Calculos Electricos Rs

CONTRATO Nº 017-2017-MEM/DGER

SEGUNDO INFORME DEL ESTUDIO DEFINITIVO DEL PROYECTO:

INSTALACION DEL SISTEMA DE ELECTRIFICACION RURAL EN LAS CUENCAS DE LOS RIOS PUTUMAYO Y AMAZONAS, DISTRITOS FRONTERIZOS DE LAS PROVINCIAS DE PUTUMAYO Y MARISCAL RAMON CASTILLA, REGION LORETO” “

PARTE I: REDES SECUNDARIAS

VOLUMEN IV: CALCULOS JUSTIFICATIVOS REDES SECUNDARIAS – CALCULO CALCULO ELECTRICO

Perú

ELABORACION DEL ESTUDIO DEFINITIVO DEL PROYECTO: INSTALACION DEL SISTEMA DE ELECTRIFICACION RURAL EN LAS CUENCAS DE LOS RIOS PUTUMAYO Y AMAZONAS, DISTRITOS FRONTERIZOS DE LAS PROVINCIAS DE PUTUMAYO Y MARISCAL RAMON CASTILLA, REGION LORETO”

“

CÁLCULOS ELÉCTRICOS DE REDES SECUNDARIAS ÍNDICE CAPÍTULO I CÁLCULOS ELÉCTRICOS DE DE REDES SECUNDARIAS 1.

CONSIDERACIONES DE CÁLCULOS ELÉCTRICOS DE REDES SECUNDARIAS 1.1. NORMAS APLICABLES 1.2. CARACTERÍSTICAS CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA 1.3. CONFIGURACIÓN TOPOLÓGICA 1.4. DEMANDA DE POTENCIA DE CARGAS DE SERVICIO PARTICULAR 1.5. FACTOR DE POTENCIA (COS ) 1.6. FACTOR DE SIMULTANEIDAD SIMULTANEIDAD 1.7. RESISTENCIA DE AISLAMIENTO AISLAMIENTO

2.

CÁLCULO DE IMPEDANCIAS DE CONDUCTORES 2.1. CÁLCULO DE RESISTENCIA ELÉCTRICA DEL CONDUCTOR CONDUCTOR 2.2. CÁLCULO DE REACTANCIA INDUCTIVA

3.

ESTUDIO DEL MERCADO ELÉCTRICO

4.

CÁLCULO DE CAÍDA DE TENSIÓN Y PÉRDIDAS DE POTENCIA Y ENERGÍA 4.1. CÁLCULO DE CAÍDA DE TENSIÓN 4.2. PÉRDIDAS DE POTENCIA Y ENERGÍA

5.

DIAGRAMA DE CARGA

6.

CÁLCULO DE ALUMBRADO PÚBLICO Y NÚMERO DE LUMINARIAS 6.1. SELECCIÓN DE LUMINARIA ÓPTIMA 6.2. CÁLCULO DEL NÚMERO DE LUMINARIAS LUMINARIAS

7.

CÁLCULO DE LA RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA DEL SISTEMA 7.1. MEDICIÓN DE RESISTIVIDAD DEL TERRENO 7.2. ESTRATIFICACIÓN ESTRATIFICACIÓN DEL SUELO A DOS CAPAS 7.3. CÁLCULO DE LA RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA

“

INSTALACION DEL SISTEMA DE ELECTRIFICACION RURAL EN LAS

CUENCAS

DE

LOS

RIOS

PUTUMAYO

Y

AMAZONAS,

DISTRITOS

FRONTERIZOS DE LAS PROVINCIAS DE PUTUMAYO Y MARISCAL RAMON CASTILLA, REGIO LORETO

”

