CONVENIO INTERADMINISTRATIVO No 12 ENTRE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA Y EL SERVICIO GEOLÓGICO COLOMBIANO. SUBESTACIÓN 1 (SERIE 3) CENTRO DE EXCELENCIA EN GEOCIENCIAS Diagonal 53 N0. 34 - 53, Bogotá D.C. MEMORIAS DE CALCULO SUBESTACIÓN 1 ODRQ Y CIA SAS CRA 46 N152-46-OF 504 3132834077 [email protected]Rad. Fecha de Emisión Descripción Diseñado por RAD01 20/11/2017 Proyecto Subestación, primera revisión Jonatan Duque MEMORIAS CENTRO DE EXCELENCIA EN GEOCIENCIAS. BLOQUE 1 Elaboró: Nombre Ing. Jonatan Duque Lozano Profesión Ingeniero Electricista M.P. CN205-119414 FECHA 25-Noviembre-2017
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
CONVENIO INTERADMINISTRATIVO No 12 ENTRE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA Y EL SERVICIO GEOLÓGICO COLOMBIANO.
SUBESTACIÓN 1 (SERIE 3) CENTRO DE EXCELENCIA EN GEOCIENCIAS
DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO El suministro de energía eléctrica para el proyecto oficial del edificio del centro de excelencia en estudios de la tierra, se proyecta alimentar desde las redes eléctricas de distribución en media tensión del operador de red local (OR), CODENSA S.A. ESP, y se instalarán Una subestaciones tipo Capsuladas, para la cual se seleccionaron 3 transformadores de 300KVA, 300KVA, 1000kVA tipo secos para la subestación instalados en sótano. El proyecto cuenta con suplencia total. A la subestación se llegará a través de una red subterránea desde el punto de alimentación definido por el OR donde se interceptara la red subterránea existente, colocando una caja de maniobras en caja de inspección, de allí se dejara una salida para la subestación 1, entrando al predio por el costado nororiental hasta el cuarto de distribución de media tensión. Allí se recibe la media tensión de 11400 voltios, con un tren de celdas de línea en SF6, dejando prevista otra celda de línea para una salida disponible y otra celda de salida hacia la subestación 2.
1. ANALISIS DE CUADRO DE CARGAS INICIALES Y FUTURAS, INCLUYENDO ANALISIS DE FACTOR DE POTENCIA
Y ARMONICOS. En este ítem se evaluaran tres aspectos por separado: Carga Instalada. 1.1. Análisis de armónicos: De acuerdo a lo estipulado en el estándar IEEE 519 de 1992. Las principales fuentes de armónicos son las siguientes: Convertidores, hornos de arco, compensador de VAR estático, inversores, controles de fase electrónicos, ciclos convertidores, variadores de modulación de ancho de pulso. El proyecto en asunto no cuenta con ninguna de estas cargas, Las únicas fuentes que se puede considerar generan armónicos es la iluminación led, y los equipos de cómputo. Que representan 20% y 30% de la carga total del bloque 1. El proyecto los drivers de las luminarias cumplen con las condiciones armónicas máximas establecidas por estándares como IEC-61000-3-2 que especifica los límites permitidos de corrientes armónicas inyectadas en el sistema de suministro público por parte de aparatos eléctricos y electrónicos que tienen un consumo menor o igual a 16 A por fase en un sistema de baja tensión. Es imposible calcular el contenido armónico total de una instalación desde diseño, ya que sabemos que el espectro armónico y su magnitud cambian dependiendo de los equipos conectados, se debe poner en funcionamiento la instalación y medir durante un ciclo de funcionamiento prudente como lo es un mes, realizar un análisis de armónicos y corregir los problemas con la implementación de filtros activos que minimicen los efectos nocivos de la distorsión armónica producida por esta tecnología. 1.2. Análisis de Factor de Potencia. 1.2.1. Transformador 1 Y 3 (servicios comunes y universidad nacional): Las únicas cargas no lineales del proyecto son de tipo inductivas (motores de gran eficiencia en laboratorios, ascensores y bombas hidráulicas) que representan tan solo en 11% de la carga instalada en estos transformadores, teniendo un factor de potencia general de 0.89, instalaremos un banco de condensadores para inyectar potencia reactiva en atraso y corregir el factor de potencia a 0.93 que es un factor aceptable.
transformador 300KVA
Cos Ø instalación diseñada: 0,89 Factor K (kVAr/kW) 0,117
Coseno Ø requerido: 0,93 Valor kVAr requerido(400KVA*K): 35,10
N° de Etapas requeridas por el sistema: 4 FIJO VARIABLE 1 VARIABLE 2
1.2.2. Transformador 4 (servicio geológico colombiano): Las únicas cargas no lineales del proyecto son de tipo inductivas (motores de gran eficiencia en laboratorios), que representan tan solo en 15% de la carga instalada en estos transformadores, teniendo un factor de potencia general de 0.85, instalaremos un banco de condensadores para inyectar potencia reactiva en atraso y corregir el factor de potencia a 0.90 que es un factor aceptable.
1.3. Análisis de cuadro de cargas iniciales y futuras: Para el análisis de carga, se muestra a continuación el cuadro de resumen de las cargas del proyecto se tomó como base los cuadros de cargas y diagramas unifilares, que están incluidos en los planos del proyecto en los cuales se evidencia detalladamente la información referente a cargas eléctricas (por circuito, por fase, totales), capacidad de las protecciones, numero de circuitos, y descripción de la carga que maneja cada uno. La carga del bloque 1 consta de tres cargas: servicios comunes, universidad nacional, y servicio geológico colombiano. 1.3.1. Cargas servicio Comunes (S.C).
transformador 1000KVA
Cos Ø instalación diseñada: 0,85 Factor K (kVAr/kW) 0,136
Coseno Ø requerido: 0,9 Valor kVAr requerido(1000KVA*K): 136,00
N° de Etapas requeridas por el sistema: 4 FIJO 3 X VARIABLE
Descripción (Nombre del tablero.) Fuente. Ubicación Carga Instalada
(kVA)
Carga Instalada
tomas(KVA)
Carga
Diversificada
de tomas
Carga Instalada
Ascensores
(kVA)
Carga
Diversificada
Ascensores(KVA
)
Cargas Inst Tomas
Especiales(KVA)
Carga Total
Tablero Circuitos
final
Carga Total Tablero
Distribución
Tablero de Bombas. (T-BS).
