Cálculos Eléctricos
Cálculos Eléctricos
Cálculos Eléctricos
Temperatura de Operación 40
Coeficiente de Resistividad
0.0036
Térmica
Parametros de factor de
fp=0.3*fc+0.7*fc2
pérdidas
factor de carga 0.250
ANEXO Nº 01 - A
CALCULO DEL DMG
Configuración Vertical
1.00
S
1.00
T
RS= 1.00
ST 1.00
RT= 2.00
DMG (m)= 1.25992105
RMG (mm)= 0.726r
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ANEXO Nº 01-A
CALCULO DE LOS PARAMETROS DE LA LINEA
Datos
Seccion del conductor de AAAC (mm2) 35 2
Temperatura de operación( ºC ) 40
R20ºC (ohm/km) 0.966
Configuracion Vertical 2
DMG (m) 1.2599210499
re(m) 0.0033377906
CosØ 0.9
Ø(º) 25.841932763
Frecuencia (Hz) 60
Longitud de la linea (km) 0.11
Tension (kV) 10
DMG
X L=377∗(0. 5+4 . 6∗Log( ))∗10−4
re
XL (ohm/km)= 0.465733266
Z L (ohm/km)= #ADDIN?
√
Z L= R 2 + X
1 L2 Z L (ohm)= #ADDIN? #ADDIN?
4.Conductancia
GL (uS/km)= 0.000000966
1 GL (uS/km)= 0
G=
R1
5.Capacidad
CL (nF/km)= 9.391186289
24 . 2
C= CL (uF/km)= 0.0093911863
DMG
Log ( )
re
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24 . 2
C=
DMG
Log ( )
re
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6. Susceptancia
24 . 2
B= ∗10−9∗2∗π∗f
DMG
Log( )
re
B (S/km)= 3.5404E-06
B (uS/km)= 3.5403938225
7. Admitancia
Y =G+ jB
Y (S/km)= #ADDIN?
Zc (Ohm)=
√ Z #ADDIN?
ZC=
Y
9. Inductancia de la linea
X L=ω∗L ω=2∗Π∗f
L (H/km)= 0.0012353959
10. Resumen
Parametros Longitudinales
Resistencia= R1 = 1.035552 Ohm/km 0.117017376 Ohmios
Inductancia= L = 0.0012353959 H/km 0.0001395997 Henry
Parametros Transversales
Capacitancia= CL = 9.391186289 nf/km 1.0612040507 nano faradios
Conductancia= GL = 0 us/km 0 micro siemens
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ANEXO Nº 02.A
2. CONDICIONES DE FUNCIONAMIENTO
3. CORRIENTE DE LA CARGA ( Ic )
P Ic (A)= 19.07
I=
4. CORRIENTE DE DISEÑO ( Id ) √ 3∗V ∗Cos φ
I CARGA Id ( A ) = 34.54
I DISEÑO =
F C 1∗F C 2∗F C 3∗F C 4∗F C 5
5. CALCULO DE CAIDA DE TENSION (V)
ΔV (V) 8.38
ΔV=√ 3∗L∗I∗(R∗Cosφ+X∗Senoφ)
ΔV (%) 0.084% OK
6. SELECCIÓN DE CABLE
Tipo N2XSY
Tension (kV) 18/30
Seccion(mm2) 50 1 3 cables unipolares
Diametro exterior (mm) 33.5
Corriente nominal (A) 230.00
Corriente nominal corregida (A) 127.00 OK
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ANEXO Nº 02
2. CONDICIONES DE FUNCIONAMIENTO
3. CORRIENTE DE LA CARGA ( Ic )
P Ic (A)= 15.88
I=
4. CORRIENTE DE DISEÑO ( Id ) √ 3∗V ∗Cos φ
I CARGA Id ( A ) = 28.41
I DISEÑO =
F C 1∗F C 2∗F C 3∗F C 4∗F C 5
5. CALCULO DE CAIDA DE TENSION (V)
ΔV (V) 0.50
ΔV =√ 3∗L∗I∗(R∗Cosφ+X∗Senoφ)
ΔV (%) 0.002% OK
6. SELECCIÓN DE CABLE
Tipo N2XSY
Tensión (kV) 18/30
Sección (mm2) 50 1 3 cables unipolares