VOLUMEN IV: CALCULOS JUSTIFICATIVOS DE REDES SECUNDARIAS

CAPÍTULO I.1 CÁLCULOS ELÉCTRICOS DE REDES SECUNDARIAS 1. CONSIDERACIONES DE CÁLCULOS ELÉCTRICOS DE REDES SECUNDARIAS 1.1. NORMAS APLICABLES Para la elaboración del estudio de Ingeniería definitiva se ha tenido en cuentas las siguientes normas y publicaciones: Código Nacional de Electricidad Suministros 2011 Ley de Concesiones Eléctricas N° 25844 Reglamento de la Ley de Concesiones Concesiones Eléctricas N° 25844 RD 017-2003-EM: Alumbrado de Vias Públicas en Áreas Rurales. RD 020-2003-EM: Especificaciones Técnicas de Montaje de Redes Secundarias con Conductor Autoportante para Electrificación Rural. RD 023-2003-EM: Especificaciones Técnicas de Soportes Normalizados para Líneas y redes Secundarias para Electrificación Rural. RD 025-2003-EM: Especificaciones Técnicas para el Suministro de Materiales y Equipos de Redes Secundarias para Electrificación Rural. RD 030-2003-EM: Especificaciones Técnicas para levantamientos Topográficos para Electrificación Rural. RD 031-2003-EM: Bases para el Diseño de Líneas y redes Secundarias con Conductor Autoportante para Electrificación Rural.

        

El diseño se ha desarrollado, en conformidad a las prescripciones de las Normas Técnicas de la Dirección General de Electricidad para Electrificación Rural y el Código Nacional de Electricidad Suministro 2011.

1.2. CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA Las localidades de los distritos beneficiadas tendrán suministro monofásico y para efectos del diseño eléctrico de las redes de servicio particular y alumbrado público, se ha definido las siguientes características particulares del sistema: Sistema Conductores Neutro portante Tensión fase -fase Frecuencia nominal Altitud máxima

: Monofásico. : Auto portante de AAAC aislado. : Aleación de aluminio aluminio desnudo función función mecánica y eléctrica. : 220 V : 60 Hz. : 290 m.s.n.m.

La tensión de servicio de las cargas monofásicas del servicio particular y de “


CUENCAS

DE

LOS

RIOS

PUTUMAYO

Y

AMAZONAS,

DISTRITOS


”


alumbrado público será de 220 V medida entre un conductor de fase y fase.

1.3. CONFIGURACIÓN TOPOLÓGICA En el diseño de las redes secundarias tendrá en cuenta las siguientes consideraciones para definir su configuración configuración topológica: topológica: Ubicar los circuitos de modo, que deben alejarse de la Central Fotovoltaica en



forma radial, evitando que éstos regresen a la Central Fotovoltaica a fin de disminuir la caída de tensión. 

Los circuitos en lo posible deben ir ubicados en un solo frente de una calle.



Se debe evitar colocar postes en las esquinas, porque estos puntos constituyen lugares peligrosos por la probabilidad de colisión de vehículos. Se debe evitar el cruce de circuitos de diferentes Centrales Fotovoltaicas.



1.4. DEMANDA DE POTENCIA DE CARGAS DE SERVICIO PARTICULAR La calificación eléctrica para servicio particular, se ha determinado considerando los resultados del estudio de mercado eléctrico y los valores establecido en la Norma DGE RD031-2003-MEM. Para la asignación de la calificación eléctrica se ha realizado la proyección de la máxima demanda unitaria para las cargas domésticas y especiales, del cual se ha obtenido la máxima demanda diversificada y la determinación de la calificación eléctrica respectiva por cada tipo de localidad. Del resumen de la asignación de la calificación eléctrica se ha obtenido lo siguiente: Cuadro N° 1 Resumen de calificación eléctrica

TIPO

POTENCIA

Tipo I Tipo II

600 W/Lote 400 W/Lote

La calificación eléctrica Tipo I: es las localidades alta densidad de población es decir urbano - rural que cuenta con plaza, Centros Educativos etc. y calles definidas. La calificación eléctrica Tipo II: son las localidades de baja densidad de población es decir áreas rurales con viviendas dispersas. Para las Cargas de Uso General las potencias a considerar serán como señala en el “


CUENCAS

DE

LOS

RIOS

PUTUMAYO

Y

AMAZONAS,

DISTRITOS


”


siguiente cuadro: Cuadro N° 2 Cargas de uso general

ITEM 1 2 3 4 8 10 11 12 13

POTENCIA (W) 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000

DESCRIPCION PRONOEI -INICIAL ESCUELA COLEGIO IGLESIA MUNICIPIO CENTRO DE SALUD LOCAL COMUNAL INSTITUTO PEDIT - TAMBO

Para el alumbrado público se ha considerado el uso de lámpara LED como indica el siguiente cuadro: Cuadro N° 3 Potencia de Luminarias de alumbrado publico

