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CALCULOS JUSTIFICATIVOS

INFORME GEOTÉCNICO - webuaes

ingemecanica proyectos objetos proyecto10 2 MEMORIA DE CÁLCULOS JUSTIFICATIVOS 2 1 Cálculo del reparto de cargas por eje Para el reparto de cargas sobre los ejes del vehículo, que es necesario conocer para el posterior diseño del bastidor, se van a considerar las siguientes acciones

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ANEXO I CÁLCULOS JUSTIFICATIVOS

gobiernoabierto navarra es sites default files 145 Anexo I Cálculos justificativos 1 CÁLCULO DE PÉRDIDAS DE CARGA Y VELOCIDAD EN LA RED DE DISTRIBUCIÓN Para el cálculo de las pérdidas de carga se aplican las fórmulas de Renouard MOP > 0,4 PA2 PB2 = 64,28 · s · L· Q 1,82 · D 4,82 Donde PA = Presión absoluta en bar al inicio del tramo
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ANEXO I CÁLCULOS JUSTIFICATIVOS

gobiernoabierto navarra es sites default files 2 CÁLCULOS JUSTIFICATIVOS ADECUACIÓN DE LAS INSTALACIONES RECEPTORAS La longitud de las canalizaciones existentes ha de ser al menos un 20 inferior a la longitud máxima determinada con las siguientes fórmulas ΔP= 23 200* s * L E * Q 1,82 * D 4,82 per P ≤ 50mbar Donde LE = (P A PB) (23 200 * s * Q 1,82 * D 4,82)
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DISEÑO Y CALCULO DE LAS INSTALACIONES DE UN EDIFICIO

deeea urv cat public PROPOSTES pub pdf 2465pub pdf 3 Cálculos justificativos datos, tablas y formulas a utilizar para desarrollar el proyecto 4 Pliego de condiciones se detallan con total precisión los materiales a emplear en la ejecución, asi como la metodología a seguir en todas las actividades 5 Presupuesto detalle de precios de los materiales a emplear 6
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INFORME GEOTÉCNICO - webuaes


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S JUSTIFICATIVOS

Description

Ingeniería de Detalle Electrificación Rural Grupo 09 Ubicado en 12 departamentos,

Item 2 – Proyecto 27: Macari

ESTUDIO DE LA INGENIERIA DE DETALLE ELECTRIFICACION RURAL GRUPO 09 UBICADO EN 12 DEPARTAMENTOS,

ITEM 2 PROYECTO 27: MACARI

CAPITULO 4: CALCULOS JUSTIFICATIVOS

ÍNDICE

SECCION I

LINEAS Y REDES PRIMARIAS Capitulo 1 : Memoria Descriptiva Capitulo 2 : Especificaciones Técnicas de Materiales Capitulo 3 : Especificaciones Técnicas de Montaje

SECCION II

REDES SECUNDARIAS Capitulo 1 : Memoria Descriptiva Capitulo 2 : Especificaciones Técnicas de Materiales Capitulo 3 : Especificaciones Técnicas de Montaje Capitulo 4: Cálculos Justificativos de las Líneas y Redes Primarias y Redes Secundarias Capitulo 5: Inventario Físico de Replanteo de Obra Capitulo 6: Planos de Líneas y Redes Primarias y Redes Secundarias

CONSORCIO CORDILLERA DE LOS ANDES

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Ingeniería de Detalle Electrificación Rural Grupo 09 Ubicado en 12 departamentos,

Item 2 – Proyecto 27: Macari

ESTUDIO DE LA INGENIERIA DE DETALLE ELECTRIFICACION RURAL GRUPO 09 UBICADO EN 12 DEPARTAMENTOS,

ITEM 2 PROYECTO 27: MACARI

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Item 2 – Proyecto 27: Macari

DISEÑO Y CONFIGURACIÓN DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA 4

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Item 2 – Proyecto 27: Macari

0 ANEXOS

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Ingeniería de Detalle Electrificación Rural Grupo 09 Ubicado en 12 departamentos,

Item 2 – Proyecto 27: Macari

ESTUDIO DE LA INGENIERIA DE DETALLE ELECTRIFICACION RURAL GRUPO 09 UBICADO EN 12 DEPARTAMENTOS,

ITEM 2 PROYECTO 27: MACARI

INTRODUCCIÓN 1

OBJETIVO El objetivo del presente documento es de seleccionar los equipos y materiales que se utilizarán en los diseños finales de las Líneas,

Redes Primarias y Redes Secundarias del proyecto,

mediante la realización de los cálculos eléctricos y mecánicos,

asimismo se desarrollará el análisis de regulación de tensión del sistema eléctrico con la demanda de potencia y energía actualizada según el número de abonados obtenidos de los diseños finales de las redes secundarias

El presente proyecto denominado del “Electrificación Rural Grupo 09 Ubicado en 12 departamentos,

Item 2” del proyecto 27: Macari

- Puno,

Departamento de Puno,

permitirá dotar de energía eléctrica a 54 localidades proveniente de la SE Ayaviri: 138/10/22,9 kV – 2500 KVA,

con ramificaciones trifásicas,

bifásicas y monofásicas-MRT que alimentan a las cargas del distrito de Macari

ALCANCES 1

Item 2” del proyecto 27: Macari Puno,

permitiendo así desarrollar los siguientes puntos: Introducción Consideraciones generales Estudio del Mercado Eléctrico Cálculos Eléctricos de la Línea y Red Primaria Cálculos Eléctricos de la Red Secundaria Cálculos Mecánicos de la Línea y Red Primaria Cálculos Mecánicos de la Red Secundaria Anexos,

láminas y planos Diagramas de caída de tensión en alta y baja tensión 1

Implementación de Redes Primarias en 54 localidades

Implementación de Redes Secundarias en 54 localidades

ANTECEDENTES Para el desarrollo de los cálculos justificativos del proyecto,

se utilizó como base los criterios Técnicos-Económicos y la mejora de la confiabilidad y calidad de servicio del sistema eléctrico y además la información proporcionada por la Empresa Concesionaria Electro Puno y además el Estudio Definitivo realizado