Diámetro exterior (mm) 33.5
Corriente nominal (A) 230.00
Corriente nominal corregida (A) 128.57 OK
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ANEXO Nº 01 - C
CALCULO DE LOS PARAMETROS DE LA LINEA
Datos
Sección del conductor de AAAC (mm2) 35 2
Temperatura de operación( ºC ) 40
R20ºC (ohm/km) 0.966
Configuración Vertical 2
DMG (m) 1.2599210499
re(m) 0.0033377906
CosØ 0.9
Ø(º) 25.841932763
Frecuencia (Hz) 60
Longitud de la línea (km) 0.361
Tensión (kV) 22.9
DMG
X L=377∗(0. 5+ 4 . 6∗Log( ))∗10−4
re
XL (ohm/km)= 0.465733266
Z L (ohm/km)= #ADDIN?
√
Z L= R 2 + X
1 L2 Z L (ohm)= #ADDIN? #ADDIN?
4.Conductancia
GL (uS/km)= 0.000000966
1 GL (uS/km)= 0
G=
R1
5.Capacidad
CL (nF/km)= 9.391186289
24 . 2
C= CL (uF/km)= 0.0093911863
DMG
Log ( )
re
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6. Susceptancia
24 . 2
B= ∗10−9∗2∗π∗f
DMG
Log( )
re
B (S/km)= 3.5404E-06
B (uS/km)= 3.5403938225
7. Admitancia
Y =G+ jB
Y (S/km)= #ADDIN?
Zc (Ohm)=
√ Z #ADDIN?
ZC=
Y
9. Inductancia de la línea
X L=ω∗L ω=2∗Π∗f
L (H/km)= 0.0012353959
10. Resumen
Parámetros Longitudinales
Resistencia= R1 = 1.035552 Ohm/km 0.37409316 Ohmios
Inductancia= L = 0.0012353959 H/km 0.0004462868 Henry
Parámetros Transversales
Capacitancia= CL = 9.391186289 nf/km 3.3925660469 nano faradios
Conductancia= GL = 0 us/km 0 micro siemens
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ANEXO ºN 01-C
CALCULO DEL MOMENTO ELECTRICO
2
u U
M Elect =P∗L= ∗( )
100 R1 + X L∗Tg φ
Datos:
R1 (ohm/km)= 1.035552
XL (ohm/km)= 0.46573327
CosØ 0.9
Ø(º) 25.8419328
u ( %) 0.3000
U ( kV) 10
1. Momento Electrico
2. Potencia de transporte
P= 2.105 MW
3. Perdida de potencia
100∗R 1∗P
p= p%= 2.69137586
U 2∗Cos 2 φ
En linea de 0.113 km p%= 0.3041
p= 0.00640236 MW
p= 6.4024 kW
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ANEXO ºN 01 - D
CALCULO DEL MOMENTO ELECTRICO
2
u U
M Elect =P∗L= ∗( )
100 R1 + X L∗Tg φ
Datos:
R1 (ohm/km)= 1.035552
XL (ohm/km)= 0.46573327
CosØ 0.9
Ø(º) 25.8419328
u ( %) 0.3000
U ( kV) 22.9
1. Momento Eléctrico
2. Potencia de transporte
P= 3.453 MW
3. Pérdida de potencia
100∗R 1∗P
p= p%= 0.84186982
U 2∗Cos 2 φ
En línea de 0.36125 km p%= 0.3041
p= 0.01050224 MW
p= 10.5022 kW
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ANEXO Nº 02
CALCULO DEL DIMENSIONAMIENTO
DE CONDUCTORES AEREOS
POR CAPACIDAD TERMICA FRENTE A LOS CORTOCIRCUITOS
1.Datos
Metodo Norma Alemana VDE103
Potencia de cortocircuito en el finito de falla (MVA) 100
Tension minima de la red (kV) 10
Tiempo de eliminacion de la falla (s) 0.2
Relacion R/X 0.3
Relacion entre Icco/I.ccp
I.subtransitoria /I.permanente 0.2