(Suministro, Eyectoras)
Diagram Unifi lar Bombas Sotano
(Cuarto de bombas)
55.00 kVA 55.00 kVA
ASCENSOR 5 SOTANO A PISO 1 ESPECIFICACION ASC PISO 1 ASCENSOR 10.00 kVA 10.00 kVA 10.00 kVA
(T-TNS) TAB DE TOMAS NORMALES SOTANO CUADRO DE CARGAS FUERA SUBESTACION 1 15.00 kVA 6.00 kVA 9.00 kVA 15.00 kVA(T-ILS) TABLERO DE ILUMINACION SOTANO CUADRO DE CARGAS FUERA SUBESTACION 1 10.00 kVA 10.00 kVA(T-AAS)T- HVAC SOTANO CUADRO DE CARGAS FUERA SUBESTACION 1 15.00 kVA 15.00 kVAAscensor 1 SGC ESPECIFICACION ASC (Cuarto de Maquinas) 10.00 kVA 10.00 kVA 10.00 kVA
Ascensor 2 SGC ESPECIFICACION ASC (Cuarto de Maquinas) 10.00 kVA 10.00 kVA 10.00 kVA
Ascensor 3 SGC ESPECIFICACION ASC (Cuarto de Maquinas) 10.00 kVA 10.00 kVA 10.00 kVA
* 30.00 kVA 27.00 kVATablero Iluminacion Cubierta B (T-ILPCB) Estimada Cubierta tecnica B 3.00 kVA 3.00 kVATA-17-B1 (HVAC) Diagram Unifi lar HVAC Cubierta tecnica B 2.00 kVA 2.00 kVATablero Casillas Cubierta B (T-CASCB) Cuadro de cargas T-CASCB Cubierta tecnica B 3.00 kVA 3.00 kVAT-EQPCB (T. EQUIPOS CUBIERTA-B) Cuadro de carga TGA 1 Cubierta tecnica B 38.00 kVA 35.00 kVA
Ascensor 4 UN ESPECIFICACION ASC (Cuarto de Maquinas) 10.00 kVA 10.00 kVA 10.00 kVA
Ascensor 5 UN ESPECIFICACION ASC (Cuarto de Maquinas) 10.00 kVA 10.00 kVA 10.00 kVA
* 20.00 kVA 19.00 kVATablero Iluminacion Cubierta B (T-ILPCA) Estimada Cubierta tecnica A 3.00 kVA 3.00 kVATA-15-B1 (HVAC) Diagram Unifi lar HVAC Cubierta tecnica A 2.00 kVA 2.00 kVATablero Casillas Cubierta A (T-CASCA) Cuadro de cargas T-CASCA Cubierta tecnica A 3.00 kVA 3.00 kVAT-EQPCA (T. EQUIPOS CUBIERTA-A) Cuadro de carga TGA 1 Cubierta tecnica B 28.00 kVA 27.00 kVA
T-TOMAS REGULADO PISO 1 (T-TRP1) CUADRO CARGAS T-TRP1 CUARTO MYC PISO 1 3.00 kVA 3.00 kVA 3.00 kVAT-TOMAS NORMALES PISO 1-A (T-TNP1-A) CUADRO CARGAS T-TRP1A CUARTO MYC PISO 1 4.50 kVA 2.50 kVA 2.00 kVA 4.50 kVAT-TOMAS NORMALES PISO 1-B (T-TNP1-B) CUADRO CARGAS T-TRP1B VESTIER MUJER PISO 1 6.50 kVA 5.50 kVA 1.00 kVA 6.50 kVAT-TOMAS NORMALES PLANTA BAJA (T-TNPB) CUADRO CARGAS T-TNPB CUARTO ASEO 50.00 kVA 24.00 kVA 17.00 kVA 26.00 kVA 43.00 kVAT-TOMAS REGULADAS PLANTA BAJA (T-TRPB) CUADRO CARGAS T-TRPB CUARTO ASEO 22.00 kVA 22.00 kVA 16.00 kVA 16.00 kVA
** 33.50 kVA 29.00 kVA 62.50 kVAT-ILUMINACION PISO 1-A (T-ILP1-A) CUADRO CARGAS T-ILP1-A CUARTO MYC PISO 1 7.00 kVA 7.00 kVAT-ILUMINACION PISO 1-B (T-ILP1-B) CUADRO CARGAS T-ILP1-B VESTIER MUJER PISO 1 7.00 kVA 7.00 kVAT-ILUMINACION PLANTA BAJA (T-ILPB) CUADRO CARGAS T-ILPB CUARTO ASEO 16.00 kVA 16.00 kVA(T-ILEXT )T- ILUMINACION EXTERIOR CUADRO DE CARGAS NO DEFINIDO 8.00 kVAT-HCAV PLANTA BAJA (T-AAPB) CUADRO CARGAS T-AAPB CUARTO ASEO 7.00 kVA 7.00 kVAT-EQPB (T. EQUIPOS PLANTA BAJA Cuadro de carga TGA 1 Cubierta tecnica B 131.00 kVA 99.50 kVAReserva T-EQPCA 10.00 kVA
Descripción (Nombre del tablero.) Fuente. Ubicación Carga Instalada
(kVA)
Carga Instalada
tomas(KVA)
Carga
Diversificada
de tomas
Carga Instalada
Ascensores
(kVA)
Carga
Diversificada
Ascensores(KVA
)
Cargas
Especiales(KVA)
Carga Total
Tablero Circuitos
final
Carga Total Tablero
Distribución
T-TOMAS NORMALES PISO 2-A (T-TNP2-A) CUADRO CARGAS T-TNP2A C.TECNICO PISO 2-A 20.00 kVA 13.00 kVA 11.50 kVA 7.00 kVA 18.50 kVAT-TOMAS REGULADAS PISO 2-A (T-TRP2-A) CUADRO CARGAS T-TRP2A C.TECNICO PISO 2-A 18.00 kVA 12.00 kVA 11.00 kVA 6.00 kVA 17.00 kVA
** 17.50 kVA 13.00 kVA 30.50 kVAT-ILUMINACION PISO 2-A (T-ILP2-A) CUADRO CARGAS T-ILP2-A C.TECNICO PISO 2-A 7.00 kVA 7.00 kVAT-HCAV PLANTA BAJA (T-AAP2) CUADRO CARGA TAAP2 C.TECNICO PISO 2-A 33.00 kVA 33.00 kVAT-EQP2A (T. EQUIPOS PISO 2 A) Cuadro de carga TGA 2 C.TECNICO PISO 2-B 78.00 kVA 70.50 kVAReserva T-EQP2A 10.00 kVAT-TOMAS NORMALES PISO 2-B (T-TNP2-B) CUADRO CARGAS T-TNP2B C.TECNICO PISO 2-B 16.00 kVA 11.00 kVA 10.50 kVA 5.00 kVA 15.50 kVAT-TOMAS REGULADAS PISO 2-B (T-TRP2-B) CUADRO CARGAS T-TRP2B C.TECNICO PISO 2-B 15.00 kVA 12.00 kVA 11.00 kVA 3.00 kVA 14.00 kVA
** , 16.50 kVA 8.00 kVA 24.50 kVAT-ILUMINACION PISO 2-B (T-ILP2-B) CUADRO CARGAS T-ILP2B C.TECNICO PISO 2-B 7.00 kVA 7.00 kVAT-HVAC PLANTA P2B RESERVA C.TECNICO PISO 2-B 10.00 kVA 10.00 kVAT-EQP2B (T. EQUIPOS PISO 2 B) Cuadro de carga TGA 2 C.TECNICO PISO 2-B 48.00 kVA 41.50 kVAReserva T-EQP2B 10.00 kVAT-TOMAS NORMALES PISO 3-A (T-TNP3-A) CUADRO CARGAS T-TNP3A C.TECNICO PISO 3-A 27.00 kVA 19.00 kVA 14.50 kVA 8.00 kVA 22.50 kVAT-TOMAS REGULADAS PISO 3-A (T-TRP3-A) CUADRO CARGAS T-TRP3A C.TECNICO PISO 3-A 18.00 kVA 12.00 kVA 11.00 kVA 6.00 kVA 17.00 kVA
** 20.50 kVA 14.00 kVA 34.50 kVAT-ILUMINACION PISO 3-A (T-ILP3-A) CUADRO CARGAS T-ILP3-A C.TECNICO PISO 3-A 7.00 kVA 7.00 kVAT-HCAV PLANTA BAJA (T-AAP3) CUADRO CARGA TAAP3 C.TECNICO PISO 3-A 3.00 kVA 3.00 kVAT-EQP3A (T. EQUIPOS PISO 3 A) Cuadro de carga TGA 2 C.TECNICO PISO 3-B 55.00 kVA 44.50 kVAReserva T-EQP3A 10.00 kVAT-TOMAS NORMALES PISO 3-B (T-TNP3-B) CUADRO CARGAS T-TNP3B C.TECNICO PISO 3-B 18.00 kVA 13.00 kVA 11.50 kVA 5.00 kVA 16.50 kVAT-TOMAS REGULADAS PISO 3-B (T-TRP3-B) CUADRO CARGAS T-TRP3B C.TECNICO PISO 3-B 18.00 kVA 15.00 kVA 12.50 kVA 3.00 kVA 15.50 kVA
** 19.00 kVA 8.00 kVA 27.00 kVAT-ILUMINACION PISO 3-B (T-ILP3-B) CUADRO CARGAS T-ILP3B C.TECNICO PISO 3-B 7.00 kVA 7.00 kVAT-HVAC PLANTA P3B RESERVA C.TECNICO PISO 3-B 10.00 kVA 10.00 kVAT-EQP3B (T. EQUIPOS PISO 3 B) Cuadro de carga TGA 2 C.TECNICO PISO 3-B 53.00 kVA 44.00 kVAReserva T-EQP3B 10.00 kVAT-TOMAS NORMALES