Criterio de Diseño Eléctrico

Ingenieros y Consultores Ltda.

Cr i t er i o d e D i s eñ o Elé c tric o

CONACSA S.A. ACIDUCTO CODELCO RADOMIRO TOMIC

CRITERIO DE DISEÑO ELECTRICO Doc. Nº Q1027-99000-E-DC-001 Q1027-99000-E-DC-001

Jefe Disciplina : A.Wrbka Gerente Ingeniería : D. Méndez

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Gerente Proyecto : G. Reveco Gerente Cliente : O. García

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0 B A Rev. Rev.

Construcción Aprobación Cliente Coordinación Interna Inter na Emitido Para:

AW AW AW Por

AW DMC GR OG 14-Jun-02 AW DMC GR OG 15 May. 2002 AW DMC 10 Abr. 2002 J.Disc I.Proy G.Proy Client Cli ente e Fecha


Cr it eri o d e Di s eñ o E lé ct ri co Doc. Nº: Q1027-99000-E-DC-00 1 Rev. C, 14 Ju n. 2002

TABLA DE CONTENIDO

Item

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

Descripción

Página

Objetivo Alcance Condiciones Ambientales Corrección por Altura Códigos y Normas Niveles de Voltaje Transformadores Canalizaciones Controladores de Motores de baja tensión Seccionadores de Seguridad Paneles de Control Mallas de Tierra Alumbrado Motores Control de Motores Cables Enchufes Toma Corriente Cajas y Accesorios Protección Contra Rayos Energía de emergencia Línea Eléctrica Medición de Energía

3 3 3 3 4 4 4 5 5 5 6 6 6 7 7 8 9 9 9 9 10 10

Q102799000EDC001-0 Crit Dis Eléctrico.doc

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1.0

Objetivo

El objetivo del presente documento es establecer los criterios de diseño eléctrico para el desarrollo de la ingeniería y la construcción que se requiere para materializar el proyecto ACIDUCTO CODELCO RADOMIRO TOMIC. 2.0

Alcance

Se aplicará el presente criterio de diseño como documento guía en la confección de la ingeniería eléctrica y en la construcción de las instalaciones del Proyecto objetivo. Por tratarse de un proyecto relacionado con las instalaciones de la División Radomiro Tomic de Codelco, se usará en general, en lo que sea aplicable, los mismos criterios de diseño vigentes para ésta. Por otra parte por tratarse de un proyecto cuyas instalaciones serán externas a las de la División y operadas por terceros, en lo que convenga, se preferirá adaptar las especificaciones de instalaciones y equipos a lo usado como estándar en el territorio nacional a modo de facilitar su adquisición y consecución de repuestos para futuro mantenimiento.

3.0

Condiciones Ambientales

El Proyecto se encuentra ubicado a 10Km al este del Mineral de Chuquicamata en la II región, aproximadamente a 40 Km al nordeste de la ciudad de Calama a una altura promedio del nivel del mar de 3000 m, siendo aplicables las condiciones ambientales contenidas en el documento “Site Conditions” Nº Q1027-99000-P-DC-002

4.0

Corrección por altura

Los equipos y componentes deben ser corregidos por altura de acuerdo a las normas ANSI e IEC. Factor de derrateo por aislación en aire = 0,8 Factor de derrateo para capacidad de corriente = 0,97 Todas las especificaciones técnicas de los equipos indicarán que estos serán instalados a una elevación de 3200 m.s.n.m.