ITEM

POTENCIA PERDIDA (W) (W)

1

20

2.5

TOTAL (W)

DESCRIPCION

22.5

1ø - 220 V

1.5. FACTOR DE POTENCIA (COS ) Para cargas de servicio particular Para cargas de alumbrado público

: :

1,00 0,90

: : :

0,5 1,00 1,00

1.6. FACTOR DE SIMULTANEIDAD Cargas de servicio particular Cargas de uso general Cargas de alumbrado público

1.7. RESISTENCIA DE AISLAMIENTO Para determinar la resistencia de aislamiento se considerará las condiciones de operación del sistema: Sistema : Monofásico. Tensión nominal del sistema : 220 V Contaminación ambiental : Ligera La resistencia de aislamiento entre fases en ningún caso será inferior a 10 Megaohm y entre fase y tierra en ningún caso será inferior a 5 Megaohm. 2. CÁLCULO DE IMPEDANCIAS DE CONDUCTORES La impedancia de los conductores es una magnitud que mide cómo un circuito conduce fácilmente la corriente cuando un voltaje funciona con él, esta impedancia depende la resistencia y reactancia del conductor. “


CUENCAS

DE

LOS

RIOS

PUTUMAYO

Y

AMAZONAS,

DISTRITOS


”


2.1. CÁLCULO DE RESISTENCIA ELÉCTRICA DEL CONDUCTOR r 40ºC







r 20ºC 1   t 2





20

Dónde: r 40° C r 20° C

: : : :



t2

resistencia eléctrica del conductor a 40°C resistencia eléctrica del conductor a 20°C Coeficiente de corrección de temperatura 1/°C: 0,0036 40° C

2.2. CÁLCULO DE REACTANCIA INDUCTIVA X 1 

0.1746  LogDMG

RMG

Dónde: DMG = Distancia media geométrica RMG = Radio medio geométrico Las resistencias e impedancias de los conductores se muestran en el Cuadro N° 4, N° 5. Cuadro N° 4 Resistencia de conductores a temperatura de operación 40 °C

RESISTENCIA DEL ALUMBRADO RESISTENCIA DEL CONDUCTOR DE FASE PÚBLICO CONDUCTOR NEUTRO FORMACIÓN (ohms/Km) (ohms/Km) (ohms/Km) A 20° C A 40° C A 20° C A 40° C A 20° C A 40° C 2x35+16/25 0,868 0,929 1,910 2,045 1,38 1,478 2x25+16/25 1,200 1,285 1,910 2,045 1,38 1,478 2x16+16/25 1,910 2,045 1,910 2,045 1,38 1,478 Cuadro N° 5 Reactancia inductiva

REACTANCIA INDUCTIVA FACTOR DE CAIDA DE TENSIÓN CAPACIDAD DE CORRIENTE FORMACIÓN 2x35+16/25 2x25+16/25 2x16+16/25

(ohms/Km) XL(30) XL (10) 0,086 0,093 0,103

0,114 0.109 0,114

K (440-220)

(220V)AP

3,780 3,776 3,776

3,272 3,272 3,272

Los resultados se presentan en el el A nexo 1.1.1.

“


CUENCAS

DE

LOS

RIOS

PUTUMAYO

Y

AMAZONAS,

DISTRITOS


”