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Item 2 – Proyecto 27: Macari

DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DEL PROYECTO 1

encontrándose dentro del cuadrángulo: hoja 30-u Ayaviri,

de las cartas del Instituto Geográfico Nacional

La línea proyectada cuenta con una longitud total de 61

pertenecientes al distrito de Macari

caracterizada por descargas atmosféricas intensas,

fuertes vientos en las cumbres

Las características ambientales han sido tomadas de las estaciones de ayaviri: Temperatura Máxima Temperatura Media Anual Temperatura Mínima Velocidad Máxima del Viento

Fuente: SENAMHI

En el Anexo Nº 8

y con predominación de pampas y llanos interandinos

La altitud del área del proyecto varía entre 3,896 msnm (localidad de Macari 4,215 msnm (Localidad de Selque)

b) La alternativa es a través de la carretera asfaltada Cusco Juliaca hasta la localidad de Chuquibambilla,

mediante la carretera afirmada Chuquibambilla al distrito de Macari

En ambos casos las carreteras se encuentran en buen estado de operatividad

Desde la parte urbana de Macari,

existen carreteras de penetración que interconectan a las localidades beneficiadas en el proyecto,

las cuales se encuentran en regular estado de conservación

Vía Aérea: se cuenta con el aeropuerto Manco Cápac de Juliaca que tiene vuelos diarios desde Lima a Juliaca

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Item 2 – Proyecto 27: Macari

Localidades que Conforman el Proyecto

Las localidades que integran el proyecto son las que se muestran a continuación: Nº

Provincia

Distrito

Melga r " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "

Maca ri " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "

Localidad

Nº de Viviendas

N° Carga Especial

HUACAUTA Cancallipata

Calificación (watt) 400

CONSORCIO CORDILLERA DE LOS ANDES

Configuración

380/220V

2Ø 400

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

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Item 2 – Proyecto 27: Macari

QUISHUARA Chuntarusi

QUISHUARA Royal

QUISHUARA Jayunuma

QUISHUARA Vilacota QUISHUARA Jaunuma HUAMANRURO SECTORES Jatun Orco HUAMANRURO SECTORES Acorjo HUAMANRURO SECTORES Jarachulloc HUAMANRURO SECTORES Soscoña HUAMANRURO SECTORES Pucara HUAMANRURO SECTORES Pucara HUAMANRURO SECTORES Aña Aña HUAMANRURO SECTORES Arcopunco

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

440/220V

CONSIDERACIONES GENERALES 2

NORMAS APLICABLES Los criterios a emplear en el diseño de las líneas y redes primarias y redes secundarias se regirán principalmente por las siguientes normas: Código Nacional de Electricidad Suministro 2001

Ley de Concesiones Eléctricas N° 25844

Reglamento de la Ley de Concesiones Eléctricas N° 25844

RD-016-2003-EM/DGE: Especificaciones Técnicas de Montaje de Líneas y Redes Primarias para Electrificación Rural

RD-017-2003-EM/DGE : Alumbrado de Vías Públicas en Áreas Rurales

RD-018-2003-EM/DGE : Bases para el Diseño de Líneas y Redes Primarias para Electrificación Rural

RD-020-2003-EM/DGE : Especificaciones Técnicas de Montaje de Redes Secundarias con Conductor Autoportante para Electrificación Rural

RD-023-2003 EM/DGE: Especificaciones Técnicas de Soportes Normalizados para Redes Secundarias para Electrificación Rural

RD-024-2003 EM/DGE: Especificaciones Técnicas de Soportes Normalizados para Líneas y Redes Primarias para Electrificación Rural

RD-025-2003 EM/DGE: Especificaciones Técnicas para el Suministro de Materiales y Equipos de Redes Secundarias para Electrificación Rural

RD-026-2003-EM/DGE: Especificaciones Técnicas para el Suministro de Materiales y Equipos de Líneas y Redes Primarias para Electrificación Rural

RD-031-2003-EM/DGE: Bases para el Diseño de Redes Secundarias con Conductores Autoportantes para Electrificación Rural

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LAS LÍNEAS Y REDES PRIMARIAS La electrificación de las comunidades pertenecientes al proyecto toma sus puntos de alimentación en las estructuras de las líneas en 22,9/13

los cuales tienen las siguientes características: Tensión nominal del sistema

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Configuración Tensión Máxima de Servicio Factor de Potencia Conexión del Neutro Potencia de cortocircuito mínima 2

2φ y 1φ-MRT 25 kV – 60 Hz 0,90 (atraso) Efectivamente puesto a tierra 200 MVA

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LAS REDES SECUNDARIAS Las redes secundarias presentarán las siguientes características técnicas: Tensión nominal del sistema Configuración Tensión Máxima de Servicio Vano básico Conexión del Neutro Secciones de fase Sección del neutro

380/220 V,

PUNTOS DE ALIMENTACIÓN DE REDES SECUNDARIAS Los puntos de alimentación para las redes de servicio particular,

alumbrado público y conexiones domiciliarias,

serán las salidas de los tableros de distribución de cada una de las subestaciones

