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ANTONIO TARAZONA TINOCO Cálculos Justificativos del Sistemas de Utilización en : 22.9 KV Fecha : 15/11/13Ingeniero Electricista Reviso : E.C.S.C.I.P. No 770583I Obra SISTEMA DE UTILIZACION 22.9 KV Archivo :aatt10@hotmail.com Propietario : HU VENTANAS SE Página : 1

1 C o n d i c i o n e s d e o p e r a c i ó n n o r m a l d e l a L í n e a d e M e d i a T e n s i ó n

1.1 Características del Sistema de Utilización. Capacidad nominal: KVA 250. Tensión de red de media tensión KV 22.9. Corriente nominal de MT: A 6.3. Ver Plano IE-02 (en formato A4)

1.2 Selección del cable de media tensión, por capacidad térmica

a. Capacidad nominalLa capacidad de transporte de un cable de 3-1x50mm² N2XSY, 18/30 KV, de acuerdo a INDECO es de 250 Amperios, en las siguientes condiciones:Se adjunta Especificaciones Técnicas y los parámetros eléctricos, del cable, el cual será suministrado por INDECO- Regimen de servicio :

10 horas al 100 % + 10 horas al 60 % de la plena carga- Disposición del cable : . Cables paralelos- Condiciones nominales de la instalación, fijadas por INDECO : . Resistividad térmica del suelo : 100 °C cm / W = 1 °K m / W . Profundidad del tendido : 0.70 m . Temperatura del suelo a la profundidad del tendido : 20 °C . Temperatura del aire: 30 °C- Condiciones reales de la instalación : . Resistividad térmica del suelo : 100 °C cm / W = 1 °K m / W . Profundidad del tendido : 1.20 m . Temperatura del suelo a la profundidad del tendido : 20 °C

b. Factor de corrección por profundidad del tendido c. Factor de corrección por instalación en ducto de concreto de 4 vías- De la Tabla correspondiente de INDECO, adjunta, tenemos : - No se considera por ser enterrado . Profundidad del tendido : 1.20 m . Factor de corrección 0.93 . Factor de corrección 1

d. Capacidad real. Para el caso más exigente : 250 * 0.93 * 1 = 233 A. Es decir el cable estará cargado (en la etapa inicial) : 6.3 / 233 = 2.7 %

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aatt10@hotmail.com Propietario : HU VENTANAS SE Página : 21.3 Selección del cable de media tensión, por caída de tensión

Expresión general de la caída de tensión en circuitos trifásicos :. Caída tensión = 1.7321 ( R * Cos ø + X * Sen ø ) * I * L. Caída tensión = FCT * I * L / 1,000. FCT = 1.7321 ( R * Cos ø + X * Sen ø )

Descripcion Carga Por capacidad termica Por caìda de tensiòn

Punto MD V FP Idise SumaI Tipo En: S In Prof Ducto Ireal FCT L CT-A(KVA) (KV) (A) (A) (mm²) (A) (A) (m) (V) (V) (%)

1 S.E. 250 22.9 1 6.3 6.3 N2XSY Enter 50 250 0.93 1 233 0.855 102 0.55 0.55 0.00

Por lo tanto se cumple que CT TOTAL < 3.5 % de 22.9 kV

2 C o n d i c i o n e s d e o p e r a c i ó n e n c o r t o c i r c u i t o d e l a R e d d e M e d i a T e n s i ó n2.1 Potencia de cortocircuito y corriente de cortocircuito

Punto de diseñio y Valores Base Parámetros Descripción Unidades 50 70 95

Nsw(0) = 50 MVA Nsw = 1.7321 Vn * Isw RAC (90 °C) (Ohmios/Km) 0.4935 0.3424 0.2468 Nsw = Vn² / Zth X (paralelos) (Ohmios/Km) 0.2761 0.2638 0.2528 Nbase = 100 MVA L (m) 102 102 102 Vbase = 22.9 KV R cmt (Ohmios) 0.050 0.035 0.025 Vfase-neutro = 13.221 KV X cmt (Ohmios) 0.028 0.027 0.026 Ibase = 2,521 A R eq = R cmt + R Th (Ohmios) 0.000 0.050 0.035 0.025 Zbase = Vbase² / Nbase X eq = X cmt + X Th (Ohmios) 10.488 10.516 10.515 10.514 Zbase = 5.244 Ohmios Z eq = R eq + X eq (Ohmios) 10.488 10.516 10.515 10.514 Zth = 10.488 Ohmios I sw1 = Vfase-n / Zeq (A) 1,261 1,257 1,257 1,257 zth = 2.000 p.u. ( ° ) (90,0) (89.7) (89.8) (89.9) isw1 = v th / z th p.u. Nsw1 (MVA) 50 50 50 50

CT-TOTAL

Punto 0 Punto 1 S(mm²)

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aatt10@hotmail.com Propietario : HU VENTANAS SE Página : 32.2 Tiempo de duración del cortocircuito (t)

. En la Sub Estacion Compacta Pedestal se tendra en la celda de llegada (lado de media tension) seccionadores enchufables tipo codo, y la SE estara protegido con fusibles tipo limitador de corriente.. Definición de la capacidad de los fusibles tipo limitador de corriente, que protegerán al transformador.