A 40° C (A) Cond. Fase Cond. AP 102 83 64

64 64 64


3. ESTUDIO DEL MERCADO ELÉCTRICO El estudio de mercado eléctrico tiene por objetivo cuantificar la demanda de potencia y energía eléctrica de las localidades pertenecientes al proyecto: “INSTALACION DEL SISTEMA DE ELECTRIFICACION RURAL EN LAS CUENCAS DE LOS RIOS PUTUMAYO Y AMAZONAS, DISTRITOS FRONTERIZOS DE LAS PROVINCIAS DE PUTUMAYO Y MARISCAL RAMON CASTILLA, REGION LORETO”, que permitirá definir la calificación eléctrica y el dimensionamiento de las redes secundarias, redes primarias y líneas primarias para un horizonte de 20 años. Teniendo en consideración las características propias de cada localidad respecto a la ubicación geográfica, forma de vida, densidad y crecimiento poblacional, actividades socioeconómicas, a su infraestructura existente y proyectado, sus recursos naturales, sus demandas para fines productivos artesanales, proyectos de desarrollo, etc.; se realiza la evaluación específica de su potencial de desarrollo y su futura demanda de energía y potencia para su posterior electrificación. electrificación. La estimación de la máxima demanda de potencia y de energía eléctrica en el área de estudio, se realizó identificando en forma previa las localidades: sus nombres, categoría política, ubicación, población, número de viviendas y los tipos ti pos de cargas especiales. Para el análisis se efectuó la clasificación de las localidades determinándose que en la zona del proyecto solo se ha identificado localidades de tipo I (6000w/Lote) y tipo II (400 W/Lote). La proyección de la máxima demanda se realiza año por año, en base a factores de carga adecuados y coeficientes de electrificación en concordancia con los planos de ubicaciones de las viviendas y los radios de acción de los transformadores de distribución con el grado de dispersión de las viviendas y las condiciones socioeconómicas de la zona del proyecto. Para el estudio de la demanda se asume las siguientes premisas: El suministro de energía será continuo y confiable, sin restricciones de orden técnico (calidad de servicio) y con óptimos niveles de tensión (calidad de producto), y a costo razonable, de tal manera que cubra la demanda de cada localidad. En el análisis se consideran todas las localidades ubicadas en el área de influencia del proyecto, cuya determinación se efectuó previo reconocimiento y evaluación de la zona geográfica presentada en los Términos de Referencia. El estudio de mercado eléctrico ha sido actualizado para las localidades l ocalidades del proyecto, para un horizonte 20 años (2038).

“


CUENCAS

DE

LOS

RIOS

PUTUMAYO

Y

AMAZONAS,

DISTRITOS


”


4. CÁLCULO DE CAÍDA DE TENSIÓN Y PÉRDIDAS DE POTENCIA Y ENERGÍA 4.1. CÁLCULO DE CAÍDA DE TENSIÓN La fórmula para calcular redes aéreas es la siguiente: 3

V  k  I  L  10

Donde: I L k

: : :

Corriente que recorre el circuito, en A Longitud del tramo, en m Factor de caída de tensión

Para circuitos monofásicos :





k  2  r cos  X sen 2

2

4.2. PÉRDIDAS DE POTENCIA Y ENERGÍA La caída máxima de tensión entre la subestación de distribución y el extremo terminal más alejado de la red no deberá exceder el 7.5% de la tensión nominal, es decir: Sistema 220 V



:

16.5V

Los cálculos de caída de tensión y pérdidas de energía se presentan en el Anexo 1.1.2 .

5. DIAGRAMA DE CARGA Al efectuar el cálculo de caída de tensión, en el diagrama de carga se puede visualizar las redes, indicando los porcentajes de caída de tensión, las máximas demandas, las pérdidas de potencia potencia y las también las pérdidas pérdidas de energía. energía. En el Anexo 1.1.6, se adjunta los planos de diagrama de carga. 6. CÁLCULO DE ALUMBRADO PÚBLICO Y NÚMERO DE LUMINARIAS Se ha considerado el uso de Alumbrado Público para las Localidades que cuenten con sistemas fotovoltaicos centralizados. centralizados.

6.1. SELECCIÓN DE LUMINARIA ÓPTIMA Las lámparas de alumbrado que se usarán para los proyectos con Sistemas Fotovoltaicos Centralizados, Centralizados, serán LED. Buscando el menor costo, la mejor distribución de Luminaria, el bienestar social, y el cumplimiento de las normas, se recomienda el uso de la lámpara LED de 20W y tendrán las características que se muestra en el siguiente cuadro: Cuadro N° 6 Resumen de calificación eléctrica

Tipo de Lámpara

Potencia (W)

Pérdidas (W)

Potencia Total (W)

Vapor de Sodio

20

2,5

22,5

El factor de simultaneidad para alumbrado público es FS = 1. “


CUENCAS

DE

LOS

RIOS

PUTUMAYO

Y

AMAZONAS,

DISTRITOS


”


6.2. CÁLCULO DEL NÚMERO DE LUMINARIAS Se determina un consumo de energía mensual por alumbrado público de acuerdo a la fórmula: CMAP