PISO 4-A (T-TNP4-A) CUADRO CARGAS T-TNP4A C.TECNICO PISO 4-A 9.00 kVA 4.00 kVA 5.00 kVA 9.00 kVAT-TOMAS REGULADAS PISO 4-A (T-TRP4-A) CUADRO CARGAS T-TRP4A C.TECNICO PISO 4-A 13.00 kVA 10.00 kVA 3.00 kVA 13.00 kVA
** 12.00 kVA 8.00 kVA 20.00 kVAT-ILUMINACION PISO 4-A (T-ILP4-A) CUADRO CARGAS T-ILP4-A C.TECNICO PISO 4-A 7.00 kVA 7.00 kVAT-HCAV PLANTA BAJA (T-AAP4) RESERVA C.TECNICO PISO 4-A 10.00 kVA 10.00 kVAT-EQP4A (T. EQUIPOS PISO 4 A) Cuadro de carga TGA 2 C.TECNICO PISO 4-B 39.00 kVA 37.00 kVAReserva T-EQP4A 10.00 kVAT-TOMAS NORMALES PISO 4-B (T-TNP4-B) CUADRO CARGAS T-TNP4B C.TECNICO PISO 4-B 21.00 kVA 13.00 kVA 11.50 kVA 8.00 kVA 19.50 kVAT-TOMAS REGULADAS PISO 4-B (T-TRP4-B) CUADRO CARGAS T-TRP4B C.TECNICO PISO 4-B 14.00 kVA 11.00 kVA 10.50 kVA 3.00 kVA 13.50 kVA
** 17.00 kVA 11.00 kVA 28.00 kVAT-ILUMINACION PISO 4-B (T-ILP4-B) CUADRO CARGAS T-ILP4B C.TECNICO PISO 4-B 7.00 kVA 7.00 kVAT-HVAC PLANTA P4B RESERVA C.TECNICO PISO 4-B 10.00 kVA 10.00 kVAT-EQP4B (T. EQUIPOS PISO 4 B) Cuadro de carga TGA 2 C.TECNICO PISO 4-B 52.00 kVA 45.00 kVAReserva T-EQP4B 10.00 kVA
325.00 kVA 145.00 kVA 62.00 kVA60.00 kVA
CARGA INSTALADA SIN RESERVARESERVAS CRECIMIENTO DE TABLEROS
Descripción (Nombre del tablero.) Fuente. Ubicación Carga Instalada
(kVA)
Carga Instalada
tomas(KVA)
Carga
Diversificada
de tomas
Carga Instalada
Ascensores
(kVA)
Carga
Diversificada
Ascensores(KVA
)
Cargas
Especiales(KVA)
Carga Total
Tablero Circuitos
final
Carga Total Tablero
Distribución
T-TOMAS NORMALES PISO 5-A (T-TNP5-A) CUADRO CARGAS T-TNP5A C.TECNICO PISO 5-A 19.00 kVA 14.00 kVA 12.00 kVA 5.00 kVA 17.00 kVAT-TOMAS REGULADAS PISO 5-A (T-TRP5-A) CUADRO CARGAS T-TRP5A C.TECNICO PISO 5-A 14.00 kVA 11.00 kVA 10.50 kVA 3.00 kVA 13.50 kVA
** 17.50 kVA 8.00 kVA 25.50 kVAT-ILUMINACION PISO 5-A (T-ILP5-A) CUADRO CARGAS T-ILP5-A C.TECNICO PISO 5-A 5.00 kVA 5.00 kVAT-HCAV PLANTA BAJA (T-AAP5) CUADRO CARGA TAAP5 C.TECNICO PISO 5-A 5.00 kVA 10.00 kVAT-EQP5A (T. EQUIPOS PISO 5 A) C.TECNICO PISO 5-B 43.00 kVA 40.50 kVAReserva T-EQP5A (20%) 9.50 kVAT-TOMAS NORMALES PISO 5-B (T-TNP5-B) CUADRO CARGAS T-TNP5B C.TECNICO PISO 5-B 23.00 kVA 18.00 kVA 14.00 kVA 5.00 kVA 19.00 kVAT-TOMAS REGULADAS PISO 5-B (T-TRP5-B) CUADRO CARGAS T-TRP5B C.TECNICO PISO 5-B 17.00 kVA 14.00 kVA 12.00 kVA 3.00 kVA 15.00 kVA
** , 21.00 kVA 8.00 kVA 29.00 kVAT-ILUMINACION PISO 5-B (T-ILP5-B) CUADRO CARGAS T-ILP5B C.TECNICO PISO 5-B 8.00 kVA 8.00 kVAT-HVAC PLANTA P5B RESERVA C.TECNICO PISO 5-B 5.00 kVA 10.00 kVAT-EQP5B (T. EQUIPOS PISO 5 B) C.TECNICO PISO 5-B 53.00 kVA 47.00 kVAReserva T-EQP5B (20%) 3.00 kVA
T-TOMAS NORMALES PISO 6-A (T-TNP6-A) CUADRO CARGAS T-TNP6A C.TECNICO PISO 6-A 20.00 kVA 15.00 kVA 12.50 kVA 5.00 kVA 17.50 kVAT-TOMAS REGULADAS PISO 6-A (T-TRP6-A) CUADRO CARGAS T-TRP6A C.TECNICO PISO 6-A 15.00 kVA 12.00 kVA 11.00 kVA 3.00 kVA 14.00 kVA
** 18.50 kVA 8.00 kVA 26.50 kVAT-ILUMINACION PISO 6-A (T-ILP6-A) CUADRO CARGAS T-ILP6-A C.TECNICO PISO 6-A 5.00 kVA 5.00 kVAT-HCAV PLANTA BAJA (T-AAP6) CUADRO CARGA TAAP6 C.TECNICO PISO 6-A 5.00 kVA 10.00 kVAT-EQP6A (T. EQUIPOS PISO 6 A) C.TECNICO PISO 6-B 45.00 kVA 41.50 kVAReserva T-EQP6A (20%) 8.50 kVAT-TOMAS NORMALES PISO 6-B (T-TNP6-B) CUADRO CARGAS T-TNP6B C.TECNICO PISO 6-B 24.00 kVA 19.00 kVA 14.50 kVA 5.00 kVA 19.50 kVAT-TOMAS REGULADAS PISO 6-B (T-TRP6-B) CUADRO CARGAS T-TRP6B C.TECNICO PISO 6-B 17.00 kVA 14.00 kVA 12.00 kVA 3.00 kVA 15.00 kVA
** , 21.50 kVA 8.00 kVA 29.50 kVAT-ILUMINACION PISO 6-B (T-ILP6-B) CUADRO CARGAS T-ILP6B C.TECNICO PISO 6-B 8.00 kVA 8.00 kVAT-HVAC PLANTA P6B RESERVA C.TECNICO PISO 6-B 7.00 kVA 7.00 kVAT-EQP6B (T. EQUIPOS PISO 6 B) C.TECNICO PISO 6-B 56.00 kVA 44.50 kVAReserva T-EQP6B 5.50 kVA
T-TOMAS NORMALES PISO 7-A (T-TNP7-A) CUADRO CARGAS T-TNP7A C.TECNICO PISO 7-A 20.00 kVA 15.00 kVA 12.50 kVA 5.00 kVA 17.50 kVAT-TOMAS REGULADAS PISO 7-A (T-TRP7-A) CUADRO CARGAS T-TRP7A C.TECNICO PISO 7-A 15.00 kVA 12.00 kVA 11.00 kVA 3.00 kVA 14.00 kVA
** 18.50 kVA 8.00 kVA 26.50 kVAT-ILUMINACION PISO 7-A (T-ILP7-A) CUADRO CARGAS T-ILP7-A C.TECNICO PISO 7-A 5.00 kVA 5.00 kVAT-HCAV PLANTA BAJA (T-AAP7) RESERVA C.TECNICO PISO 7-A 5.00 kVA 10.00 kVAT-EQP7A (T. EQUIPOS PISO 7 A) C.TECNICO PISO 7-B 45.00 kVA 41.50 kVAReserva T-EQP7A 8.50 kVAT-TOMAS NORMALES PISO 7-B (T-TNP7-B) CUADRO CARGAS T-TNP7B C.TECNICO PISO 7-B 27.00 kVA 22.00 kVA 16.00 kVA 5.00 kVA 21.00 kVAT-TOMAS REGULADAS PISO 7-B (T-TRP7-B) CUADRO CARGAS T-TRP7B C.TECNICO PISO 7-B 21.00 kVA 18.00 kVA 14.00 kVA 3.00 kVA 17.00 kVA
** , 25.00 kVA 8.00 kVA 33.00 kVAT-ILUMINACION PISO 7-B (T-ILP7-B) CUADRO CARGAS T-ILP7B C.TECNICO PISO 7-B 8.00 kVA 8.00 kVAT-HVAC PLANTA P7B RESERVA C.TECNICO PISO 7-B 5.00 kVA 10.00 kVAT-EQP7B (T. EQUIPOS PISO 7 B) C.TECNICO PISO 7-B 61.00 kVA 51.00 kVAReserva T-EQP7B 9.00 kVA
T-TOMAS NORMALES PISO 8-A (T-TNP8-A) CUADRO CARGAS T-TNP8A C.TECNICO PISO 8-A 20.00 kVA 15.00 kVA 12.50 kVA 5.00 kVA 17.50 kVAT-TOMAS REGULADAS PISO 8-A (T-TRP8-A) CUADRO CARGAS T-TRP8A C.TECNICO PISO 8-A 15.00 kVA 12.00 kVA 11.00 kVA 3.00 kVA 14.00 kVA
** 18.50 kVA 8.00 kVA 26.50 kVAT-ILUMINACION PISO 8-A (T-ILP8-A) CUADRO CARGAS T-ILP8-A C.TECNICO PISO 8-A 5.00 kVA 5.00 kVAT-HCAV PLANTA BAJA (T-AAP8) RESERVA C.TECNICO PISO 8-A 5.00 kVA 5.00 kVA
T-EQP8A (T. EQUIPOS PISO 8 A) C.TECNICO PISO 8-B 45.00 kVA 36.50 kVAReserva T-EQP8A 3.50 kVAT-TOMAS NORMALES PISO 8-B (T-TNP8-B) CUADRO CARGAS T-TNP8B C.TECNICO PISO 8-B 23.00 kVA 18.00 kVA 14.00 kVA 5.00 kVA 19.00 kVAT-TOMAS REGULADAS PISO 8-B (T-TRP8-B) CUADRO CARGAS T-TRP8B C.TECNICO PISO 8-B 19.00 kVA 16.00 kVA 13.00 kVA 3.00 kVA 16.00 kVA
