MEMORIA TECNICO-DESCRIPTIVA DE LA SUBESTACIÓN TIPO POSTE CON CAPACIDAD DE 75 KVA PARA DAR SERVI SERVICI CIO O A “ PLAT PLATAFO AFORM RMAS AS DE ALMA ALMACE CENAM NAMIE IENTO NTO DE COKE DE CYCNA DE ORIENTE S.A. DE C.V. ” UBICA UBICADA DA EN PARC PARCEL ELA A 26 Y 33 AREA AREA PARCE PARCELA LADA, DA, ZONA 1 DEL EJIDO SANTA RITA. MPIO. DE VERACRUZ VER.
CARACTE CARACTERIS RISTIC TICAS AS DE LA SUBEST SUBESTACIÓ ACIÓN N:
Sera Sera tipo tipo POSTE con transforma transformador dor de 75 kva trifásico, trifásico, 13200-220 13200-220/127 /127 v. de acuerdo a normas de C.F.E. líneaa CARACT CARACTER ERIS ISTI TICAS CAS DE LA LINE LINEA A PRIM PRIMARI ARIA A: La líne primaria será con transición aérea y cable ACSR Cal. 3/0 awg de acuerdo a normas de C.F.E., En el cual se entroncara con un sistema aereo dentro de los linderos de Cycna.
CARACTERÍSTICAS DE EQUIPO Y MATERIALES POSTES: El poste poste será será de de 11 mts. mts. de longitud longitud y 500 Kg de resistencia cual será para la transición.
HERRAJES:
Se usaran solo olo para sopor oporttar el equipo de protección protección según la lista lista anexa. anexa. Los cuales cuales serán galvanizad galvanizados os en caliente según las normas de C.F.E.
CONDUCTORES: La transición será con conductor ASCR 3/0. de acuerdo a normas de C.F.E.
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CORTACIRCUITOS FUSIBLE: Se utilizara como protección en el poste de entronque, serán para 15 KV – 100 AMPS. Nominales, 110 KV de NBI y 8000 AMPS. De capacidad interruptiva de acuerdo a normas de C.F.E.
APARTARRAYOS: Se utilizaran para proteger al transformador de un sobre voltaje y serán de 12 KV Oxido de zinc. Con neutro conectado solidamente a tierra de acuerdo a normas de C.F.E.
SISTEMA DE TIERRAS: Será con varilla cooperweld de 5/8 x 3.00 mts. La cual se conectara a los apartarrayos, al neutro del transformador, la carcaza del mismo y equipo de medición.
TRANSFORMADOR: El transformador que se utilizara para esta subestación tipo Poste. Será de 75 kva trifasico 13200220/127 V, tipo de enfriamiento OA, diseñado para operara en forma continua con una sobre elevación de temperatura de 65º C sobre un ambiente máximo de 40º C, con 4 derivaciones de 2.5 cada una, dos arriba y dos debajo de voltaje nominal, conexión delta – estrella sumergido en aceite adecuado para operar a una altura de 2500 M.S.N.M.
ANTECEDENTES Y DESCRIPCIÓN GENERAL El presente documento corresponde a la memoria de calculo de la subestación tipo Poste con transformador de 75 KVA trifásico el cual dara´ servicio a “PLATAFORMAS DE ALMACENAMIENTO DE COKE”
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El inmueble cuenta con una carga instalada de 45 KW en todo el sistema.
RESERVA DISPONIBLE:
75 – 50.00 R.D. = ______________________ X 100 = 33.33 75 Se tendrá una reserva disponible del 33.33 % la cual se podrá utilizar para cargas futuras.
Calculo de protección primario: Formula:
1000 x KVA IPC = ______________ 3 x
E
1000 x 75 = ______________ ( 1.73 ) ( 13200 )
IPC = 3.28
De acuerdo al N.E.C. (National Electric Code) los fusibles del corta circuito se seleccionan de la siguiente manera: 3
Imp. Nom. Del Tranf.