KALP  NU

Dónde: CMAP

: Consumo mensual de alumbrado público en kWh

KALP

: Factor de AP en kWh/usuario-mes

NU

: Número Número de de Usuario Usuarioss de la localid localidad ad

El Factor KALP es el correspondiente al Sector Típico SER ( SER calificados por el MINEM MINEM según según la Ley Ley Gene General ral de de Electr Electrificac ificación ión Rural): Rural):

KALP



6.3

Para calcular el número de puntos de iluminación se debe considerar una potencia promedio promedio de lámpara lámpara de alumbrad alumbradoo y el número número de horas horas de servicio servicio mensuale mensualess del alumbrado público (NHMAP). Se aplica la siguiente fórmula:

PI 

CMAP

 1000



NHMAP NHMAP  PPL PPL

Dónde: PI

: Puntos de Iluminación

CMAP

: Consumo mensual de alumbrado público en kWh

NHMAP : Número Número de de horas horas mens mensuale ualess del del servici servicioo alumbra alumbrado do públic públicoo (horas (horas/mes) /mes) PPL watts 

: Potencia nominal promedio de la lámpara de alumbrado público en

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 (NHMAP) dependerá de su control de encendido y apagado:  Tipo de control NHMAP (horas/mes)  Célula fotoeléctrica 360  Horario Número de horas diarias programadas multiplicada por 30  La potencia nominal promedio de la lámpara de alumbrado público (PPL) comprende la potencia nominal de la lámpara más la potencia nominal de sus accesorios de encendido (20+22,5 W).





El número de horas diarias de alumbrado público considerado debe estar comprendido entre 8 y 12 horas.

La cantidad de Luminarias por Localidad se muestra en el Anexo 1.1.4 . “


CUENCAS

DE

LOS

RIOS

PUTUMAYO

Y

AMAZONAS,

DISTRITOS


”


7. CÁLCULO DE LA RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA DEL SISTEMA Los criterios para el dimensionamiento de las puestas a tierra en redes Secundarias, son los siguientes: Seguridad de las personas.  Operación del sistema  Facilidad para el recorrido a tierra de las corrientes de fuga 

La sección mínima del conductor de puesta a tierra, t ierra, será 16 mm2, correspondiente para un conductor de cobre o su equivalente si fuese otro tipo de conductor.

7.1. MEDICIÓN DE RESISTIVIDAD DEL TERRENO Para la elaboración del presente estudio se realizó las mediciones en campo en los puntos de ubicación ubicación de las subestaciones. subestaciones. El equipo de medición utilizado es Digital Earth Testers, telurómetro digital modelo MTD 20 KWe de la marca MEGABRAS, el cual mide la resistencia de aterramiento y la resistividad específica del terreno con una precisión del 2,5%. Es apto para medir Resistividad específica específica del terreno por el Método de Wenner. El equipo funciona con 4 jabalinas de 45 cm de longitud y 10 mm de diámetro, de acero galvanizado. Cumple (1992). con las normas VDE 0143 Parte 7 (1982) y BS 7430 (1992). Para el levantamiento de la curva de resistividad del suelo, se ha aplicado el método de Wenner, el cual es internacionalmente aceptado para la consecución de datos para el diseño de puestas puestas a tierra. Este método consiste consiste en clavar 4 electrodos de exploración a una profundidad “b”, debiendo estar igualmente espaciados y a una distancia “a”.

Por los electrodos de los extremos se inyecta una corriente I, mientras que entre los electrodos intermedios se mide la diferencia de potencial V. En estas condiciones, condiciones, la fórmula general para el cálculo de la resistividad a partir del valor de la resistencia medida es:





  2    a  R   m

En el siguiente grafico muestra la disposición de electrodos del método Wenner.

