de tensin especfica, flecha, carga especfica y tiro para cada estado de carga y para cada vano de clculo.



VANO 7

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