Max. Rango de Fusible
Z (%) = 4
30 % IPC
Para este caso tenemos que Z = 3 % IPC = 1.25 x 3.28 = 4.1 AMPS. Por lo tanto se selecciono un fusible de 5 AMPS. El cual esta dentro del limite establecido por el N.E.C. y nos da la máxima protección.
Datos del Transformador: Capacidad del transformador Numero de frases Tensión de operación Frecuencia Tipo de enfriamiento NBAI en alta NBAI en baja Temperatura
75 kva 3 13.2 –220/127 V. 60 HZ OA 110 KVA 10 KVA 65º
PROTECCIÓN CONTRA SOBRE TENSIONES. En estos circuitos y bajo cualquier condición de operación, el apartarrayos siempre estará solidamente aterrizado. Empleando la tabla “A” (guía para selección de apartarrayos) del manual CONELEC (Pág. 249) tenemos que para un circuito de 13.2 4
KV con neutro aterrizado se deben seleccionar apartarrayos con voltaje nominal de 12 KV. Por lo tanto la línea primaria se protegerá contra sobre tensiones ocasionadas por descargas atmosféricas mediante la instalación de un juego de apartarrayos de oxido metálico de 12 KV, los cuales drenaran a tierra cualquier sobre voltaje en la línea. Como protección de sobrecorriente en el lado de alta tensión se usara cortacircuitos fusible (uno por fase), servicio intemperie para 15 KV-100 Amp. Nominales.
Cortacircuito marca Tensión de operación Corriente nominal Tipo de servicio Elemento fusible
IUSA 15 KV 100 AMPS. Exterior 5 AMPS.
Para proteger al transformador contra sobre tensiones transitorias producidas por maniobras o por descargas atmosféricas se inst. apartarrayos de oxido de zinc (uno por fase) con conexión a tierra de las siguientes características.
Apartarrayo marca Tensión nominal Tensión de descarga Nivel de aislamiento Tipo
IUSA 12 kv. 15 kv. 95 kv. Oxido de zinc. 5
CARGA A INSTALAR: Se efectuaron las siguientes consideraciones. Se tomaron en cuenta el alumbrado y contactos conectados para el propósito de este censo. La eficacia se considero de 0.88 y un factor de potencia de 0.90%. La carga instalada será tomada del censo estimado.
Carga instalada:
Fuerza y alumbrado = 50.00 KVA La potencia del transformador que se selecciono es de 75 KVA.
RED DE DISTRIBUCION SECUNDARIA CALCULO DE PROTECCIÓN SECUNDARIO Para la elección de la protección del secundario del transformador realizamos el siguiente calculo:
IPC
SEC =
KVA __________________ 3 x
KV
75 = _______________ (1.73) (0.22)
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IPC
SEC =
197.36
AMPS.
La NOM-001-CEDE 1999 nos indica que para interruptores automaticos del tipo de tiempo inverso, la capacidad o ajuste no debe ser mayor de 125 % de la corriente a plena carga.
INT = 1.25 ( 197.36 ) INT = 246.7
PRUEBAS DE RUTINA:
Se deberá realizar las siguientes pruebas de rutina a los transformadores. a)
Prueba de relación de transformación en cada uno de los TAPS del transformador, la relación de transformación en la relación de vueltas del devanado o de tensión de lado primario al secundario o la relación de corrientes del secundario con respecto al primario. Con esta prueba se detecta el estado real de los devanados en TAPS, pudiendo detectarse cortocircuito entre espiras, falsos contactos, etc. Además nos permite verificar el diagrama vectorial con respecto a la polaridad.
Al realizar las pruebas se tendera una relación teórica la cual pasa se calcula a partir de los datos de placa y una relación mediana; el porciento de diferencia se obtiene en base al siguiente relación: REL. TEO.-REL. MED. % DE DIF = _______________________
x 100 7
REL. TEO.