“


CUENCAS

DE

LOS

RIOS

PUTUMAYO

Y

AMAZONAS,

DISTRITOS


”


Gráfico 1 Disposición de varillas del método wenner

Donde: C1 y C2 : P1 y P2 : a : b :  : R :

Electrodos de corriente. Electrodos de potencial. Separación equidistante de electrodos en m Profundidad de clavado de los electrodos (b a/20) en m Resistividad del terreno en Ohm-m Resistencia del terreno en Ohm

Las separaciones entre los electrodos de medida se tomaron con variaciones de 2, 4, 6 y 8 metros. La información obtenida de las mediciones fue analizada y clasificada estadísticamente, estadísticamente, tomando en cuenta lo siguiente:

Se calculó la media aritmética de los valores de resistividad medidos para cada espaciamiento espaciamiento adoptado:  M (

1

n

 (a ) a ) n 1 j

i

j

 j  1, q , i  1 y n

Dónde:

“


CUENCAS

DE

LOS

RIOS

PUTUMAYO

Y

AMAZONAS,

DISTRITOS


”


 M (

a)

: : espaciamiento espaciamiento aj j

n

 i (a j )

: espaciamiento espaciamiento aj q :

Resistividad media para un espaciamiento aj Número de mediciones efectuadas para un Valor de la i-ésima medición de resistividad con un Número de espaciamientos considerados. considerados.

Se determinó la desviación de cada medida con respecto al valor medio  i (a j )   M (aj )



j  1, q

i  1, n

Se despreció a los valores de resistividad que presentaron un desvío mayor que 50% con respecto a la media aritmética. ari tmética.  i ( a j )   M (a j )  M ( a j )

100  50%



j  1, q

i  1, n

Con los valores aceptados, se recalcularon las medias aritméticas de los valores de resistividad, obteniéndose los valores definitivos y representativos.

7.2. ESTRATIFICACIÓN DEL SUELO A DOS CAPAS Para la estratificación de suelo utilizaremos uti lizaremos el modelamiento de dos capas de suelo. Usando la teoría de electromagnetismo, es posible desarrollar un modelo matemático, que con auxilio de las medidas efectuadas por el método de Wenner, se puede calcular la resistividad de la primera prim era y segunda capa, así como su altura respectiva. Una corriente eléctrica “ “” ingresando por el punto “A”, en un suelo de dos capas tal

como se muestra en la Figura Nº 8.1, genera potenciales en la primera capa, que deben satisfacer la siguiente ecuación conocida como la ecuación de Laplace.

“


CUENCAS

DE

LOS

RIOS

PUTUMAYO

Y

AMAZONAS,

DISTRITOS


”


Gráfico 2 Método dos capas para estratificación de resistencia de terreno 2

V V



0

Donde: V: potencial en la capa superior del suelo Resolviendo la ecuación de Laplace se tiene la siguiente expresión: Vp 

I   1

  2    r  (2nh)  2  r 1

n

K



n 1

2

2

Donde: Vp

: Es el potencial para cualquier punto P de la primera capa en relación a infinito.

: Resistencia de la primera capa. h : profundidad profundidad de la primera capa r : distancia distancia del punto P en en la fuente de corriente k : coeficiente coeficiente de deflexión, definido por: 

1

K

 1



INSTALACION DEL SISTEMA DE ELECTRIFICACION RURAL EN LAS DE

LOS

RIOS

PUTUMAYO

Y

AMAZONAS,

DISTRITOS


”

 2

  1

: Resistividad de de la segunda segunda capa

“

CUENCAS

 2   1


De la expresión anterior se verifica que la variación del coeficiente de reflexión “K”, está limitado entre – 1 y +1.  1  K  1

El método empleado para la estratificación del suelo fue el método de Pirson, que recoge la propiedad de la constante K y que utiliza la familia de curvas de

 (a)  1

en

función de h a para una serie de valores de K negativos y positivos, cubriendo todo el rango de variación. La curva típica para K negativo, esto es la curva siguiente:

 (a)  a

descendente es la

Gráfico 3 Curva típica de k negativos (a)/ (1)

Curvas (a)/ (1) vs h/a k negativos

1.0

K -1

0.9

0.8 -0.9

0.7

-0.8

0.6

0.5

-0.7

0.4

-0.6

0.3

-0.5

-0.4

0.2 -0.3

0.1

-0.2

-0.1

h/a

0.0 0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

Gráfico 4 Valores k negativos

Asimismo, la curva típica para K positivo, esto es la curva “


CUENCAS

DE

LOS

RIOS

PUTUMAYO

Y

AMAZONAS,

DISTRITOS


”

 (a)  a ascendente será:


Gráfico 5 Curva típica k positivo ( 1 ) / (a)