Pcc
I cco=
√ 3∗V min Icco (kA) = 5.77
R/X 0.3
m 0 (tabla a)
n 0.85 (tabla b)
4. Calculo de Im
Im (kA) = 2.38
6. Seccion minima
Im
A= 26.16 mm2
σ
7.Conclusion
ANEXO Nº 02
CALCULO DEL DIMENSIONAMIENTO
DE CONDUCTORES AEREOS
POR CAPACIDAD TERMICA FRENTE A LOS CORTOCIRCUITOS
1.Datos
Método Norma Alemana VDE103
Potencia de cortocircuito en el finito de falla (MVA) 200
Tensión mínima de la red (kV) 22.9
Tiempo de eliminación de la falla (s) 0.2
Relación R/X 0.3
Relación entre Icco/I.ccp
I.subtransitoria /I.permanente 0.2
Pcc
I cco=
√ 3∗V min Icco (kA) = 5.04
R/X 0.3
m 0 (tabla a)
n 0.85 (tabla b)
4. Cálculo de Im
Im (kA) = 2.08
6. Sección mínima
Im
A= 22.85 mm2
σ
7.Conclusión
ANEXO Nº 02-C
CALCULO DEL DIMENSIONAMIENTO
DE CONDUCTORES SUBTERRANEOS
POR CAPACIDAD TERMICA FRENTE A LOS CORTOCIRCUITOS
1.Datos
Metodo
Potencia de cortocircuito en el finito de falla (MVA) 100 200
Tension minima de la red (kV) 10 22.9
Tiempo de eliminacion de la falla (s) 0.2
Seccion del conductor a emplearse (mm2) 50
Tipo de conductor : Para cobre y XLPE 143
Pcc
I cco= 10kV 22.9kV
√ 3∗V min Icco (kA) = 5.77 5.04
K ∗S
I km =
√t Ikm (kA) = 15.99
4. Conclusion
ANEXO Nº 03
Al circular una corriente en el conductor produce una cierta cantidad de calor por efecto joule. Cuando el sistema se
encuentra en regimen, todo el calor producido es disipado parte por conveccion, parte por radiacion.
W_C=(95.5×√PV×∆T)/(〖(T_a+∆T/2)〗^0.125×√D)
W_r=5700×Em×((〖(T_a+∆T)/1000)〗^4-〖(T_a/1000)〗^4)
Donde:
Wc=Calor disipado por conveccion en (W/m2) ΔT= Sobre temperatura del conductor respecto al ambiente en ( ºK)
P= Presion en ( atm) D= Diametro del conductor en (mm)
V= Velocidad del aire en (km/h) Wr= Calor disipado por radiacion en (W/m2)
Ta= Temperatura absoluta del ambiente en ( ºK) Em= Emisividad del conductor
Datos
A=Area del conductor (mm2) 35 2
V= Velocidad del aire en (km/h) 75
P= Presion en ( kg/m2) 23.625
P= Presion en ( atm) 0.0022873057
Ta= Temperatura referencia del conductor en ( ºC) 20
Ta= Temperatura referencia del conductor en ( ºK) 293
D= Diametro del conductor en (mm) 7.5
Em= Emisividad del conductor 0.38
ΔT= Sobre temperatura del conductor respecto al ambiente (ºC) 20
ΔT= Sobre temperatura del conductor respecto al ambiente (ºK) 293
ANEXO Nº 03
R=R_0×(1+α×(T_α+∆T-T_0 ))
Donde:
R0= Resistencia a la temperatura de referencia (Ohm/km) 0.966
T0=Temperatura de referencia del conductor (ºC) 20
a=Coeficiente de aumento de la resistividad (1/Cº) 0.0036
I=√(π×D×((W_c+W_r)/R))
I (Amp)= 224.60
NOTA: OK
La corriente a transportar debe ser menor o igual a esta corriente admisible del conductor elegido.