** , 22.00 kVA 8.00 kVA 30.00 kVAT-ILUMINACION PISO 8-B (T-ILP8-B) CUADRO CARGAS T-ILP8B C.TECNICO PISO 8-B 8.00 kVA 8.00 kVA 8.00 kVAT-HVAC PLANTA P8B RESERVA C.TECNICO PISO 8-B 5.00 kVA 5.00 kVAT-EQP8B (T. EQUIPOS PISO 8 B) C.TECNICO PISO 8-B 55.00 kVA 43.00 kVAReserva T-EQP8B 7.00 kVA
T-TOMAS NORMALES PISO 9-A (T-TNP9-A) CUADRO CARGAS T-TNP9A C.TECNICO PISO 9-A 17.50 kVA 6.50 kVA 11.00 kVA 17.50 kVAT-TOMAS REGULADAS PISO 9-A (T-TRP9-A) CUADRO CARGAS T-TRP9A C.TECNICO PISO 9-A 5.50 kVA 2.50 kVA 3.00 kVA 5.50 kVA
** 9.00 kVA 14.00 kVA 23.00 kVAT-ILUMINACION PISO 9-A (T-ILP9-A) CUADRO CARGAS T-ILP9-A C.TECNICO PISO 9-A 5.00 kVA 5.00 kVAT-HCAV PLANTA BAJA (T-AAP9) CUADRO DE C T-AA-P9-A C.TECNICO PISO 9-A 3.00 kVA 3.00 kVAT-EQP9A (T. EQUIPOS PISO 9 A) C.TECNICO PISO 9-B 31.00 kVA 31.00 kVAReserva T-EQP9A 9.00 kVAT-TOMAS NORMALES PISO 9-B (T-TNP9-B) CUADRO CARGAS T-TNP9B C.TECNICO PISO 9-B 55.50 kVA 14.50 kVA 12.25 kVA 41.00 kVA 53.25 kVAT-TOMAS REGULADAS PISO 9-B (T-TRP9-B) CUADRO CARGAS T-TRP9B C.TECNICO PISO 9-B 41.00 kVA 5.00 kVA 36.00 kVA 41.00 kVA
** , 14.75 kVA 77.00 kVA 91.75 kVAT-ILUMINACION PISO 9-B (T-ILP9-B) CUADRO CARGAS T-ILP9B C.TECNICO PISO 9-B 8.00 kVA 8.00 kVAT-HVAC PLANTA P9B CUADRO DE C T-AA-P9-B C.TECNICO PISO 9-B 15.00 kVA 15.00 kVAT-EQP9B (T. EQUIPOS PISO 9 B) C.TECNICO PISO 9-B 119.50 kVA 114.75 kVAReserva T-EQP9B 0.00 VA
T-TOMAS NORMALES PISO 10-A (T-TNP10-A) CUADRO CARGAS T-TNP10A C.TECNICO PISO 10-A 17.00 kVA 10.00 kVA 7.00 kVA 17.00 kVAT-TOMAS REGULADAS PISO 10-A (T-TRP10-A) CUADRO CARGAS T-TRP10A C.TECNICO PISO 10-A 7.50 kVA 4.50 kVA 3.00 kVA 7.50 kVA
** 12.25 kVA 10.00 kVA 22.25 kVAT-ILUMINACION PISO 10-A (T-ILP10-A) CUADRO CARGAS T-ILP10-A C.TECNICO PISO 10-A 5.00 kVA 5.00 kVAT-HCAV PLANTA BAJA (T-AAP10) CUADRO DE C T-AA-P10-A C.TECNICO PISO 10-A 16.00 kVA 16.00 kVAT-EQP10A (T. EQUIPOS PISO 10 A) C.TECNICO PISO 10-B 45.50 kVA 43.25 kVAReserva T-EQP10A 7.00 kVAT-TOMAS NORMALES PISO 10-B (T-TNP10-B) CUADRO CARGAS T-TNP10B C.TECNICO PISO 10-B 54.00 kVA 6.00 kVA 48.00 kVA 54.00 kVAT-TOMAS REGULADAS PISO 10-B (T-TRP10-B) CUADRO CARGAS T-TRP10B C.TECNICO PISO 10-B 8.00 kVA 5.00 kVA 3.00 kVA 8.00 kVAT-TOMAS EQUIPO LAB PISO 10-B (T-RLBP10) CUADRO CARGAS T-RLBP10 C.UPS CHILLER PISO 10 40.50 kVA 40.50 kVA
** , 10.50 kVA 91.50 kVA 102.00 kVAT-ILUMINACION PISO 10-B (T-ILP10-B) CUADRO CARGAS T-ILP10B C.TECNICO PISO 10-B 8.00 kVA 8.00 kVAT-HVAC PLANTA P10B CUADRO DE C T-AA-P10-B C.TECNICO PISO 10-B 15.00 kVA 15.00 kVAT-EQP10B (T. EQUIPOS PISO 10 B) C.TECNICO PISO 10-B 125.50 kVA 125.00 kVAReserva T-EQP10B (20%) 0.00 VA
T-TOMAS NORMALES PISO 11-B (T-TNP11-B) CUADRO CARGAS T-TNP11B C.TECNICO PISO 11-B 54.00 kVA 8.00 kVA 46.00 kVA 54.00 kVAT-TOMAS REGULADAS PISO 11-B (T-TRP11-B) CUADRO CARGAS T-TRP11B C.TECNICO PISO 11-B 7.00 kVA 4.00 kVA 3.00 kVA 7.00 kVAT-TOMAS EQUIPO LAB PISO 11-B (T-RLBP11) CUADRO CARGAS T-RLBP11 C.UPS CHILLER PISO 11 62.50 kVA 62.50 kVA 62.50 kVA
** , 11.00 kVA 111.50 kVA 122.50 kVAT-ILUMINACION PISO 11-B (T-ILP11-B) CUADRO CARGAS T-ILP11B C.TECNICO PISO 11-B 8.00 kVA 8.00 kVAT-HVAC PLANTA P11B CUADRO DE C T-AA-P11-B C.TECNICO PISO 11-B 30.00 kVA 30.00 kVAT-EQP11B (T. EQUIPOS PISO 11 B) C.TECNICO PISO 11-B 161.50 kVA 160.50 kVAReserva T-EQP11B 0.00 VA
T-TOMAS NORMALES PISO 12-B (T-TNP12-B) CUADRO CARGAS T-TNP12B C.TECNICO PISO 12-B 14.00 kVA 9.00 kVA 5.00 kVA 14.00 kVAT-TOMAS REGULADAS PISO 12-B (T-TRP12-B) CUADRO CARGAS T-TRP12B C.TECNICO PISO 12-B 7.50 kVA 4.50 kVA 3.00 kVA 7.50 kVA
** , 11.75 kVA 8.00 kVA 19.75 kVAT-ILUMINACION PISO 12-B (T-ILP12-B) CUADRO CARGAS T-ILP12B C.TECNICO PISO 12-B 8.00 kVA 8.00 kVAT-HVAC PLANTA P12B RESERVA C.TECNICO PISO 12-B 5.00 kVA 5.00 kVAT-EQP12B (T. EQUIPOS PISO 12 B) C.TECNICO PISO 12-B 34.50 kVA 32.75 kVAReserva 8.00 kVA
920.50 kVA 332.50 kVA 376.00 kVA78.50 kVA
CARGA INSTALADA SIN RESERVARESERVAS CRECIMIENTO DE TABLEROS
2. ANÁLISIS DE COORDINACIÓN DE AISLAMIENTO 2.1. Alcance Para la coordinación de aislamiento en Media Tensión M.T es indispensable determinar el Nivel Básico de Aislamiento – BIL- (Basic Insulation Level) para mitigar el efecto de las sobretensiones de frente muy rápido, tales como las descargas atmosféricas. Éstas, tienen una mayor repercusión para niveles de tensión inferiores a los 300 kV, para tensiones de servicio superiores a los 300 kV predomina la estimación del nivel de aislamiento tipo maniobra BSL. Para estimar los niveles de aislamiento de un sistema eléctrico existen dos metodologías: la primera es de carácter estadística, utilizada para niveles de tensión superiores a 300 kV; la otra metodología es la convencional, aplicada en sistemas eléctricos inferiores a los 300 kV. El seguimiento de ésta última será aquella que permitirá definir el BIL para los equipos asociados a la protección del sistema ante las sobretensiones atmosféricas, en este caso el DPS. 2.2. Cálculo de los niveles de aislamiento
1. Niveles de protección · NPR = Nivel de Protección para Impulso tipo Rayo · NPM =Nivel de Protección para Impulso tipo Maniobra
