INSTALACIONES ELECTRICASEl proyecto toma en cuenta los consumos
estimados de las cargas y los requerimientos tcnicos que solicitan
las mquinas a ser adquiridas por el cliente. Con base en esta
planificacin se desarrolla la distribucin elctrica del campamento.
Especficamente, el presente trabajo contempla los detalles sobre:
el dimensionamiento de las acometidas determinando las cadas de
tensin; la instalacin de los conductores y su canalizacin; el diseo
del centro de transformacin y distribucin; el uso de tableros y la
seleccin de protecciones y la puesta a tierra de toda la
instalacin.Se explican mediante planos, diagramas y esquemas la
distribucin de la instalacin elctrica, se especifica tambin el
sistema de emergencia, la seleccin de protecciones y la seleccin de
transformadores.1). LA DISTRIBUCION ELECTRICALa distribucin
elctrica debe suplir dos cargas principales, la zona de maquinarias
y el resto del campamento. Los equipos y cargas presentan un
consumo de 2 MVA. Ante la peticin de las cargas, se asumi que la
empresa de servicios debe acondicionar la subestacin ms cercana y
conveniente para el despacho llamada UNCP.2). ESTIMACIN DE DEMANDA
La demanda del campamento se conforma por diversos tipos de carga.
Los equipos industriales que se encuentran funcionando en el
campamento, alimentados por el transformador de 2000kVA conectado a
la acometida de media tensin A4. Por ltimo estn las cargas de los
servicios de oficinas e iluminacin general alimentados por la
acometida de baja tensin A2. En la siguiente seccin se presentan
los factores usados para cada tipo de carga. La estimacin total de
la carga del campamento toma en cuenta los criterios establecidos
por el cliente y por los proveedores de maquinaria.2.1). EQUIPOS
INDUSTRIALES Y MAQUINARIAS. El campamento est equipado, entre las
cargas ms relevantes, con: gra pluma, gras puente con capacidad de
52T, planta de concreto, ventiladores, bombas de achique,
compresores, iluminacin, sistemas contra fuego y tomas de fuerza
industrial. Estos equipos representan cargas importantes dentro de
la estimacin neta del consumo para el campamento. La suma de las
demandas nominales de estas cargas arroja un total de 1465kVA. Este
consumo es alimentado desde el transformador de 2000kVA ubicado en
el centro de distribucin de media tensin.Dentro de las cargas
industriales se destacan los motores y las soldadoras por su alto
consumo de potencia, en sus perodos de tipo transitorio y
subtransitorio, al arrancar. Estos eventos de arranque y parada no
siguen un patrn fijo. Para estimar la demanda se hace a partir del
caso de demanda crtica mayor, que se puede presentar en esta
operacin aleatoria. Los factores aplicados a la carga industrial
cuentan con la salvedad de un funcionamiento continuo, ya que el
campamento requiere un rgimen de trabajo de tres turnos para
cumplir con los tiempos previstos de realizacin de la obra. Esto se
refiere a lograr trabajar la mayor cantidad de horas en un da.2.2).
EQUIPOS DE OFICINAS Y AFINES La carga de oficinas, vestuario,
comedor y vigilancia representan una carga aproximada de 300kVA,
repartidos entre el voltaje de 480/277V y 208/110V. En los equipos
de oficina se ubican sistemas de aire acondicionado con un consumo
total estimado en 30kVA. Sumado a esta carga se encuentran todos
los equipos alimentados por toma corrientes de uso general y de la
iluminacin. Los equipos de emergencia como bombas de agua para
sistema contra incendios tambin estn incluidos dentro de este
estimado El subtablero de oficina queda alimentado desde un
transformador de 480/208V con 150kVA.Con el fin de poder tener un
campamento de tipo modular, que se pueda mover con facilidad para
la siguiente locacin de perforacin, las oficinas son hechas a
partir de mdulos tipo contenedor. Estos mdulos tienen servicio de
aire acondicionado por medio de unidades Split y unidades de
ventana, cuentan con tomas de corriente para alimentar equipos de
cafetera, de escritorio, impresin, copiado y uso general. Los
conteiner tienen sistema de iluminacin y sistema de alarmas contra
incendio. La carga de oficinas es suplida desde un subtablero
derivado de un transformador 150kVA 480/208V. Las cargas de
iluminacin son alimentadas a 480V. La distribucin interna y el
proyecto elctrico de los mdulos no entran dentro del alcance de
este proyecto.El rea de vestuarios, comedor y vigilancias son
cargas sencillas de iluminacin y tomas de fuerza con consumos
reducidos.