DEMANDA DE POTENCIA PARA EL DISEÑO DE LA RED SECUNDARIA 2

Localidades tipo II Son grupos de viviendas situadas en áreas rurales que no presentan aún configuración urbana o es incipiente

Las viviendas están generalmente situadas a lo largo de carreteras,

caminos de herradura o dentro de chacras de los propietarios

La calificación asignada es de 400 W por lote

El alumbrado público constará de luminarias con lámparas de vapor de sodio de alta presión de 50 W soportadas por pastorales de fierro galvanizado

La demanda de potencia de las lámparas de alumbrado y sus accesorios es la siguiente: Cuadro Nº 01 Cargas de la Lámpara de Alumbrado Público Potencia Pérdidas Tipo de Lámpara (Watts) (Watts)

Vapor de Sodio

Total (Watts)

Escuelas,

Centros de Salud,

Iglesias,

Para las cargas de servicio particular se ha asignado una calificación eléctrica de 400,

Para las cargas de uso general se ha asignado una calificación eléctrica de 1000 W/lote

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La relación de localidades y su población actualizada y con sus respectivas calificaciones se encuentran detalladas en el Anexo Nº 8

ESTUDIO DE MERCADO ELÉCTRICO 3

INTRODUCCIÓN El estudio de mercado eléctrico tiene por objetivo cuantificar la demanda de potencia y energía eléctrica de las localidades ubicadas en el área de influencia del proyecto,

la misma que servirá para el dimensionamiento de las Líneas Primarias,

Redes Primarias y Secundarias para un horizonte de 20 años,

evaluando la oferta disponible frente a la demanda requerida

ENCUESTAS DE MERCADO ELÉCTRICO Las encuestas de mercado eléctrico tuvieron como finalidad obtener información social y económica de las localidades para ser utilizadas en los estudios de mercado eléctrico e impacto ambiental

Entre los principales datos recopilados tenemos: categoría del centro poblado,

número de viviendas,

principales cultivos y servicios con los que cuentan

Las encuestas de campo se han efectuado para todas las localidades consideradas en el proyecto

PROYECCIÓN DE POBLACIÓN Y NÚMERO DE VIVIENDAS Para obtener la proyección de la población y del número de viviendas,

se empleó la información de las diferentes localidades incluidas en el presente estudio,

así como el planeamiento e información proporcionado por el INEI (Censo de 1993) del departamento de Puno

En el cuadro siguiente se presenta la población total del distrito de Atuncolla años 2003 al 2005 proporcionadas por el INEI-Puno:

Distrito Macari

Cuadro Nº 02 Crecimiento Poblacional Distrital Provincia 1995 2000 Malgar 7331 7475

2007 7971

TC (%) 1

Fuente: Almanaque de Puno 2007 – INEI

En base a estos resultados,

se ha considerado para la localidad tipo II una tasa de crecimiento variable entre los límites de 0

5% y 1,5%

teniendo en cuenta que el número de habitantes por vivienda máximo es 6 y mínimo de 3,

tomando como referencia los datos del censo,

hemos considerado un promedio de 4 habitantes por familia

METODOLOGÍA PARA LA PROYECCIÓN DE LA DEMANDA 3

Información de consumos en zonas similares,

que cuentan con instalaciones de servicio eléctrico,

3 anterior

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con ligeras variantes es la recomendada por la Ex-Oficina de Cooperación Energética PeruanoAlemana,

que analizó diversos métodos de proyección,

y determinó que para el caso de Pequeños y Medianos Centros Poblados,

la metodología mas adecuada es aquella que se basa en el establecimiento de una relación funcional creciente entre el consumo de energía por abonado doméstico (kWh/Abon) y el número de abonados para cada año

Esta relación considera que la expansión rural a consecuencia del crecimiento poblacional está íntimamente vinculada con el desarrollo de actividades productivas que conducen a mejorar los niveles de ingreso y por consecuencia,

el crecimiento percápita del consumo de energía eléctrica

A continuación,

se describe secuencialmente los cálculos que efectúa el programa de proyección de la demanda de localidades: 1

Número de Habitantes y Abonados Domésticos:

Se proyecta el número de habitantes para cada centro poblado con su respectiva tasa de crecimiento,

Sobre la base de los resultados de la visita de campo,

en donde se contabilizó la población y el número de vivienda,

se determina el número promedio de habitantes por familia para cada una de las localidades,

índice que permite determinar el número de viviendas para todo el horizonte de planeamiento

El número de abonados domésticos se obtiene de la multiplicación del número de viviendas totales y el coeficiente de electrificación

Consumo doméstico: El consumo de energía del sector doméstico se determina haciendo uso de curvas del tipo: Y ( KW − H ) = A * X B

Que relaciona el consumo de energía anual con el correspondiente número de abonados y el precio medio real (PMR) de la energía,

la misma que se determina mediante análisis de regresión histórica

Factor de Carga: Se ha determinado el factor de carga de la siguiente manera: E

Coeficiente de Electrificación: El coeficiente de electrificación es la relación entre el número de abonados domésticos y el número de viviendas totales

Para las localidades del proyecto se cálculo con la información de las encuestas de campo realizadas durante el replanteo,

donde se contabilizó el número de viviendas totales correspondientes a cada localidad y el número de viviendas a electrificarse

Consumo Comercial: Se determina a partir del consumo unitario del sector doméstico (CUC/CUD),

asumiendo un porcentaje adicional al consumo unitario doméstico

Para las localidades del tipo I se ha considerado la relación k2: CUC/CUD de 1,06,

es decir se prevé un 6 % más de consumo de energía que los usuarios del sector doméstico