2. Existe una serie de factores determinantes a la hora de estimar los niveles de aislamiento eléctrico tales como: · K = Factor de seguridad para tensiones soportadas. Es una relación de las tensiones soportadas BIL y BSL que depende del medio aislante del equipo.
𝑲 =𝑩𝑺𝑳
𝑩𝑰𝑳
K=0.83, Para equipos sumergidos en aceite. 0.6≤K≤0.75, Para equipos aislados en aire.
· KI = Factor de seguridad impulso tipo rayo. Es un factor que relaciona el BIL y el NPR. Tiene un rango entre 1.2 y 1.4 pero en niveles de tensión de operación inferiores a 52 kV, el valor KI es 1.4. · KM =Factor de seguridad impulso tipo maniobra. Es un factor que relaciona el BSL y el NPM. Su valor es 1.15. · Ke =Factor de tierra. Si el sistema es sólidamente puesto a tierra este valor es igual a 1.4. · K0 =Factor de diseño. Determinado por el fabricante; generalmente se estima en 0.8. · Kt =Factor de capacidad del DPS. Es un factor de la capacidad del DPS contra sobretensiones temporales en función del tiempo de duración de la sobretensión. Para este caso se estima un Kt = 1.10 para 10 s.
3. Condiciones de operación Para el proyecto el Operador de Red Codensa S.A. E.S.P. suministra una red eléctrica al punto de conexión en M.T, con un nivel de tensión de operación a 11.4 kV, por tal motivo el Dispositivo de Protección contra Sobretensiones DPS de óxido metálico debe cumplir las siguientes condiciones eléctricas:
ICCs = 12.5 kA Sistema 3F-3H Neutro rígido a tierra
Descargadores de Oxido de Zn, con envoltura polimérica de In= 10 kA. A continuación, es presentado el diagrama de flujo del procedimiento para determinar el BIL del descargador con base en el método convencional:
Figura 1. Diagrama de flujo del procedimiento para determinar el BIL del descargador con base en el método convencional [1].
2.3. Cálculo del BIL
1. Obtener el NPR y NPM del DPS Antes de determinar el NPR y NPM del DPS es necesario definir su tensión nominal, Vr. Para ello se requiere estimar los parámetros de Tensión Continua de Operación y Sobretensión Temporal de Operación, COV y TOV, respectivamente.
𝐶𝑂𝑉 =𝑉𝑀á𝑥𝑖𝑚𝑎
√3=
12.5𝑘𝑉
√3= 7.21𝑘𝑉
𝑇𝑂𝑉 = 𝐶𝑂𝑉 × 𝐾𝑒 = 7.21𝑘𝑉 × 1.4 = 10.10𝑘𝑉
1 CÁLCULOS ELÉCTRICOS. Apuntes Científicos. Fig 9. Tomado de << http://apuntescientificos.org/calculos-electricos.html>>. [Consultado el 05
de mayo de 2017].
Figura 1. Diagrama de flujo del procedimiento para determinar el BIL del descargador con base en el método
La tensión nominal Vr se define a partir del mayor valor entre las variables R0 y Re, definidas por:
𝑅0 =𝐶𝑂𝑉
𝐾0
=7.21𝑘𝑉
0.8= 9.01𝑘𝑉
𝑅𝑒 =𝑇𝑂𝑉
𝐾𝑡
=10.10𝑘𝑉
1.1= 9.18𝑘𝑉
𝑉𝑟 = 𝑅𝑒 × 1.05 = 9.18𝑘𝑉 × 1.05 = 9.63𝑘𝑉 La tensión normalizada nominal del DPS es 12kV. Con este valor se refiere a alguna C.T.G (Tabla de características Técnicas Garantizadas) de algún fabricante de DPS, cuyos equipos cuenten con Certificación de Conformidad RETIE, para determinar el NPR y NPM para 12 kV. De las referencias del fabricante (, se estimó: · NPR de 32.0 kV (cresta), tensión residual máxima en una onda de 8/20μs para una Icc = 10 kA. · NPM de 24.3 kV (cresta), tensión residual máxima con una onda de impulso de corriente tipo maniobra (30/60μs) de 500 A.
2. Determinar KI y KM
· Ki=1.4 · Km=1.15
3. Calcular BIL=KIxNPR
𝐵𝐼𝐿 = 𝐾𝑖 × 𝑁𝑃𝑅 = 1.4 × 32.0𝑘𝑉 = 44.8𝑘𝑉
4. Elegir BIL normalizado
El valor de BIL seleccionado debe ser igual o mayor que el BIL calculado, con base en la lista 1 de la Tabla 2 nivel de aislamiento de la IEC 60071-1:2006 para Vmáx ≤ 245 kV el valor normalizado por encima de 44.8 kV para una Vmáx de 12.5 kV (se elige valor próximo mayor, igual a 17.5 kV columna 1, Tabla 2 citada anteriormente) es de 75 kV. BILn = 75 kV.
5. Calcular BSL
Para este caso se selecciona el factor de seguridad para tensiones soportadas en 0.75 ya que el equipo está aislado en aire. 𝐵𝑆𝐿 = 𝐾 × 𝐵𝐼𝐿𝑛 = 0.75 × 75𝑘𝑉 = 56.25𝑘𝑉
6. Calcular el factor de seguridad de impulso tipo maniobra calculado (Kb) A partir de este momento el método sugiere constatar que el dimensionamiento del aislamiento cumpla con las especificaciones del equipo y la red de servicio. Por esta razón se debe comparar el factor de seguridad de impulso tipo maniobra calculado (Kb), en relación con el factor justificado inicialmente (Km)
8. Especificar BIL Dadas las consideraciones anteriores el Dispositivo de Protección contra Sobretensiones DPS se especifica de la siguiente manera
Descargador de sobretensión de óxido metálico ZnO, de 12 kV, 10 kA, BIL= 75 kV, para red MT de 11.4 Kv
3. ANÁLISIS DE CORTOCIRCUITO Y FALLA A TIERRA Se determina las corrientes de corto circuito de los equipos eléctricos de este bloque por medio de simulación, a través del programa de licencia gratuita MELSHORT2 versión 1.5 de MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION, con el cual podemos modelar todas las impedancias del sistema y trabajar en base a la corriente de corto circuito del trasformador. 3.1. Transformador servicios comunes:
De la simulación obtenemos los siguientes resultados:
De acuerdo a las simulaciones aquí plasmadas vemos que la máxima corriente de corto circuito que circula por el alimentador del tablero Transferencia-1 es de 10.4 KA, KA por lo cual decidimos dejar todos los equipos y materiales eléctricos en estos puntos especificados a 20kA que es el valor comercial más cercano por arriba. Y para el tablero TGA-1 es de 8.6 KA por lo cual decidimos dejar todos los equipos y materiales eléctricos en estos puntos especificados a 10kA que es el valor comercial más cercano por arriba.