Curvas

(a)/ (1) vs h/a k positivos

1. 0

K 1

0. 9

0. 8 0.9

0. 7

0.8

0. 6

0. 5

0.7

0. 4

0.6

0.5

0. 3

0.4

0. 2 0.3

0. 1

0.2

0.1

h/ a 0. 0 0 .0

0 .5

1 .0

1 .5

2 .0

2 .5

3 .0

Gráfico 6 valores de k positivo

Para la reducción de capas, considerando paralelismo entre las capas, se ha empleado la fórmula de Hummel, que transforma directamente el suelo en dos capas equivalentes: n

d eq  d 1  d 2  d 3  .....  dn  i 1 di m d 1  d 2  d 3  .....  dn  eq   d 1 d 2 d 3 dn  1



 2



 3

 ..... 

 n

n

i

1

n

i

1

di di

Ohm  m

 i

Donde: di i n eq deq

: : : : :

Espesor de la i-ésima capa en m Resistividad de i-ésima capa en Ohm-m Número de capas reducidas Resistividad equivalente en Ohm-m Distancia equivalente en m.

En el Anexo 1.1.5 , se presenta los resultados de la estratificación del terreno, así como el número de estratos equivalentes, resistividad y la profundidad de cada capa.

7.3. CÁLCULO DE LA RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA “


CUENCAS

DE

LOS

RIOS

PUTUMAYO

Y

AMAZONAS,

DISTRITOS


”


a)

Configuración analizada

Para el cálculo de la resistencia teórica de los sistemas de puesta a tierra, a través de la resistividad aparente, se ha tenido en cuenta la configuración de electrodos en disposición vertical. La resistencia propia para un sistema de puesta a tierra compuesta por un electrodo, se estima de acuerdo con la siguiente expresión: Rhh



a  4L  Ln  2L  d 

Donde: Rhh Resistencia propia de un electrodo (ohm) Resistividad aparente del terreno (ohm – m) m) ρa L Longitud Longitud del electrodo (m) d Diámetro del electrodo

b)

Resistencia equivalente de un electrodo considerando efecto mutuo de demás electrodos en paralelos (Rh)

La resistencia equivalente de un electrodo de puesta a tierra considerando el efecto mutuo de los demás electrodos en paralelo, se estima a través de la siguiente relación: n

Rh

 Rhh 

 Rhm m1 m  h

Donde: Rh Rhh Rhm n

: : : :

Resistencia equivalente de un electrodo h (ohm) Resistencia propia del electrodo (ohm) Resistencia mutua debido a la interferencia de electrodos en paralelo Número de electrodos en paralelo.

La resistencia mutua se estima utilizando la siguiente expresión:

a   bhm  L  ehm  Rhm  Ln   4L  ehm   bhm  L  2

2

2 2

Donde: Rhm

: : ρa L : bhm : ehm : hym :

c)

Resistencia mutua debido a la interferencia de electrodos en paralelo Resistividad aparente del terreno (ohm-m) Longitud de un electrodo (m) Longitud de la diagonal entre electrodos en análisis (m) Separación horizontal entre electrodos en análisis (m) Electrodos en análisis.

Resistencia equivalente de electrodos en paralelo (Re)

“


CUENCAS

DE

LOS

RIOS

PUTUMAYO

Y

AMAZONAS,

DISTRITOS


”


La resistencia equivalente de puesta a tierra de varios electrodos en paralelos se estima con la ayuda de la siguiente relación: Re 

1 n

1

 R i 1

i

Donde: Re Ri n

d)

: : :

Resistencia equivalente de puesta a tierra del conjunto de electrodos Resistencia inicial de cada electrodo (ohm) Número de electrodos en paralelo

Configuraciones empleadas

Para estimar la resistencia teórica de los sistemas de puesta a tierra, mediante la utilización de la resistividad aparente, se considera las siguientes configuraciones:

Configuración PAT-1 – Sistema Sistema a tierra con un electrodo en disposición vertical Esta configuración configuración está compuesta por por un electrodo vertical de coperweld coperweld de 2.4 m de longitud y 16 mm de diámetro, enterrado a una profundidad del nivel del suelo de 0,3 m.

2m En el Anexo 1.1.5 , se presenta los resultados del cálculo de la resistencia de puesta a tierra.

“


CUENCAS

DE

LOS

RIOS

PUTUMAYO

Y

AMAZONAS,

DISTRITOS


”


Calculos Electricos Rs

Recommend Documents