Consumo por Cargas de Uso General:

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Es el consumo debido a la existencia de cargas de uso general que están conformadas por escuelas,

Se determina a partir del consumo neto doméstico,

como: CG = k3 * CD Donde %CG es el porcentaje del consumo neto de uso general con respecto al consumo neto doméstico

Este porcentaje se utiliza para calcular el Consumo de uso general para todos los años

Consumo por Pequeñas Industrias: Las actividades Pequeño Industriales en la zona del proyecto están referidas principalmente a la producción de bienes e insumos para abastecer las necesidades propias de sus poblaciones y en muy pequeña escala para otros mercados,

generalmente productos lácteos,

implementación de Plantas queseras,

implementación de pequeños talleres de metal mecánica,

carpintería y la implementación de molinos de grano

Se determina a partir de la siguiente relación: CEI = k4 * CD Donde k4 es el porcentaje del consumo neto de uso industrial con respecto al consumo neto doméstico

Este porcentaje se utiliza para calcular el Consumo Industrial para todos los años

Consumo por Alumbrado Público: Para la determinación del consumo de alumbrado público se ha aplicado la Norma DGE “Alumbrado de Vías Públicas en Áreas Rurales” Publicado en Diciembre del 2003,

la cual menciona lo siguiente: Se determina un consumo de energía mensual por alumbrado público de acuerdo a la siguiente fórmula:

CM AP = K ALP * NU CM AP : Consumo mensual de alumbrado público en kWh K ALP : Factor de AP en kWh/usuario-mes NU : Número de Usuarios de la localidad El Factor KALP es el correspondiente al Sector Típico 4 : KALP = 3,3 Para calcular el número de puntos de iluminación se debe considerar una potencia promedio de lámpara de alumbrado y el número de horas de servicio mensuales del alumbrado público (NHMap)

Se aplica la siguiente fórmula:  CMAPx1000 PI =   NHM xPP AP L'

PI: Puntos de Iluminación CMAP : Consumo mensual de alumbrado público en kWh NHMAP: Número de horas mensuales del servicio alumbrado público (horas/mes) PPL: Potencia nominal promedio de la lámpara de alumbrado público en watts CONSORCIO CORDILLERA DE LOS ANDES

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Item 2 – Proyecto 27: Macari

La cantidad de puntos de iluminación (PI) en el caso de ser decimal se debe redondear al entero inferior

El número de horas mensuales del servicio de alumbrado público (NHM AP) será de 360 horas/mes

La potencia nominal promedio de la lámpara de alumbrado público (PP L) comprende la potencia nominal de la lámpara más la potencia nominal de sus accesorios de encendido

El número de horas diarias de alumbrado público considerado es de 12 horas

Es así que para calcular el número de puntos de iluminación por localidad en el año inicial se considera lo siguiente: NHMAP = 360 PPL = 80W (Se incluye las pérdidas de potencia) La cantidad de puntos de iluminación de cada localidad está en el Anexo N° 8

Consumo Neto por Localidad: Es la sumatoria de los consumos de cada uno de los sectores descritos anteriormente

Consumo Bruto Total: Se obtiene de sumar el consumo neto y las pérdidas de energía técnica y comercial en distribución que se estiman en 7 % y 8% de la energía neta

Demanda Máxima de Potencia: Es la que se obtiene de dividir el consumo bruto total (Kwh-año),

sobre las Horas de utilización (H

) Los criterios aplicados para la Proyección de la Demanda del proyecto electrificación rural distrito de Macari Etapa muestran en resumen en el Cuadro siguiente:

Cuadro Nº 03 Criterios Aplicados para la Proyección de la Demanda de Localidades del Proyecto

Localidades Urbana / rurales

Tipo II

% Tasa de Crecimiento Coeficiente de Electrificación K1

K2 :CUC / CUD K3 :% Consumo de Uso General K4 : % Consumo Industrial K5 : % de Consumo de Alumbrado Público % Pérdidas Horas de Utilización de la Energía Básica (Año Inicial)

04 1,02 0

03 8 1800

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En el Anexo correspondiente se presenta la metodología aplicada para el cálculo de la demanda de potencia y energía

PROYECCIÓN DE LA DEMANDA DE POTENCIA Y ENERGÍA DEL PROYECTO La proyección de la máxima demanda (kW) y energía total (MWh-año) se adjunta en detalle en los Anexos Nº 8

Año 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029

Electrificacion Macari (kW) 511

Demanda Total (kW) 511

Cuadro Nº 05 Proyección del Consumo de Energía (MWh-año)

Año 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019

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Electrificacion Macari Consumo Total (MWh/año) (MWh/año) 1,343

43 2,010

95 1,386

75 2,075

78 1,431

45 2,142

70 1,477

60 2,211

78 1,525

24 1,525

24 1,574

42 1,574

42 1,625

18 1,625

18 1,677

57 1,677

57 1,731

66 1,731

66 1,787

48 1,787

48 1,845

11 1,845

MEM/DGER

Ingeniería de Detalle Electrificación Rural Grupo 09 Ubicado en 12 departamentos,

Item 2 – Proyecto 27: Macari

Electrificacion Macari Consumo Total (MWh/año) (MWh/año) 1,904

60 1,904

60 1,966

00 1,966

00 2,029

39 2,029

39 2,094

82 2,094

82 2,162

35 2,162

35 2,232

07 2,232

07 2,304

03 2,304

03 2,378

31 2,378

31 2,454

99 2,454

99 2,534

14 2,534

BALANCE OFERTA-DEMANDA La Electrificación Rural Grupo 09 Ubicado en 12 departamentos,