De la simulación obtenemos los siguientes resultados:
De acuerdo a las simulaciones aquí plasmadas vemos que la máxima corriente de corto circuito que circula por el alimentador del tablero Transferencia-2 es de 10.4 KA, por lo cual decidimos dejar todos los equipos y materiales eléctricos en estos puntos especificados a 20kA que es el valor comercial más cercano por arriba. Y para las cajas de derivación y barras es < 7.4 KA por lo cual decidimos dejar todos los equipos y materiales eléctricos en estos puntos especificados a 10kA que es el valor comercial más cercano por arriba.
De la simulación obtenemos los siguientes resultados:
De acuerdo a las simulaciones aquí plasmadas vemos que la máxima corriente de corto circuito que circula por el alimentador del tablero Transferencia-2 es de 41.85 KA, por lo cual decidimos dejar todos los equipos y materiales eléctricos en estos puntos especificados a 50kA que es el valor comercial más cercano por arriba. Y para las cajas de derivación y barras esta entre 19.25<Icc< 7.4 KA por lo cual decidimos dejar todos los equipos y materiales eléctricos en estos puntos especificados entre 30kA<Icc<40kA que es el valor comercial más cercano por arriba.
4. EVALUACIÓN DE RIESGO ANTE DESCARGAS ATMOSFÉRICAS Se realiza el análisis de riego con el software Cálculo de índice de riesgo del desarrollador Aplicaciones Tecnológicas para lo cual se tienen los siguientes datos de entrada: Ubicación específica: Diagonal 53 No. 34-53, Bogotá Altura Aproximada: 70 mts. Tipo de estructura: Material prefabricado en concreto con malla entre los muros, columnas reforzadas en acero y techo en materiales prefabricados como concretos o fibras. Uso: Edificios Educativo y de laboratorios Ambiente: Urbano con edificaciones altas de más de 20m de altura. Localización relativa: Objeto rodeado de objetos o árboles de igual altura o menor. Dimensiones: Largo: 86 m Ancho: 40 m Alto: 60 m Densidad de descargas a tierra: 1 rayos/km
2.año
La siguiente tabla contiene los valores representativos de riesgo tolerable RT donde descargas eléctricas atmosféricas involucran pérdida de vida humana y pérdida de valores sociales y culturales:
Al realizar el análisis de riesgo con el software se obtuvieron los resultados anexos, los cuales nos obligan a implementar las siguientes acciones: Sistema de protección contra fuego de extintores Automáticos Sistema de protección interno (SPI). Sistema de puesta a tierra. Sistema de protección contra rayo Clase IV Al implementar las acciones propuestas para minimizar el riesgo tolerable R1 “Pérdida de vidas humanas”, R2 “Pérdida de servicio público” y R3 “Pérdida de patrimonio cultural” se obtienen valores inferiores a los riesgos tolerables permitidos, por lo cual se está cumpliendo con lo especificado en la norma.
Conclusión: Para la protección del proyecto ante descargas atmosféricas se realiza una combinación de los métodos electro geométricos instalando puntas de captación sobre toda la estructura, usando una esfera de 55m de superior de la altura total del edificio. Se seleccionaron las columnas para instalar un tubo de ¾’ PVC en cual llevara un alambrón de 8mm AL que servirá como bajante de apantallamiento, el cual llegara al terreno y se conectan a varillas de puesta a tierra, interconectadas al sistema de puesta a tierra del proyecto.
5. EVALUACIÓN DE RIESGO ELÉCTRICO En el sistema eléctrico del proyecto CENTRO DE EXCELENCIA EN GEOCIENCIAS existen diferentes instalaciones eléctricas que pueden estar sujetas a factores de riesgo tales como arcos eléctricos, ausencia de electricidad, contactos directos, contactos indirectos, cortocircuito, electricidad estática, equipos defectuosos, rayos sobrecarga, tensiones de contacto y de paso. Un factor de riesgo es una condición ambiental o humana cuya presencia o modificación puede producir un accidente o una enfermedad ocupacional. Generalmente, todas las instalaciones eléctricas tienen implícito un riesgo y ante la imposibilidad de controlarlos todos en forma permanente, se seleccionaron algunos de los más comunes, que al no tenerlos presentes ocasionan la mayor cantidad de accidentes:
Riesgo a evaluar: Por: En:
Arcos Eléctricos Malos contactos, cortocircuitos, manipulación indebida de equipos de medida, descuidos en los trabajos de mantenimiento.
Celdas de M.T., Tablero General de Acometidas, Armarios de Medidores,
Tableros de distribución.
Evaluación del Riesgo: Obteniendo como resultado dos (2) aspectos en bajo y dos (2) en medio podemos asumir que el riesgo de arco eléctrico es medio y por lo tanto se recomienda:
Obteniendo como resultado todos los aspectos en nivel bajo podemos determinar que el riesgo de ausencia de electricidad es bajo y por lo tanto se recomienda: Medidas de Protección: Para el proyecto se tomaron las siguientes medidas de protección:
- Se tiene suplencia total para el proyecto.
Riesgo a evaluar: Por: En:
Contacto directo Violación de las distancias de seguridad, negligencia de técnicos
Celdas M.T., transformador, planta de emergencia, Tablero General de Acometidas, Armarios de
Evaluación del Riesgo: Obteniendo como resultado un aspecto en alto, uno en medio y dos en bajo podemos determinar que el riesgo de contacto directo es medio y por lo tanto se recomienda:
Medidas de Protección: Para el proyecto se tomaron las siguientes medidas de protección:
- Identificar las distancias de seguridad requeridas según el nivel de tensión - Se dispusieron elementos de señalización y obstáculo en las partes activas o energizadas en tableros y
transformadores. - Se realizó diseño del sistema de puesta a tierra.
Riesgo a evaluar: Por: En:
Contacto Indirecto Falla de aislamiento, mal mantenimiento
Celdas M.T., transformador, planta de Emergencia, Tablero General de Acometidas,
Evaluación del Riesgo: Obteniendo como resultado un aspecto medio y tres en bajo podemos determinar que el riesgo de contacto indirecto es bajo y por lo tanto se recomienda:
Medidas de Protección: Para el proyecto se tomaron las siguientes medidas de protección:
- Identificar las distancias de seguridad requeridas según el nivel de tensión - Se realizó un diseño equipotencial al sistema eléctrico - Se realizó diseño del sistema de puesta a tierra
Riesgo a evaluar: Por: En:
Cortocircuito Falla de aislamiento, mal mantenimiento, equipos
Celdas M.T., transformador, planta de emergencia, Tablero General de Acometidas,
defectuosos Armarios de Medidores, Tableros de Apartamentos.
Evaluación del Riesgo: Obteniendo como resultado dos aspectos en medio y dos en bajo podemos determinar que el riesgo por cortocircuito es medio y por lo tanto se recomienda:
Medidas de Protección: Para el proyecto se tomaron las siguientes medidas de protección:
- Se especificó la instalación de interruptores automáticos - Se realizó la coordinación de protecciones del sistema eléctrico
Electricidad Estática Unión y separación constante de materiales
Celdas M.T., transformador, planta de emergencia, Tablero General de Acometidas,
Armarios de Medidores, Tableros de Apartamentos.
Evaluación del Riesgo: Obteniendo como resultado todos los aspectos en nivel bajo podemos determinar que el riesgo por electricidad estática es bajo y por lo tanto se recomienda:
Medidas de Protección: Para el proyecto se tomaron las siguientes medidas de protección:
- Se realizó un diseño equipotencial al sistema eléctrico.