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5.0

Códigos y Normas

El diseño eléctrico deberá estar de acuerdo a las Normas Chilenas SEC y a todas las regulaciones del Estado de Chile., Para los conceptos no cubiertos por las normas Chilenas, se aplicarán los siguientes códigos y estándares internacionalmente reconocidos. ANSI ASTM ICEA IEC IEEE MSHA NEC NEMA NESC UL NFPA IES 6.0

American National Standard Institute American Society for Testing and Materials Insulated Cable Engineers Association International Electrotechnical Commission Institute of Electrical and Electronics Engineers Mining Safety and Health Administration National Electrical Code (NFPA No. 70-1990) National Electrical Manufacturers Association National Electrical Safety Code (ANSI C2-1990) Underwriters Laboratories National Fire Protection Association Illuminating Engineering Society

Niveles de Voltaje

6.1 Alimentación Primaria 23 kV, 3 fases, 50 Hz conexión estrella con neutro aterrizado por resistencia limitadora de corriente a 400 A. Nivel de cortocircuito en la barra de alimentación DE 23KV es de 15 KA. 6.2 Alimentación consumos 380 V, 3 fases, 50 Hz, Neutro solidamente aterrizado. Nivel de cortocircuito de diseño para nivel 380V se define en 25 KA. 6.3 Control 120 V, monofásico, 50 Hz. 6.4 Alumbrado y Enchufes: Iluminación Enchufes Iluminación Enchufes Fuerza 7.0

220 V, monofásico, 50 Hz 220 V, monofásico, 50 Hz 380 V, 3 fases, 50 Hz más tierra

Transformadores

Los transformadores de 23 KV en el primario serán del tipo distribución, diseñados según las recomendaciones de la Norma Nacional, inmersos en aceite y para montaje aéreo sobre postes. La protección primaria de estos transformadores considerará el uso de desconectadores fusibles trifásicos para montaje sobre cruceta.


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La operación de los desconectadores será mediante sistema mecánico desde el piso, las tres fases simultáneamente, sin uso de pértigas para su operación. 8.0 Canalizaciones

La distribución de los cables a través de las instalaciones, será mediante conduit de PVC SCH 80 resistente a la radiación UV, conduit metálico revestido en PVC, escalerillas porta conductores de FRP y conduit flexible resistente a la corrosión ácida a la llegada a los equipos. 9.0 Controladores de Motores de Baja Tensión

Los motores en general serán controlados por variadores de frecuencia. Estos serán modulares con protección NEMA 12 para instalación interior e incluirán una barra de tierra. El control de motores menores para operación de válvulas motorizadas s e efectuará preferentemente con contactores instalados en el mismo mecanismo de la válvula. Alternativamente se usarán partidores montados en gabinetes individuales. Cada partidor incluirá un transformador de control y 2 contactos normalmente abiertos y 2 normalmente cerrados para uso del cliente, en las puertas de los gabinetes se debe considerar luces pilotos de indicación de funcionando y detenido y un botón de reposición del relé térmico. Eléctricamente los arrancadores irán protegidos con un interruptor tripolar, tipo motor circuit protector y un relé térmico bimetálico, compensado por temperatura, apto para arranque directo cuando corresponda. 10.0

Seccionadores de Seguridad

En la alimentación en baja tensión a cada centro de consumo, se instalará un interruptor termo magnético que servirá de protección eléctrica al respectivo alimentador y como seccionador de seguridad para desconexión segura de la instalación. Estos seccionadores irán montados en lugar de fácil acceso al pie del poste que sostiene al transformador y contarán con un mecanismo que permita su bloqueo con candado. 11.0

Paneles de Control

Los gabinetes o cajas de control a ser instalados en salas eléctricas o módulos metálicos prefabricados (tipo container), deberán ser de grado de protección NEMA 12. Todos los contactos o puntos para conexión externa de los dispositivos serán alambrados a regletas terminales de bornes con identificación permanente. Q102799000EDC001-0 Crit Dis Eléctrico.doc

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Los paneles de control a ser instalados a la intemperie deberán ser fabricados con protección grado NEMA 4X. Interiormente cumplirán con las mismas exigencias que los paneles de montaje en salas. 12.0