Redes elctricas en las oficinas y dormitorios de los ingenieros
y tcnicos
Redes elctricas en los dormitorios de los peones
Redes elctricas en el comedor
3). SELECCIN DEL CALIBRE DE LOS ALIMENTADORES. 3.1) SELECCIN
ALIMENTADORES BAJA TENSIN. Los alimentadores propuestos para esta
instalacin industrial son cables de cobre, trenzado revestido, tipo
THHN, THW y XLPE. Para la distribucin de la baja tensin se usan
conductores de tipo 48THHN/THWN. El revestimiento THHN consta de
una chaqueta de nylon con propiedades idneas para la instalacin en
este tipo de ambientes: - Apropiados para instalarse en lugares
hmedos o secos. - Gran resistencia a la abrasin, al aceite y a los
agentes qumicos. - Anti-flama, resistente a la propagacin de
incendios. El calibre mnimo a usar en la instalacin es #12 an
cuando ste quede sobredimensionado en los clculos, hay que tener en
cuenta que la instalacin de tipo industrial debe contar con
contingencias y por normas de la empresa establece esto.3.2).
DIMENSIONAMIENTO DE TRANSFORMADORES Y TABLEROS PRINCIPALES Con los
valores de demanda, para el campamento, se debe seleccionar los
tableros y transformadores para la distribucin en baja tensin. La
acometida en 480V suple en la primera etapa 300kVA, esta se recibe
en un mdulo de medicin de la compaa de servicios de la Electricidad
de Caracas C.A., que luego va al tablero principal. La capacidad
del interruptor principal para esta etapa es de 3X400A, a partir de
este se conecta el tablero principal de 18 espacios. Este tablero
distribuye a un subtablero de iluminacin, otro de servicios
auxiliares y a un transformador 480/208V de 150kVA.La acometida de
media tensin se conecta con un transformador de 2000kVA con una
proteccin en de fusibles en el lado de alta y un interruptor de
3x1700A tipo ND, con capacidad de interrupcin de 50kA en el lado de
baja. Luego se conecta un tablero principal de 48 espacios y un
voltaje de 480V. De este tablero se distribuye la electricidad para
las cargas industriales. El transformador seleccionado baja tensin
es de tipo seco con una potencia de 150kVA. Sus funcin es llevar el
voltaje de 480V a 208/110V para alimentar las cargas de oficina y
las tomas de uso general en el campamento. Este transformador se
ubica dentro de la caseta de distribucin B.T. El transformador de
2000kVA es de tipo ACEITE. La salida de este equipo va a un
transfer manual que selecciona entre la planta auxiliar y la
alimentacin principal.4). MDULO DE DISTRIBUCION En funcin de los
requerimientos del cliente para crear un proyecto modular, se dise
una celda de distribucin modular. Basado en esto se plantea un
mdulo de 2.5m. de largo 2.8m. de profundidad y una altura de 2,3m.,
adentro se aloja el tablero principal de B.T. y dos subtableros.
Dentro tambin se encuentra el transformador seco reductor de
150kVA. El mdulo est construido en su totalidad por hierro con
acabados de alta resistencia a los efectos ambientales y agentes
corrosivos. Sus puertas se abren en un ngulo de 180 para dar fcil
acceso a todo su interior. Adosado al mdulo se encuentra un
gabinete con los equipos de medicin de la compaa de servicios. Los
detalles de este diseo pueden verse en los anexos. En la figura se
observan unas perspectivas del diseo.
Vistas en perspectiva del mdulo de baja tensin y el armario de
medicin.
5). SISTEMA DE CANALIZACIONES. La distribucin de los
alimentadores en baja tensin para cada zona del campamento se hace
a travs de bancadas y tanquillas. Los empalmes para llegar a los
tableros se hacen con tuberas tipo Conduit. Las bancadas constan de
tubo PVC de tipo elctrico con un dimetro acorde al nmero de
conductores que se van a canalizar, son vaciadas con un concreto
pesado de 250kg/cm para soportar el paso de camiones cargados con
material pesado. Los tubos de canalizacin PVC son llenadas a un
mximo de 40% dejando un espacio de reserva para el paso de algn
conductor extra si se requiere y evitando sobrecalentamientos por
exceso de calor generado. De las tanquillas donde se tienen las
terminaciones o empalmes de las bancadas se derivan en sitios
especficos, tuberas tipo Conduit, con sus accesorios para empalmar
con los subtableros de donde se distribuyen los circuitos ramales.