- Se realizó diseño del sistema de puesta a tierra.
Riesgo a evaluar: Por: En:
Equipo Defectuoso Mal mantenimiento, mala utilización, mala instalación
Celdas M.T., transformador, planta de emergencia, Tablero General de Acometidas,
Armarios de Medidores, Tableros de Apartamentos.
Evaluación del Riesgo: Obteniendo como resultado un aspecto en nivel alto, dos en medio y uno en bajo podemos determinar que el riesgo por equipo defectuoso es medio y por lo tanto se recomienda:
Medidas de Protección: Para el proyecto se tomaron las siguientes medidas de protección:
- Recomendación de mantenimientos preventivos a los equipos instalados. - Seguir las normas técnicas para la instalación y mantenimiento de los equipos.
Riesgo a evaluar: Por: En:
Rayos Fallas en operación, mantenimiento del sistema de protección
Transformador, Tablero General de Acometidas, Armarios de Medidores.
Evaluación del Riesgo: Obteniendo como resultado dos aspectos en nivel medio y dos en bajo podemos determinar que el riesgo por rayos es medio y por lo tanto se recomienda:
Medidas de Protección: Para el proyecto se tomaron las siguientes medidas de protección:
- La instalación de DPS en la entrada de la red de M.T. y tableros principales y secundarios. - Se realizó un diseño equipotencial al sistema eléctrico. - Se realizó diseño del sistema de puesta a tierra. - Se realizó diseño de apantallamiento nivel III según electro-geométrico.
Riesgo a evaluar: Por: En:
Sobrecarga Armónicos, superar los niveles de tensión de los equipos, mala instalación eléctrica
Celdas M.T., transformador, planta de emergencia, Tablero General de Acometidas,
Evaluación del Riesgo: Obteniendo como resultado dos aspectos en nivel medio y dos en bajo podemos determinar que el riesgo por sobrecarga es medio y por lo tanto se recomienda:
Medidas de Protección: Para el proyecto se tomaron las siguientes medidas de protección:
- La instalación de DPS en la entrada de la red de M.T. y tableros principales y secundarios. - Se especificó la instalación de interruptores automáticos - Se realizó la coordinación de protecciones del sistema eléctrico
Riesgo a evaluar: Por: En:
Tensión de contacto
Rayos, fallas a tierra, fallas de aislamiento, violación de distancias de seguridad
Celdas de M.T., transformador, planta de emergencia, Tablero General de Acometidas,
Evaluación del Riesgo: Obteniendo como resultado un aspecto en nivel alto, uno en medio y dos en bajo podemos determinar que el riesgo por tensión de contacto es medio y por lo tanto se recomienda:
Medidas de Protección: Para el proyecto se tomaron las siguientes medidas de protección:
- Se realizó un diseño equipotencial al sistema eléctrico. - Se realizó diseño del sistema de puesta a tierra. - Se construyó la subestación sobre un material de alta resistividad como el concreto.
Riesgo a evaluar: Por: En:
Tensión de Paso Rayos, fallas a tierra, fallas de Celdas de M.T., transformador, planta de
emergencia, Tablero General de Acometidas, Armarios de Medidores.
Evaluación del Riesgo: Obteniendo como resultado un aspecto en nivel alto, uno en medio y dos en bajo podemos determinar que el riesgo por tensión de contacto es medio y por lo tanto se recomienda:
Medidas de Protección: Para el proyecto se tomaron las siguientes medidas de protección:
- Se realizó un diseño equipotencial al sistema eléctrico. - Se realizó diseño del sistema de puesta a tierra.
- Se construyó la subestación sobre un material de alta resistividad como el concreto. Conclusiones: Considerando que hay un riesgo medio se debe mencionar que existen medidas implementadas en el sistema eléctrico que contribuyen a reducir la presencia de los factores de riesgo ya mencionados tales como el sistema de puesta a tierra, protección contra sobretensiones y áreas técnicas aisladas que cumplen con las respectivas distancias de seguridad especificadas en la norma.
6. ANÁLISIS DEL NIVEL DE TENSIÓN. Se selecciona nivel de tensión de 11.4kV dado que las redes exteriores de media tensión del operador de red local tienen este nivel de tensión en el área del proyecto. Para baja tensión, se selecciona la tensión 208/120V, dada que no hay equipos con requerimientos mayores y esta tensión nos permite alimentar las zonas comunes y apartamentos con sistemas trifásicos. Adicionalmente, este nivel de tensión es estándar y está masificado para el área y aplicación (residencial) del proyecto.
. 7. Análisis De Campos Electromagnéticos: De acuerdo artículo 14 de RETIE se debe cumplir con lo estipulado en la tabla 14.1:
Los cálculos de campos se deben hacer según el artículo 14.4. Para uso final y distribución, a partir de las zonas de seguridad en donde la permanencia sea mayor o igual a ocho horas de exposición. Las redes de distribución y uso final están a más de 20m fuera de la zona de seguridad los valores son insignificantes. Basados en la siguiente disminución de riesgo:
CARGA DE ALUMBRADO . 60,00 kVA 100% ** Tabla 220-13CARGA DE TOMAS. 63,00 kVA FORMULACARGA DE TOMAS ESPECIALES 38,00 kVA 85%CARGA DE ASCENSORES 60,00 kVA 79% *** NTC-2050 tabla 620-14 (motores intermitentes)CARGA DE HVAC 26,00 kVA 85%BOMBAS AGUA 55,00 kVA 100%TOTAL CARGA INSTALADA 302,00 kVARESERVAS CRECIMIENTOS DE TABLEROS 10,00 kVA 100%TOTAL CARGA DIVERSIFICADA
CALCULO DE TRANSFORMADOR 1 (ZONAS COMUNES).
60,00 kVA36,50 kVA32,30 kVA47,40 kVA22,10 kVA55,00 kVA
263,30 kVA
TRANSFORMADOR SELECCIONADO 300,00 kVA
CARGA DIVERSIFICADA
RESERVA EN EL TRAFO (15%) 302,80 kVA
10,00 kVA
CARGA INSTALADA FACTOR DE DIVERSIDAD
CARGA DE ALUMBRADO 42,00 kVA 100% ** Tabla 220-13CARGA DE TOMAS. 145,00 kVA FORMULACARGA DE TOMAS ESPECIALES 62,00 kVA 85%CARGA DE HVAC 76,00 kVA 85%TOTAL CARGA INSTALADA 325,00 kVARESERVAS EN PISOS 60,00 kVA 100%TOTAL CARGA DIVERSIFICADA
64,60 kVA
35,00 kVA
CARGA DIVERSIFICADA
42,00 kVA77,50 kVA52,70 kVA
CALCULO DE TRANSFORMADOR 3 (UNIVERSIDAD NACIONAL).
TRANSFORMADOR SELECCIONADO 300,00 kVA
271,80 kVA
RESERVA DE TRANSFORMADOR DE 10% 298,98 kVA
CARGA INSTALADA FACTOR DE DIVERSIDAD
CARGA DE ALUMBRADO . 94,00 kVA 100%CARGA DE TOMAS. 332,50 kVA FORMULA ** Tabla 220-13CARGA DE TOMAS ESPECIALES 376,00 kVA 85% *** Articulo 430-26 CARGA DE HVAC 126,00 kVA 85% *** Articulo 430-26 TOTAL CARGA INSTALADA 928,50 kVARESERVAS ESTIMADA TABLEROS 78,50 kVA 100% ** Tabla 220-13TOTAL CARGA DIVERSIFICADA
TRANSFORMADOR SELECCIONADO 1,00 MVA
319,60 kVA107,10 kVA
78,50 kVA770,45 kVA
CALCULO DE TRANSFORMADOR 4 (SERVICIO GEOLOGICO COLOMBIANO).