Mallas de Tierra

El cable de la malla de tierra será N° 4/0 AWG, de cobre blando desnudo, flexible, de múltiple hebra. Todas las uniones serán por soldadura termofusión. La malla de tierra irá enterrada a una profundidad de 0,60 m. Para las subestaciones eléctricas y salas con equipos eléctricos se construirá un reticulado con barras tipo copperweld de ¾” diámetro, 3 m de largo en los vértices. Para la malla de instalaciones en general se considerará una malla perimetral al sector de fundaciones de equipos con accionamiento eléctrico y barras de toma de tierra tipo copperweld según se requiera. Cuando el cable de malla de tierra quede expuesto a daños mecánicos, irá protegido con un ducto de PVC. Todos los equipos eléctricos irán conectados a la malla de tierra por medio de cable desnudo N° 2/0 AWG. Los motores eléctricos se aterrizarán mediante un cuarto conductor en e cable de alimentación que se conectará sólidamente al motor y a la barra de tierra en el controlador del motor correspondiente. 13.0

Alumbrado

Las instalaciones de alumbrado en general se diseñarán para proveer niveles lumínicos suficientes para permitir una operación segura de las instalaciones del aciducto y en especial cumplir con los requerimientos del decreto 686 / 98 del MINECOM Los niveles de iluminación para el proyecto son: Oficinas- sala de control Salas eléctricas Áreas Operación Exterior

: : :

500 LUX 300 LUX 100 LUX

Se debe proveer alumbrado de emergencia, mediante unidades respaldadas por baterías en áreas críticas, tales como Sala de Control principal, vías de evacuación y salas eléctricas. Las lámparas a utilizar en exteriores serán del tipo reflector industrial, HPS 250/400 Watts montado en postes, controlado por fotocelda. En interiores como salas eléctricas, oficinas, salas de control, pañoles, se utilizarán unidades fluorescentes. Q102799000EDC001-0 Crit Dis Eléctrico.doc

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14.0

Motores

En general los motores serán adquiridos como parte integral de los equipos, siendo de responsabilidad del proveedor su adecuada selección, según los requerimientos de carga, velocidad y torque. Los motores deben en general cumplir con los siguientes requisitos: 14.1 Voltaje de operación para: Potencia ½kW o menor, 220 Vac, 50 Hz, 1 fase Potencia hasta 200 kW, 380 Vac, 50 Hz, 3 fases 14.2 Serán tipo inducción jaula de ardilla con jaula de cobre. 14.3 Aislación clase F, con incremento de temperatura de acuerdo a clase B 14.4 Grado de protección, tipo totalmente cerrado con ventilación exterior (TEFC), carcasa de acero fundido, con protección especial contra la corrosión y chorreo con ácido sulfúrico. 14.5 El factor de servicio será 1.0 a 3200 m.s.n.m. Los motores deberán tener suficiente enfriamiento de modo de proveer el máximo rendimiento al factor de servicio señalado cuando opere a la altura especificada. 14.6 Método de partida por variador de frecuencia, pudiendo requerirse también su partida directa. 14.7 Ciclo de operación continuo. 14.8 Los motores deben ser aptos para operación a velocidad reducida indefinidamente según se requiera en las condiciones de operación de la instalación sin sufrir daño. 14.9 Todos los motores deberán contar con calefactores ambientales para evitar la condensación de humedad durante largos períodos de detención.

15.0

Control de Motores

15.1 Todos los motores deberán tener una botonera de control local, incluyendo un botón de partir y otro de parada de emergencia tipo hongo. La parada de emergencia debe ubicarse en un lugar con buena visibilidad y bajo riesgo de salpicaduras de ácido. 15.2 La caja que contenga las estaciones de control se instalarán a la intemperie y deberá tener grado de protección NEMA 4X, a prueba de polvo, radiación solar UV y agua. Q102799000EDC001-0 Crit Dis Eléctrico.doc