Conclusion :
Por lo tanto utilizando la seccion de 35mm2 es factible
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ANEXO Nº 03.A
CALCULO Y SELECCION DEL TRANSFORMADOR
CosØ 0.90
Capacidad del Transformador calculada 330.31
Capacidad del Transformador Elegida (kVA) 315.0
Cambiar transformador
CALCULO DE LA INTENSIDAD DE CORRIENTE
P
I t=
√3∗V∗Cos φ
Devanado Primario
Potencia del Transformador S 315.00 kVA
Devanado Secundario
Potencia del Transformador S 315.00 kVA
ANEXO Nº 05-A
CALCULO DE AISLADORES TIPO PIN
1. PREMISAS
2. FORMULAS
4. CONCLUSIONES
Caracteristicas Mecanicas
Resistencia (kN) 13 OK
Caracteristicas Electricas
Voltaje tipico de aplicación (kV) 33
Flameo de baja frecuencia en seco (kV) 125
Flameo de baja frecuencia en humedo (kV) 80
Flameo critico al impulso positivo (kVp) 200
Flameo critico al impulso negativo (kVp) 265
Voltaje de perforacion a baja frecuencia (kV) 165
0.00000
SAN JOSE DE
0 0.0 0.0 567.0 SISA Trifásico 35 0.000 3-1x35 3 35 2.418 0.00000 0.00000
SAN JOSE DE
1 0.0 0.0 567.0 SISA Trifásico N2XSY 0.054 3-1x50 3 50 0.952 0.00293 0.00293
SAN JOSE DE
2 0.0 0.0 567.0 SISA Trifásico 35 0.361 3-1x35 3 35 2.418 0.04953 0.05246
SAN JOSE DE
3 630.0 567.0 567.0 SISA Trifásico N2XSY 0.073 3-1x50 3 50 0.952 0.00392 0.05638
22.9/0.38-0.22kV
RP Subterránea en RP Aérea en 22.9 kV RP Subterránea en
22.9 kV Proyectada 22.9 kV Proyectada 315 kVA
Punto Diseño , Proyectada
SAB Nº
515520E, Salida 54.25 m 361.25 m 72.61 m
S-05 BELL 0 1 2 3
N2XSY 18/30 KV 3-1x50 mm2 AAAC 3-1x35 mm2 Subestación Superficie Tipo
N2XSY 18/30 KV 3-1x50 mm2
Caseta proyectada
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ANEXO Nº 06 - A
CALCULO DE AISLADORES TIPO PIN
1. PREMISAS
2. FORMULAS
4. CONCLUSIONES
Características Mecánicas
Resistencia (kN) 13 OK
Características Eléctricas
Voltaje tipico de aplicación (kV) 33
Flameo de baja frecuencia en seco (kV) 125
Flameo de baja frecuencia en húmedo (kV) 80
Flameo crítico al impulso positivo (kVp) 200
Flameo crítico al impulso negativo (kVp) 265
Voltaje de perforación a baja frecuencia (kV) 165
ANEXO Nº 03
CALCULO Y SELECCION DEL TRANSFORMADOR
CosØ 0.90
Capacidad del Transformador calculada 630.00
Capacidad del Transformador Elegida (kVA) 630.0
OK
CALCULO DE LA INTENSIDAD DE CORRIENTE
P
I t=
√3∗V∗Cos φ
Devanado Primario
Potencia del Transformador S 630.00 kVA
Devanado Secundario
Potencia del Transformador S 630.00 kVA
ANEXO Nº 04.A
CALCULO DE AISLADORES POLIMERICOS TIPO SUSPENSION
1. PREMISAS
Cs=Coeficiente de seguridad 3
d= Densidad relativa del aire 1
2. FORMULAS
4. CONCLUSIONES