Donde el % de diferencia no debe ser mayor de 0.5 % en cada TAP en que se realice la prueba para considerar en buen estado los transformadores. b) Se deberá realizar pruebas de resistencia de aislamiento entre los devanados del transformador y de estos contra tierra. Con esta prueba conoceremos las condiciones reales de asilamiento total bajo la prueba. Se recomienda comparar los valores obtenidos contra los que da la fabrica cuidando guardar las mismas condiciones de temperatura y humedad relativa con que fueron echas estas ultimas así como también la tensión de prueba de corriente aplicada y las conexiones del equipo de prueba, la duración de la prueba será de10 minutos registrando valores cada 15, 30, 45 y 60 segundos y posteriormente cada minuto hasta complementar los 10, de no contar con los resultados de las pruebas del fabricante, los valores obtenidos deberán ser mayores de 25 OHMS/KV a 20º. b) Se deberá hacer pruebas de rigidez dieléctrica del aceite y del valor del rompimiento del aceite deberá ser cuando menos de 28 KV con esta prueba se verifica la contaminación principal por humedad en el aceite.
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CALCULO DEL ALIMENTADOR PRINCIPAL En base al diagrama unifilar seleccionamos el alimentador principal tomando en cuenta el 100% de la capacidad del transformador de 75 KVA en el lado de baja tensión que es de 5 mts. Por lo que seleccionamos como sigue:
CABLE AWG 3/0 Para la protección sobre corriente provocadas por corto circuito en la instalación y como protección de alimentador principal Se instalara un interruptor termomagnetico estándar marca SQUARE-D de las siguientes características: Corriente Nominal Tipo Marco Tensión Frecuencia Capacidad Interruptiva
250 AMPS: KAL36250 300 AMPS: 600 Volts. 60 Hz. Normal
OBSERVACIONES GENERALES La realización de la obra deberá apegarse fielmente a el proyecto cumpliendo con los lineamientos establecidos en el reglamento de instalaciones eléctricas y sus normas técnicas al igual que con las especificaciones de las normas de construcción de Comisión Federal de Electricidad.
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SISTEMA DE TIERRAS El mas elaborado sistema de tierras que sea diseñado puede ser inadecuado, amenos que la conexión del sistema de tierra sea de baja resistencia. Por consiguiente la conexión es una de las partes mas importantes de todo el sistema de tierra. A continuación procederemos al calculo del sistema de tierra a utilizar en el banco de transformación el cual será a base da varillas Cooperweld de 3.00 mts. Y 15,875 MM de diámetro.
FORMULA:
Ro
4L
4L
S
S
S R = -----------Log. ---------- + Log. ----------+ ------------ . . . 3
4PiL 512 L4
A
S
- 2 +
---------
2L
-
---------
16 L2
DONDE:
R Ro A L S
= RESISTENCIA DE OHMS = RESISTIVIDAD ESPECIFICA DE LA TIERRA EN OHMS-CM = RADIO DE LA VARILLA 0.79375 = LONGITUD DE LA VARILLA 305 cm. = ESPACIAMIENTO DE VARILLAS 100 cm.
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La resistencia especifica de la tierra por tratarse de terreno de cultivo la tomaremos con un valor de 50 ohms-m en epoca de estiaje. SUSTITUYENDO VALORES EN 3: 1 000
4 x 305
4 x 305
100
100 R = ---------------------------Log----------------------------- - -----------------
4 x 3.1416 x 305 16 x 305 100 ------------------512 x 305
R
0.794
+
Log ---------------
100
- 2 +
2 x 305
=
= 1.30 (LOG 1536.52 + LOG 12.20 – 2 + 0.1639 – 0.0067 +
0.0000002) R
= 1.30 (3.1865 + 1.0863 – 2 + 0.1639 – 0.0067 + 0.0000002)
R = 1.30 (2.43) = 3.159 OHMS
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