Item 2 está alimentado por la Sub Estación ubicada en la localidad de Ayaviri

La subestación es del tipo reductor 138/10//22

en consecuencia existe la disponibilidad suficiente para atender la demanda proyectada

El balance oferta-demanda se detalla a continuación: Cuadro Nº 06 Balance Oferta – Demanda

AÑO 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029

OFERTA (KW) 2250

00 2250

00 2250

00 2250

00 2250

00 2250

00 2250

00 2250

00 2250

00 2250

00 2250

00 2250

00 2250

00 2250

00 2250

00 2250

00 2250

00 2250

00 2250

00 2250

00 2250

DEMANDA (KW) 765

BALANCE (KW) 1484

800 1475

618 1466

325 1456

921 1447

404 1437

773 1428

026 1418

162 1408

180 1398

079 1387

855 1377

510 1367

040 1356

444 1345

722 1334

870 1323

889 1312

775 1301

529 1290

147 1278

CÁLCULOS ELÉCTRICOS DE LA LÍNEA Y RED PRIMARIA 4

CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS DEL SISTEMA Para efectos del diseño eléctrico de líneas y redes primarias se tendrán en cuenta las siguientes características:

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Item 2 – Proyecto 27: Macari

Sistema Efectivamente Puesto a Tierra Tensión Nominal de la Red : 22

PARÁMETROS DE LOS CONDUCTORES 4

R40°C = R20°C × [1

OO36 × ( t − 20°) ] Donde: R40°C = R20°C = t =

Resistencia del conductor en a 40°C,

en ohm/km Resistencia del conductor en c

en ohm/km Temperatura máxima de operación,

La reactancia inductiva para sistema trifásico equilibrado es:

  DMG  −4 X L'= 377 × 0

Distancia Media Geométrica,

igual a 1,52 m Radio del conductor,

Reactancia Inductiva para sistemas monofásicos a la tensión entre fases

La fórmula es la misma que para sistema trifásico,

pero la distancia media geométrica (DMG) será igual a 2

Reactancia inductiva para sistemas monofásicos a la tensión de fase La fórmula es la misma que para sistemas trifásicos,

pero la distancia media geométrica (DMG) será igual a 1

Reactancia inductiva equivalente para sistemas monofásicos con retorno total por tierra

ρ r’

en m Radio equivalente del conductor,

e igual a 2,117 r’ para conductor de 7 alambres

Resistividad eléctrica del terreno,

se considera 250 Ω-m Radio del alambre del conductor,

Los parámetros eléctricos de las líneas primarias y caídas de tensión se calculan y muestran en el Anexo Nº 8

CONFIGURACIÓN DEL SISTEMA ELÉCTRICO 4

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Item 2 – Proyecto 27: Macari

Sistema Eléctrico del PSE Ayaviri

Línea Primaria 22,9 kV Ayaviri-Santa Rosa

Esta Línea cuenta con su punto de inicio en la Sub Estación 138/10/22

sin embargo la derivacion hacia Macari se inicia en las inmediaciones de la localidad de Chuquibambilla

además las cargas concentradas en las derivaciones que se dirigen hacia cada localidad de proyecto,

para lo cual se ha tomado en consideración los siguientes aspectos: Se ha definido como sección mínima a utilizar 25 y 35 mm² de AAAC Se utilizará el sistema 2Ø y 1Ø (MRT)

En los anexos Nº 8

que alimenta al Sistema Eléctrico existente del PSE Ayaviri

En los Planos se presenta la configuración eléctrica del Proyecto para los años 2010-2030,

con las localidades que comprenden el proyecto y las secciones de las líneas primarias obtenidas del cálculo de la regulación de tensión

Líneas Primarias 22,9 kV

Las Líneas Primarias del presente Proyecto se han definido de acuerdo a su capacidad de transporte y cálculo de regulación de tensión,

obteniéndose lo siguiente: Líneas Primarias 22

Líneas Primarias 13

Redes Primarias y Secundarias

Se ejecutarán las redes primarias de 54 localidades y las redes secundarias de 54 localidades,

las cuales se mencionaron líneas arriba: Nº 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Localidad HUACAUTA Cancallipata HUACAUTA Pampa Potrero HUACAUTA Challapata HUACAUTA Chimpastana JATUN SAYNA Anaguanca JATUN SAYNA Pampa Lloclla JATUN SAYNA Sallalli JATUN SAYNA Jajachupa JATUN SAYNA Llactuyre

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Provincia

Distrito

Melgar " " " " " " " "

Macari " " " " " " " " MEM/DGER

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Item 2 – Proyecto 27: Macari

JATUN SAYNA Llactuyrepampa HUAMANRURO Ancocunca HUAMANRURO HUAMANRURO Huacuta SELQUE Yurajcancha SELQUE Rosaspata SELQUE Colijatahuasi SELQUE Chapenuyoc SELQUE Morojaja SELQUE Milla Sillani SELQUE Saynapata SELQUE Sunto SELQUE Chacachita SELQUE Cantacanta SELQUE Chuñunapata MACARI Aychuta MACARI Jallurume MACARI Pulpera MACARI Huañuna MACARI Taratara BAJO COLLANA Ritubamba BAJO COLLANA Casa Blanca SAYGUANI PICHACANI SAN FRANCISCO COCUÑA SANTA CRUZ Huayhuancuri SANTA CRUZ Huayhuancuri SANTA CRUZ Iscaypuquio SANTA CRUZ Caxile SANTA CRUZ Queraruma Central SANTA CRUZ Queraruma Central QUISHUARA Chuntarusi QUISHUARA Royal QUISHUARA Jayunuma QUISHUARA Vilacota QUISHUARA Jaunuma HUAMANRURO SECTORES Jatun Orco HUAMANRURO SECTORES Acorjo HUAMANRURO SECTORES Jarachulloc HUAMANRURO SECTORES Soscoña HUAMANRURO SECTORES Pucara HUAMANRURO SECTORES Pucara HUAMANRURO SECTORES Aña Aña HUAMANRURO SECTORES Arcopunco

" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "

" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "

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Item 2 – Proyecto 27: Macari

BALANCE DE CARGA La distribución de los transformadores en las fases adecuadas derivadas del circuito troncal deberá presentar un balance conveniente para la operación normal del sistema

En el diagrama de carga del presente sistema eléctrico se presenta la conexión de cada transformador de distribución y su fase de conexión correspondiente

DETERMINACIÓN DEL NIVEL DE AISLAMIENTO Y SELECCIÓN DE AISLADORES Los criterios considerados en la selección del aislamiento son por contaminación ambiental,

sobretensiones a frecuencia industrial en seco y sobretensiones atmosféricas

La selección de la distancia de fuga de los aisladores ha sido tomada de la recomendación de la Norma IEC 815 “Recomendaciones para distancia de fuga en los aisladores para ambientes contaminados”,

que establece niveles de contaminación según características ambientales,

seleccionando una distancia de fuga de 16 mm/kV correspondiente a una zona de contaminación ligera,

pero para el área del proyecto se consideró una distancia de fuga de 12 mm/kV debido a que se ubica en una zona de sierra (contaminación muy ligera) con altitud entre los 3,800 y 4,300 msnm,

predominantemente con presencia de pastos naturales,

expuestas a presencia de lluvias frecuentes y de gran intensidad,

lo que contribuye a la limpieza periódica de los aisladores

La línea de fuga fase-tierra esta dada por la siguiente expresión: L'fuga = L'f 0 xU MAX xf ch

Longitud de fuga fase-tierra requerida Longitud de fuga unitaria en mm/kVφ-φ Tensión Máxima de Servicio Factor de Corrección por Altura Altura sobre el nivel del mar

Cuadro Nº 07 Aislamiento Requerido por Contaminación

Altitud Hasta 4 300 msnm

Umax (kV) 25

Lfuga 459

NBI (1 − N ×σ ) ×δ

Donde: NBI : N : σ :

Nivel Básico de Aislamiento (125 kV-BIL) Número de desviaciones estándar alrededor de la media (1

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Para t = 15ºC

Densidad relativa del aire 3,92 xb δ= y 273 + t Para h = 4,000

(δ = 0,626)

Obteniéndose los siguientes resultados: Cuadro Nº 08 Aislamiento Necesario por Sobretensiones de Impulso

Descripción Hasta 4,300 msnm

NBI (kV) 125

Vfi (kV) 212

para toda la línea y red primaria

Cuadro Nº 09 Selección de los Aisladores Tipo Requerimientos h: Altitud m

(kV) Longitud de la línea de fuga L'(mm) Aislam

por sobretensiones de impulso Vi (kV)

Valores Calculados Hasta 4,000 25 459 50 212

ANSI 56-3

ANSI Suspensión 52-2

Todo 25 533 80 265

Todo 25 584 90 260

En el Anexo N° 8

NIVELES DE AISLAMIENTO PARA LAS SUBESTACIONES DE DISTRIBUCIÓN Los niveles de aislamiento considerados para el diseño de la subestaciones de distribución hasta los 4,300 msnm,

son los siguientes: Tensión Nominal : 22

NIVEL DE AISLAMIENTO DE LAS ESTRUCTURAS DE LA LÍNEA Y RED PRIMARIA La mayor causa de salidas fuera de servicio es ocasionada por los flameos producidos por descargas atmosféricas y tormentas eléctricas,

los cuales producen sobretensiones directas e inducidas sobre las líneas de distribución,

las cuales dependen de los siguientes factores: Intensidad,

continuidad y duración de las descargas atmosféricas (≥ = a 3900 msnm) son intensas en época de tormenta eléctrica

Los obstáculos en la franja de servidumbre de las líneas son limitados,

teniéndose algunas lomas que contribuyen a amortiguar las descargas directas,

y reducir la magnitud de las indirectas

Las salidas de servicio por cada 100 km/año se reducen cuando se logra un voltaje de flameo al impulso crítico (VFIC,

o critical impulse flashover voltage-CIFO) de la línea de 300 kV,

motivo por el cual en los diseños de las estructuras se debe tender a obtener dicho valor,

por medio de la utilización crucetas de madera

No es conveniente superar los 300 kV,

porque el mayor aislamiento en la línea podría ocasionar sobretensiones severas en los equipos,

así como la operación frecuente del interruptor en las subestaciones de alimentación

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Item 2 – Proyecto 27: Macari

Los pararrayos proveen un grado de reducción de flameos por tensiones inducidas,

por lo que se ha previsto su instalación en las líneas primarias y en las subestaciones de distribución,

contribuyendo conjuntamente a mejorar el comportamiento eléctrico

Los pararrayos en las líneas van asociados a una puesta a tierra no mayor de 15Ω,

por lo que se ha previsto la utilización del sistema de PT tipo PAT-1 con una varilla,

y conseguir así una descarga efectiva a tierra (el incremento del valor de la puesta a tierra incrementará el flameo de las líneas)