11. VERIFICACION DE CORRIENTE DE CORTO CIRCUITO DE CONDUCTORES: La corriente de cortocircuito calienta por efecto Joule los conductores por los cuales circula, provocando temperaturas muy elevadas. Afecta todos los elementos de la línea: contactos de interruptores, bobinados de motores y transformadores, etc. Es necesario dar al conductor una sección suficiente para que la temperatura alcanzada por el cable no supere el valor máximo admisible por el aislamiento, dentro de un intervalo de tiempo que corresponde al de actuación del dispositivo automático contra cortocircuito. La corriente máxima de corto circuito en el conductor viene dada por el material y área del conductor, la temperatura máxima que se puede alcanzar y el tiempo de duración de la falla. La siguiente ecuación describe la relación entre las variables mencionadas anteriormente:
La siguiente tabla indica las temperaturas límites de utilización de los distintos aislamientos:
Fuente: Norma UNE 20-460-90, parte 4-43 Las corrientes de corto circuito de los conductores son las calculadas en estas memorias en el punto 3, de acuerdo a esto se verifica en la siguiente tabla la capacidad de corto-circuito: k = 341 para cobre. Λ= 234 para cobre T = 0.5 s. valor típico. T1= 75 °C T2= 160 °C
13. CÁLCULO MECANICO DE ESTRUCTURAS El cálculo mecánico de estructuras se realiza con el fin de verificar que los diseños, materiales y forma constructiva, y el montaje de la estructura garantice el cumplimiento de los requisitos mecánicos a los que pueda estar sometida. Esta sección no aplica a los proyectos de subestación- redes subterráneas, pues las electrificadoras a nivel nacional exigen la presentación de un proyecto de redes por cuestiones de infraestructura se deba tener una red eléctrica aérea hasta el proyecto, el cual no fue exigido ya que no se tienen redes aéreas en el proyecto y en el punto de conexión y maniobra de energización es del alcance del operador de red local, adicionalmente las subestaciones se encuentran a nivel de piso.
14. CALCULO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES En baja tensión.se hace por selectividad amperimetrica y se recomienda que se utilice la misma marca para todos los interruptores, al igual que el mismo tipo de curva, se recomienda que sea tipo de curva B. En media tensión: 14.1. Transformadores 1-3 de 300KVA
16. AREAS CLASIFICADAS De acuerdo con el Servicio Geológico Colombiano, existen ciertos procesos que se llevan a cabo en sus laboratorios que utilizan gases inflamables, tales como acetileno, hidrogeno y oxigeno puro. Estas áreas están referenciadas en el siguiente cuadro:
Según el Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas RETIE, en su articulo 28.3, numeral 28.3.1. Instalaciones eléctricas en lugares clasificados como peligrosos, la clasificación de estas áreas se realiza en base a la NFPA, la cual tiene en cuenta el tipo o forma de sustancias existentes asociadas a una clase y división determinada. Para este caso, hay presencia de gases inflamables presentes en el aire que en cantidades suficientes pueden provocar una mezcla inflamable o explosiva. Por otro lado, tenemos estos gases son manejados, procesados o usados pero se encuentran normalmente confinados en contenedores o sistemas cerrados, de los cuales se pueden escapar en caso de ruptura o falla accidental de equipos o sistemas o por operación anormal. Es por ello que, la clasificación de estas áreas seria Clase I, División II. Para el control del riesgo, se tiene en cuenta limitar los efectos de la explosión, haciendo que los elementos constructivos la lleven a niveles aceptables. Es por ello que se utilizan Equipos a prueba de Explosión como técnica de protección, los cuales contienen la explosión y permiten que los gases se enfríen y escapen de la envolvente a través de las juntas roscadas, juntas planas o juntas dentadas. Estas envolventes metálicas están taladradas y roscadas para el uso de tubería metálica o conectores tipo glándula.
Laboratorio Nombre equipo Ventilación mecánicaGases
- Se aclara que se clasifica como ambiente especial la bodega de reactivos en piso 10, y la central de gases en el sótano, sin embargo, en el piso 10 se considera ambiente especial hasta el laboratorio de absorción atómica ya que hay parecencia de argón, se desconoce la concentración que pueda haber, por esto se clasifican estos dos lugares como ambientes especiales clase I división II. demarcados con la línea punteada amarilla en los planos. - El responsable de las instalaciones eléctricas de los lugares clasificados como ambientes especiales debe garantizar, el cumplimiento de la normatividad ntc 2050 sección 500-505 especialmente la sección 501, lugares clase I. debe tenerse en cuenta, que en estas áreas el método de alambrado es distinto la tubería utilizada para el alambrado debe ser tipo IMC o RMC con rosca tipo NPT, se debe utilizar sellos cortafuegos, certificados para este uso en los pases de tuberías entre placas, cuartos, pasos de bandejas cerradas, etc. - Todos los aparatos eléctricos, utilizados como luminarias, tomas, bandejas portacables metálica cerrada, interruptores, sensores parecencia, deben ser aparatos a prueba de explosión, y estar certificados para uso de clase I, junto con sus accesorios etc. adicionalmente se debe utilizar una metodología de protección como por ejemplo el purgado y presurizado, hermeticidad al polvo, sellado de tuberías, señalización, alarmas, sensores de concentración de gases, etc. - El diseñador eléctrico no es responsable por la entrega final de las instalaciones eléctricas de estas áreas, no se cuenta con un estudio por parte del uso de los laboratorios que asegure tanto la clasificación como la presencia y concentración de estos gases. Sin embargo el diseñador eléctrico y los otros técnicos participan, en las recomendaciones generales, advertencias y cuidados que deba tener estas áreas, y minimizar los riegos especificando el uso a Clase I donde lo consideran de acuerdo a los argumentos planteados anteriormente, se recomienda en gran medida una revisión por un especialista en áreas clasificadas, que determine mediante un estudio soportado la clasificación de las áreas como lo planteado por el equipo de técnicos especialistas ante el asunto, ya que este tema es de gran importancia e impacta varios puntos fundamentales como lo es el presupuesto eléctrico, la certificación y vigilancia de la obra, el mantenimiento y riesgo que conlleva para las personas el trabajar bajo estas condiciones.
18. ALGORITMO FUNCIONAMIENTO SISTEMA DE BOMBA CONTRA INCENDIO
Corriente de Rotor Bloqueado “La corriente de arranque (Inrush) no está definida en las normas de fabricación, depende del diseño de cada fabricante (Ver más adelante). La que si aparece en la normativa que guía la construcción de motores eléctricos es la de Rotor Bloqueado. En el caso de motores NEMA, el aspecto que aparece en a placa, y que define la corriente de rotor bloqueado, es la Letra de Código (Code Letter en inglés), definida como la corriente consumida a plena tensión con el rotor trabado, sin posibilidad de giro. Es una condición estable, no transitoria”
2.
2 Ver Corriente de arranque en Motores eléctricos, http://www.motortico.com/biblioteca/MotorTico/2013%20NOV%20-
El cálculo de la corriente de rotor bloqueado se realiza usando la 10.37 CODE LETTERS (FOR LOCKED-ROTOR KVA) del estándar NEMA MG1, se incluye a continuación:
Las especificaciones actuales para este equipo según el proveedor son: Motor Hp: 210 Letra de Código: B Conexión: Trifásica Velocidad: 3600rpm Corriente nominal (In): 583.33A Tensión de operación: 208V Dado los datos anteriores y la tabla de CODE LETTERS, la corriente de rotor bloqueado para la bomba contra incendio es:
𝐼𝑅𝐵 =𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑀á𝑥𝑖𝑚𝑎 𝑘𝑉
𝑇𝑒 𝑖ó 𝑜𝑚𝑖 𝑎𝑙 𝑉 =
210[ 𝑃] 3.55 [𝑘𝑉 𝑃
]
0.208[𝑉] √3=
745.5𝑘𝑉
0.3602𝑉= 2069.68
Se determina un interruptor con corriente nominal de 2000A ajustable (1800-2600A) ajustado en 2000A con corte magnético ajustado entre 3 a 6 veces la corriente nominal, Im = (6207A-12414) A. 1 Ver Corriente de arranque en Motores eléctricos, http://www.motortico.com/biblioteca/MotorTico/2013%20NOV%20-
El nivel de tensión de la subestación eléctrica a instalar en el proyecto será de 11,4 kV. Considerando como elemento energizado el transformador y las celdas de entrada/salida y protección, se aclara que la parte que está energizada en estos equipos se encuentra aislada internamente; la alimentación eléctrica hacia la subestación es por canalización subterránea, por lo cual la distancia de seguridad vertical no aplica. La subestación eléctrica propuesta para el proyecto CENTRO DE EXCELENCIA EN GEOCIENCIAS cumple con las distancias mínimas de seguridad en zonas de construcciones solicitadas por el RETIE en el artículo 13.