Es practica comun utilizar 1 aislador por cadena en linea de 22.9kV
Según catalogo se seleccionara lo siguiente:
Caracteristicas Electricas
Voltaje tipico de aplicación (kV) 22.9
Flameo de baja frecuencia en seco (kV) 130
Flameo de baja frecuencia en humedo (kV) 110
Flameo critico al impulso positivo (kVp) 200
Flameo critico al impulso negativo (kVp) 225
Voltaje de perforacion a baja frecuencia (kV) 110
ANEXO Nº 04
CALCULO DE AISLADORES POLIMERICOS TIPO SUSPENSION
1. PREMISAS
Cs=Coeficiente de seguridad 3
d= Densidad relativa del aire 1
2. FORMULAS
4. CONCLUSIONES
Es práctica común utilizar 1 aislador por cadena en línea de 22.9kV
Según catálogo se seleccionará lo siguiente:
Características Eléctricas
Voltaje típico de aplicación (kV) 22.9
Flameo de baja frecuencia en seco (kV) 130
Flameo de baja frecuencia en húmedo (kV) 110
Flameo crítico al impulso positivo (kVp) 200
Flameo crítico al impulso negativo (kVp) 225
Voltaje de perforación a baja frecuencia (kV) 110
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ANEXO N° 05.A
CALCULO DE PARARRAYOS
1. PREMISAS
Las caracteristicas importantes para la selección
del Pararrayo es:
Vn= Tension Nominal del Pararrayo (kV)
Id= Corriente nominal de descarga (kA)
2. FORMULAS
U .max
Vn=Ke∗V max Lf =Ga∗( Fh∗ )
√3
2∗NBI −4
Id=
Z
Fh=1+1.25(h−1000)∗10
3. RESULTADOS
ANEXO N° 05
CALCULO DE PARARRAYOS
1. PREMISAS
Las caracteristicas importantes para la selección
del Pararrayo es:
Vn= Tension Nominal del Pararrayo (kV)
Id= Corriente nominal de descarga (kA)
2. FORMULAS
U .max
Vn=Ke∗V max Lf =Ga∗( Fh∗ )
√3
2∗NBI −4
Id=
Z
Fh=1+1.25(h−1000)∗10
3. RESULTADOS
ANEXO Nº 06.A
CALCULO Y SELECCIÓN DE FUSIBLES TIPO EXPULSION ( CUT-OUT )
1.Diagrama Unifilar
F400kVA
Fuente Carga
I = 23.09
Sistema: Trifasico
Tension (kV) : 10
CosØ : 0.9
Z%: 5.00%
k : 1.25
3.Formulas de calculo
4. Resultados
Tipo: 20K
In ( A ) : 20 OK OK
ANEXO Nº 06
CALCULO Y SELECCIÓN DE FUSIBLES TIPO EXPULSION ( CUT-OUT )
1.Diagrama Unifilar
F630kVA
Fuente Carga
I = 15.88
Sistema: Trifasico
CosØ : 0.9
Z%: 5.00%
k : 1.25
3.Fórmulas de cálculo
4. Resultados
Tipo: 15K
In ( A ) : 15 OK OK
ANEXO Nº 08.A
CALCULO Y SELECCIÓN DEL TRAFOMIX
1. Denominacion: TMEA33
2.Tension (kV): 10
Punto de Diseño
4.Transformadores de Corriente:
Relacion de Transformacion:
Corriente del Primario (A): 23
Corriente del Secundario (A): 5
Nuú mero de bobinas de corriente: 3
5.Transformadores de Tension:
Relacion de Transformacion
Tension nominal del devanado primario (kV): 10
Tension nominal del devanado secundario (kV): 0.22
Nuú mero de bobinas de tension: 3
7. Denominacion: TMEA33
8.Tension (kV): 10