La canalizacin de la media tensin est propuesta en bancadas
recubiertas con concreto pesado; al igual que en baja tensin. El
tramo de canalizacin que va desde la celda de seccionamiento hasta
el prtico, es hecho en bancada, una vez entrado en el tnel el
alimentador de media tensin va colocado superficialmente sobre
perchas fijadas a los anillos de concreto.
5.1). CAJAS DE EMPALME MEDIA TENSION El conductor va instalado
en secciones de 100m. El empalme de de cada tramo se hace en una
caja metlica dotada de tres aisladores independientes. Cada
aislante de cermica va fijado a la placa del fondo de la caja, en
el otro extremo se le coloca un dispositivo de pernos donde se hace
la unin del conductor. El mtodo para la conexin es de tipo lpiz, en
ambos extremos se exponen 5cm. de cable y son fijados al
dispositivo de conexin mediante tornillos. La disposicin de estos
elementos dentro de la caja puede verse en la figura . Para ms
detalles se pueden ver las laminas presentadas en la seccin de
anexos.
Detalle de caja de empalme de baja tensin
6). NIVELES LUMINOSOS, Y TIPOS DE LMPARAS El diseo del alumbrado
debe cumplir con los lux mnimos requeridos para cada rea. En esta
seccin se detallan los datos de las luminarias 6.1) Iluminacin
Ordinaria y de Trabajo: La iluminacin para el campamento ser
dividida en dos tipos. Una parte se encarga de iluminar la parte
perifrica por medio de luminarias de 400W de tipo HPS. Estas se
ubican en postes de 9 metros con lo cual se obtiene una distribucin
uniforme de las cantidades lumnicas.7). SISTEMA DE PUESTA A TIERRA.
La puesta a tierra en el campamento se realiza usando una puesta de
malla interconectada. En funcin de la distribucin de las zonas y la
llegada de las acometidas se dispone de dos mallas de tierra para
lograr una instalacin segura. La malla para la seccin de media
tensin es formada por una cuadricula de 8x4 recuadros de 2 metros
por lado cada uno. El conductor de la periferia es de cobre calibre
500mcm desnudo, mientras que los internos son de cobre, desnudos y
de calibre 4/0. Esta configuracin va enterrada 40 cm y anclada por
6 barras Cooperweld. La soldadura de unin entre estos conductores y
entre los conductores y las barras es de tipo exotrmica para
garantizar la unin ante factores externos como la humedad.
Conectada a esta malla se encuentra otra con la misma configuracin
en la cercana del centro de distribucin de baja tensin.
Detalle de pozo a tierra
8). CARACTERSTICAS ELCTRICAS DEL SISTEMA Para los efectos de los
clculos elctricos de la acometida, se tienen en cuenta las
siguientes caractersticas. - Tensin nominal de la red 12,47 kV -
Tensin mxima de servicio 12,6 kV - Frecuencia nominal 60 Hz -
Factor de potencia 0,80 (atraso) - Conexin del neutro:
Efectivamente puesta a tierra - Potencia de cortocircuito mnima 250
MVA
CONCLUSIONES Los proyectos de instalaciones elctricas deben
estar enmarcados y diseados bajo las normas referentes a la
materia, principalmente bajo el Cdigo Elctrico Nacional, as como
tambin respecto a CADAFE, Electricidad de Caracas y cualquier otra
normativa aplicable de acuerdo a la naturaleza del proyecto a
realizar.
Como hallazgo del presente trabajo, es importante destacar que
si bien las normas garantizan seguridad y confiabilidad,
generalmente no son garantes de la economa en el proyecto, ya que
en el mercado si bien existen diversas opciones para una misma
aplicacin, la norma no necesariamente contempla aquella opcin ms
econmica.
Por otra parte, las opciones existentes en el mercado, reducen
costos integrando ciertas funciones; sin embargo, esta posibilidad
tampoco es contemplada por la normativa aplicable, restringindose a
alternativas en ocasiones obsoletas o de limitadas funciones.
En este proyecto se uso el criterio de menor costo, a peticin
del cliente, escogiendo un dispositivo de transferencia manual.