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15.3 El control de motores y otros dispositivos será centralizado desde la sala de control principal con la opción de control local seleccionable por software desde el control central. Los códigos de colores para luces piloto serán: Rojo: - CONECTADO /ON - VÁLVULA ABIERTA (FLUJO) - INTERRUPTOR CERRADO Verde: - DETENIDO /OFF - VÁLVULA CERRADA (CERO FLUJO) - INTERRUPTOR ABIERTO Ambar: - PRUEBA - PRECAUCION - FALLAS Los códigos de colores para botoneras serán: Rojo: - PARADA Verde: - PARTIR (jog) Negro: - RESET 15.4 La potencia necesaria para los circuitos de instrumentación se proveerá de transformadores de aislación y tableros independientes. 15.5 El voltaje de control para motores será en 120 Vac, tomados de los transformadores de control individuales de cada uno de los dispositivos de partida. 15.6 Todas las secuencias, estados y funciones permisivas se harán a través del Sistema de Control Central. 15.7 Todas las paradas de emergencia, por razones de seguridad, serán directamente alambradas al partidor, independiente del Sistema de Control Centralizado. 16.0

Cables

Todos los cables de fuerza a utilizar serán de cobre de clase 1 kV de aislación, monoconductor, o multiconductor flexibles, aislación XLPE o similar, 90°C, chaqueta protectora de PVC resistente a la radiación UV. Deben cumplir con norma ICEA S-64-524. El calibre mínimo para circuitos de fuerza será Nº 12 AWG. Q102799000EDC001-0 Crit Dis Eléctrico.doc

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Los cables de control serán del tipo multiconductor sección Nº 14 AWG o equivalente tipo XTCC 90º 600V. Los de instrumentación serán del tipo multiconductor apantallado sección Nº 16 o 18 AWG o equivalente tipo PLTC 300V . No se permiten empalmes en o sobre las canalizaciones de cables de fuerza y control. Toda conexión o empalme deberá hacerse en borneras de capacidad adecuada y al interior de cajas o gabinetes. 17.0

Enchufes Tomacorriente

Se proveerán de tomas monofásicas y trifásicas de 60 A, 380 Vac, 50 Hz, 4 conductores en las estaciones de bombeo, y solo tomas monofásicas de 20 A, 220 Vac 3 conductores en las estaciones de drenaje. 18.0

Cajas y Accesorios

Todas las cajas y elementos de distribución serán resistentes al polvo con grado de protección NEMA 12 para instalaciones interiores y NEMA 4X para instalaciones exteriores. 19.0

Protección Contra Rayos

Para proteger los equipos eléctricos contra propagación de rayos (descargas atmosféricas) y sobre tensiones, se instalarán supresores de transientes (pararrayos) de capacidad apropiada en cada punto de conexión de transformadores y empalme de línea aérea con cables. La línea de 23 KV llevará conductor de guardia sobre los conductores de fase aterrizado al menos en cada bajada a transformador. Como protección general de instalaciones se colocarán barras conductoras para captura de rayos en puntos altos como postes o estanques que se conectarán a una toma de tierra independiente de la malla del sector. 20.0

Energía de emergencia

El Proyecto no considera respaldo de energía para operación de bombas ante una interrupción del suministro eléctrico normal.


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Las válvulas motorizadas deberán tener actuadores con mecanismos que, durante un corte de energía, las lleven automáticamente a su posición de falla segura predefinida. Solo los instrumentos y equipos del sistema de control se alimentarán a través de fuentes UPS con respaldo de una hora para poder visualizar el estado operacional del sistema durante un corte de energía. 21.0

Línea Eléctrica

La alimentación eléctrica de las estaciones de bombeo y drenaje se efectuará mediante una línea eléctrica en 23KV. La línea se construirá bajo las normas nacionales SEC y teniendo en consideración las condiciones ambientales aplicables en el Proyecto. Como criterio se define el uso de postes de hormigón armado de alta resistencia, crucetas de acero galvanizadas y aisladores de espiga y de disco convencionales de porcelana. 22.0

Medición de Energía

Por tratarse esta de una instalación operada por terceros a la división Radomiro Tomic, se dispondrá de equipos de medida de energía a la entrada de la línea de 23 KV, para así poder determinar el consumo de la instalación y permitir el cobro correspondiente del consumo de energía al operador del Aciducto.


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Criterio de Diseño Eléctrico

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