9.Transformadores de Corriente:
Relacion de Transformacion
Corriente del Primario (A): 23 OK
Corriente del Secundario (A): 5
Nuú mero de bobinas de corriente: 3
10.Transformadores de Tension:
Relacion de Transformacion
Tension nominal del devanado primario (kV): 10
Tension nominal del devanado secundario (kV): 0.22
Nuú mero de bobinas de tension: 3
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ANEXO Nº 08
CALCULO Y SELECCIÓN DEL TRAFOMIX
1. Denominacion: TMEA33
Punto de Diseño
4.Transformadores de Corriente:
Relacion de Transformacion:
Corriente del Primario (A): 16
Corriente del Secundario (A): 5
Nuú mero de bobinas de corriente: 3
5.Transformadores de Tension:
Relacion de Transformacion
Tension nominal del devanado primario (kV): 22.9
Tension nominal del devanado secundario (kV): 0.22
Nuú mero de bobinas de tension: 3
7. Denominacion: TMEA33
9.Transformadores de Corriente:
Relacion de Transformacion
Corriente del Primario (A): 16 OK
Corriente del Secundario (A): 5
Nuú mero de bobinas de corriente: 3
10.Transformadores de Tension:
Relacion de Transformacion
Tension nominal del devanado primario (kV): 22.9
Tension nominal del devanado secundario (kV): 0.22
Nuú mero de bobinas de tension: 3
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ANEXO Nº 10
R = 4.70 Ohmios
1.5
ρ
R=0 .366∗ ∗Log
L d
∗ [ √
2 L 4 h+3 L
4 h+L ] 2h>L
0.016 2.4
R = 3.93 Ohmios
SEGÚN RD Nº 018-2003-EM/DGE
Seccion (mm2) Nº de alambres Diametro exterior (mm) Diametro alambres (mm) Masa total (kg/m) Coef. De expansion termica (1/ºC) Modulo de elasticidad final(kg/mm2) Esfuerzo de rotura (kg/mm2)
1 25 7 6.3 2.1 0.067 2.30E-06 6193.68 30.15
2 35 7 7.5 2.5 0.094 2.30E-06 6193.68 30.15
3 50 7 9 3 0.135 2.30E-06 6193.68 30.15
4 70 19 10.5 2.1 0.181 2.30E-06 6193.68 30.15
95 19 12.5 2.5 0.25 2.30E-06 6193.68 30.15
5 120 19 14.3 2.85 0.335 2.30E-06 6193.68 30.15
SEGÚN RD Nº 018-2003-EM/DGE
Tiro de rotura (kg/mm2)
753.75
1055.25
1507.5
2110.5
2864.25
3618
SEGÚN RD Nº 018-2003-EM/DGE
Seccion (mm2) Nº de alambres Diametro exterior (mm) Diametro alambres (mm) Masa total (kg/m) Coef. De expansion termica (1/ºC) Modulo de elasticidad final(kg/mm2) Esfuerzo de rotura (kg/mm2)
1 25 7 6.3 2.1 0.067 2.30E-05 6193.68 30.15
2 35 7 7.5 2.5 0.094 2.30E-05 6193.68 30.15
3 50 7 9 3 0.135 2.30E-05 6193.68 30.15
4 70 19 10.5 2.1 0.181 2.30E-05 6193.68 30.15
5 95 19 12.5 2.5 0.25 2.30E-05 6193.68 30.15
SEGÚN RD Nº 018-2003-EM/DGE
Tiro de rotura (kg/mm2)
753.75
1055.25
1507.5
2110.5
2864.25
CALCULO DE LACARGA INSTALADA Y MAXIMA DEMANDA SEGÚN EL CNE 050-206
POT. INST.
EQUIPAMIENTO FD M.D. KW
KW