Ifmt = 1.6 , ... , 1.8 * Int Transformador Int Ifmt InomIfmt Capacidad de los fusibles tipo limitador de corriente 22.9 KV (KVA) (A) Min(A) Max(A) (A)Int Corriente nominal del transformador, en 22.9 KV 250 6 10 11 20

Inom Corriente nominal de fusibles tipo limitador de corriente 22.9 KV 250 6 10 11 20

. Tiempo de fusión del fusible (Tf), sí ocurre la Isw (en media tensión de la S.E.) De la Curva de Características de los fusibles CD 12 de ABB de 12 KV y 63 A, tenemos : t << 0.001 seg Es decir la actuación de los fusibles es instantánea

2.3 Evaluación de la capacidad térmica del cable, en condiciones de cortocircuito . De las Normas de Distribución de Luz del Sur S.A.A., se tiene la siguiente expresión

Iswt = 0.143 * Otra condición, 01: Otra condición, 02: Otra condición, 03:

S = 50 mm² 50 mm² 70 mm² 70 mm²t = 0.02 seg 1 seg 0.5 seg 1 seg

Iswt = 50.558 kA 7.150 kA 14.156 kA 10.010 kA

El cable de 3-1x50 mm² N2XSY, 18/30 KV, soportará a Isw1, porque: Isw1 < Iswt ( 1,257 A < 50.558 A )

2.4 Máximo tiempo de desconecciónPara proteger el cable, mediante el fusible tipo limitador de corriente, se debe cumplir: Iswt > Isw0Se determinará la mínima sección del cable que permita cumplir la anterior condición:

Smín > Para 22.9 kV : Smín >I sw0 = 1,261 A I sw1 = 1,257 A

Smín > 1.25 mm² Smín > 1.24 mm²

Por lo tanto el cable de 3-1x50 mm² N2XSY, 18 / 30 kV, cumple ampliamente con los requerimientos

tS /

/0.143t*ISW0 /0.143t*ISW0

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aatt10@hotmail.com Propietario : HU VENTANAS SE Página : 43 C o n d i c i o n e s d e o p e r a c i ó n d e l a s B a r r a s d e M e d i a T e n s i ó n

Por ser una Subestacion compacta Pedestal no lleva Barras de media tension.Se utilizara Seccionadores enchufables unipolar tipo conector codo para cable seco Tipo N2XSY 50 mm2 200A 25 KV.

4 V e n t i l a c i ò n4.1 Objeto

Especificar el extractor a emplear en la Subestaciòn para acondicionar con ventilaciòn mecanica el ambiente de la media tensiòn4.2 Consideraciones

Por se una Subestacion Compacta del tipo Pedestal.Por ser de una potencia de 250 KVA Por tener un cable que supera ampliamente la corriente de trabajo.

4.3 ConclusionNo requiere Ventilacion Mecanica adicional, mas que la ventilacion natural del ambiente

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1 Factores de caìda de tensiòn, para cables N2XSY, 18 / 30 kV, de acuerdo a INDECON2XSY, 18 / 30 KV 3-1xS (mm²) 50 70 95

Corriente nominal. Enterrado 20 °C (A) 250 305 365. Aire 30 °C (A) 280 350 425R DC(20 °C) (Ohmios/Km) 0.3870 0.2680 0.1930R DC(90 °C) (Ohmios/Km) 0.4935 0.3417 0.2461R AC(90 °C) (Ohmios/Km) 0.4935 0.3424 0.2468X (paralelos) (Ohmios/Km) 0.2761 0.2638 0.2528X (triangular) (Ohmios/Km) 0.1711 0.1622 0.1539Z (paralelos) (Ohmios/Km) 0.565 0.432 0.353Cos φ 1.000 1.000 1.000Sen φ 0.000 0.000 0.000FCT (disposición paralelos) = √3*( R AC(90° C) * Cos φ + X (parlelos) * Sen φ ) (Ω/km) 0.855 0.593 0.427FCT (disposición triangular) = √3*( R AC(90° C) * Cos φ + X (triangular) * Sen φ ) (Ω/km) 0.855 0.593 0.427

Efecto pelicularAWG/MCM mm² K1

R DC (90 °C) = R DC 20°C * ( 1 + α * ( ∆T) ) 4 25.00 1.000

R AC (90 °C) = R DC (90 °C) * K1 2 35.00 1.000Disposición, paralelos: : Los conductores están separados 7 cm, como minimo < 1 42.41 1.000Temperatura del terreno : 20 °C 1/0 52.48 1.001Temperatura del aire : 30 °C 2/0 67.43 1.002Temperatura del conductor : 90 °C 3/0 85.03 1.003Resistividad termica terreno : 100 °C cm / W 4/0 107.20 1.004Profundidad del tendido : 0.70 m 250 126.70 1.005α : Coeficiente dilatacion térmi CU blando: 0.00393 1/°C 300 151.00 1.006

350 177.40 1.009400 202.70 1.011500 253.40 1.018600 304.00 1.025800 405.44 1.044

1000 1.067