El aislamiento de las estructuras se logra con la combinación del CIFO de sus componentes: aislador,

la cual contribuye a elevar el aislamiento de la línea y a mejorar el comportamiento eléctrico contra descargas atmosféricas

SELECCIÓN DE PARARRAYOS Y SECCIONADORES FUSIBLES Las principales características de los pararrayos y seccionadores son las siguientes: Pararrayos: Los pararrayos serán de oxido metálico,

habiéndose seleccionado para el nivel de tensión 22,9 kV

- 21 kV

Seccionadores: Los pararrayos serán de porcelana,

habiéndose seleccionado para el nivel de tensión 22,9 kV – 27/38 kV

ESTUDIO DE COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO Se entiende por coordinación del aislamiento al conjunto de disposiciones que se toman a fin de evitar que las sobretensiones causen daño a los equipos eléctricos

Por tal razón es imprescindible la instalación de los pararrayos para la adecuada protección del aislamiento interno de los transformadores

Los márgenes mínimos de seguridad recomendado por ANSI,

según guía de aplicación C62

Tensión de sostenimiento al impulso atmosférico de onda cortada del equipamiento Nivel de protección del pararrayos para frente de onda cortada

Tensión de sostenimiento nominal de impulso atmosférico del equipamiento Nivel de protección del pararrayos para impulso atmosférico

El cálculo de coordinación del aislamiento es como sigue: Características del Sistema Nivel de tensión : 22,9 kV Máxima tensión de servicio : 25 kV Tensión nominal soportable al impulso atmosférico 150 kV Características de los Pararrayos: Tensión Nominal: Nivel de protección al impulso atmosférico: Nivel de protección al frente de onda cortada:

Despreciando los efectos de los cables de conexión y la distancia de separación entre los pararrayos a los equipos a ser protegidos,

de donde se obtienen los siguientes resultados: CONSORCIO CORDILLERA DE LOS ANDES

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Item 2 – Proyecto 27: Macari

Vp (kV) 21

MP1 250%

MP2 178,6%

Podemos observar que para los pararrayos analizados,

se tienen márgenes de seguridad por encima de los valores mínimos permitidos,

con lo que se concluye que no se deberían tener dificultades de aislamiento

CÁLCULO,

DISEÑO Y CONFIGURACIÓN DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA 4

En Líneas y Redes Primarias

En los sistemas "efectivamente puesto a tierra sin neutro corrido" en 22

se requiere que las instalaciones de líneas y redes primarias garanticen la seguridad de las personas,

y facilidad para el recorrido a tierra de la corriente de operación del sistema eléctrico monofásico

La Norma DGE “Bases para el Diseño de Líneas y Redes Primarias para Electrificación Rural”,

establece que desde el punto de vista de la operación,

las únicas puestas a tierra importantes son las que corresponden al neutro del transformador de potencia y a las subestaciones de distribución

Asimismo para líneas primarias ubicadas en la sierra y selva,

expuestas a descargas atmosféricas indirectas se recomienda poner a tierra cada 4 estructuras en postes de madera pero también se recomienda poner a tierra cada 02 estructuras de concreto en las líneas primarias

Como en las líneas primarias se tiene un recorrido por zonas de escaso tránsito de personas,

no se toma en cuenta el criterio de tensiones de toque,

Configuraciones de Puesta a Tierra TIPO PAT-1: Constituido por un electrodo de cobre de 2

directamente enterrado y sube a la punta del poste por el interior del mismo

La resistencia de puesta a tierra del sistema PAT-1 resulta de aplicar la siguiente fórmula:

RPAT −1 ≡

 4*l ρa (2 * H + l')  Ln  *  2 *π * l'1,36 * d'( 4 * H + l') 

Donde: ρa = Resistividad eléctrica aparente del terreno (ohm-m) l'= Longitud de la varilla (2

de no ser posible esta configuración se instalarán alineados en línea recta los 3 electrodos),

separados a una distancia horizontal entre varillas de 3 m,

y unidas entre sí mediante conductor de cobre recocido de 25 mm²

La resistencia de puesta a tierra se calcula con la siguiente fórmula: CONSORCIO CORDILLERA DE LOS ANDES

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Item 2 – Proyecto 27: Macari

ρ 4* l'l a R PAT −3 = [ Ln( )− 1+ { 2*π *3*l b D'Donde:

Donde resulta:

RPAT −3 ≡ 0,170 * ρa = 43%( RPAT −1 )

TIPO HORIZONTAL: Este tipo de PT se utilizará en las zonas donde se tenga suelos completamente rocosos

Estará conformado por el conductor de cobre desnudo de 25 mm2,

y la varilla de cobre que estará enterrada en forma inclinada empezando desde los 0

Recomendaciones: Para las líneas y redes primarias se seguirá con el siguiente criterio: Las Puestas a Tierra del tipo PAT-4 se instalarán en las líneas primarias y se ubicarán en todas las estructuras,

salvo las que tienen retenidas

Las PT de las estructuras con pararrayos serán ≤ 15Ω,

Las PT de las estructuras de seccionamiento serán ≤ 25Ω,

Para las estructuras bifásicas y monofásicas,

el cable de la puesta a tierra irá conectado mediante conectores tipo “J” a la ferretería de cada armado

En Subestaciones de Distribución

Las subestaciones aéreas deberán contemplar como mínimo las siguientes consideraciones de puesta a tierra:

Se utilizará una bajada de puesta a tierra a la cual se conectarán el tanque del transformador,

ferretería y demás elementos metálicos de la estructura de la subestación

Las bajadas de puesta a tierra se conectarán a un número suficiente de varillas de puesta a tierra,

separadas a una distancia no menor de 3 m entre si,

de forma tal que se permita asegurar,

bajo condiciones normales del terreno,

una resistencia a tierra tal como se indica en la siguiente tablas: Potencia del transformador (kVA) 5 10

Resistencia de Puesta a Tierra en SS

En las SED se conectarán el pararrayos de MT y el neutro de MT y BT,

y la carcasa del transformador con la misma bajada a tierra

El conductor de bajada irá por dentro del poste de concreto y será conductor de cobre desnudo de 16 mm2

En las sub estaciones se instalarán puesta a tierra del tipo será el PAT-3

En el Anexo N° 8

SELECCIÓN DISTRIBUCIÓN

CAPACIDAD

TRANSFORMADORES

Se ha desarrollado la selección de la capacidad de potencia de los transformadores de distribución mediante la utilización de la norma IEEE Std

que define las condiciones de selección óptima de los CONSORCIO CORDILLERA DE LOS ANDES

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kVA de los transformadores de distribución mediante los criterios de sobrecarga de transformadores y considerando las variaciones de temperatura del devanado y del aceite del transformador,

así como la temperatura ambiente

Se calculó la máxima demanda de acuerdo a la siguiente relación:

Ptrafo = [ PSP + PAP + PCE + PPERD ( RE ,Cu ,

Fe ) ] *

FCr FSC * cos φ

Donde: PSP: Potencia del Servicio particular proyectado para el año final del proyecto (kW) PCE: Potencia de Cargas Especiales proyectado para el año final del proyecto (kW) PP: 7% de pérdidas proyectado para el año final del proyecto (kW) FCR: Factor de crecimiento en 20 años de vida útil del proyecto igual a 1

Cos Ø: Factor de Potencia igual a 0

CÁLCULOS ELÉCTRICOS DE LA RED SECUNDARIA 5

PARAMETROS ELÉCTRICOS Los parámetros eléctricos fueron calculados de la siguiente manera: 5

R40°C = R20°C × [1

OO36 × ( t − 20°) ] Donde: R40°C = R20°C = t =

Resistencia del conductor en a 40°C,

en ohm/km Resistencia del conductor en c

Cuadro Nº 11 Parámetros y Factores de Caída de Tensión de los Cables Autoportantes

Formación

Reactancia Factor de Caída de Tensión (K) x de Fase Neutro Inductiva 10-3 (ohms/Km) (ohms/Km) (ohms/Km) 20° C 40° C 20° C 40° C XL(3Ø) XL (1Ø) (380-220V) (440-220) 220V

1x16/25

2x16/25

2x25/25

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Item 2 – Proyecto 27: Macari

Donde: DMG

Distancia media geométrica

Radio medio geométrico

Las reactancias de diferentes formaciones de conductores se muestran en el Anexo Nº 8

CAÍDA DE TENSIÓN La caída de tensión se determina por medio de un programa computacional (DRSCAD),

el cual cuenta con una base de datos de conductores para los diferentes tipos de sistemas

En el capítulo cuatro del presente informe se muestra la caída de tensión de las redes de distribución secundaria,

tanto para el servicio particular como para el alumbrado público por localidad

∆V = K × I × L'×10 −3 Donde: I = Corriente que recorre el circuito,

en Amperes L'= Longitud del tramo,

en metros K = Factor de caída de tensión Para circuitos trifásicos K = 3 ( r1 cos(φ) + x1 sen(φ)) Para circuitos monofásicos K = 2(r2 cos(φ ) + x 2 sen(φ )) En el Anexo Nº 8

según el Código Nacional de Electricidad

Los valores calculados serán: 30,8 V,

en el sistema 1φ 440/220 V 15,4 V,

1,00 0,90

0 MEM/DGER

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Item 2 – Proyecto 27: Macari

CRITERIOS CONSIDERADOS EN LOS DISEÑOS DE RS A continuación se describen los criterios considerados para la optimización de los diseños de redes secundarias: Se ha utilizado postes de concreto de 8 metros y 200 Kg

para cruce de calles y caminos rurales lugares donde no haya tránsito de vehículos

Se ha considerado un vano máximo flojo de acuerdo a las prestaciones mecánicas de cada conductor

Se ha considerado la utilización de acometidas cortas de 15 m,

largas de 30 m y con murete de 35 m ubicado en el límite de propiedad

Las lámparas de AP son de 70 W Para las localidades que presentan un desnivel promedio de 30% se ha considerado un vano máximo de 200 m,

Se procuró donde fue factible,

realizar alineamientos largos (0º) en las redes secundarias,

disminuyendo ángulos innecesarios,

y teniendo el criterio de estética en las instalaciones

En la distribución de estructuras se ha tenido en consideración el menor número de cortes de conductor,

para así facilitar el montaje de los mismos

RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA Para las redes secundarias 1φ en 440/220 V,

la Norma DGE establece el valor 10 Ω para la resistencia del neutro a tierra,

con todas las puestas a tierra-PT conectadas de BT

Con ello se garantiza que cuando ocurre una falla a tierra en una de las fases,

la tensión fase-neutro no debe superar la tensión de 250 V (desplazamiento del neutro)

Con estas consideraciones,

el sistema a utilizar será el tipo PAT-1,

y su ubicación será cada 250 m,

de acuerdo a los planos del Estudio de Ingeniería Definitiva elaborado por el Consultor en concordancia con lo establecido en el Código Nacional de Electricidad Suministro 2001,

y serán colocadas a lo largo de la