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El diseño de una subestación eléctrica realizado por estudiantes de la universidad nacional del callao, perú. Incluye detalles técnicos como la selección de equipos, cálculos de cortocircuito, caída de tensión y compensación de reactiva, así como el diagrama unifilar de la instalación. El documento abarca temas como la instalación subterránea de cables, parámetros eléctricos considerados, cuadro de cargas, normativa aplicada y selección del grupo electrógeno. Es un trabajo de investigación que muestra el proceso de diseño de una subestación eléctrica de media tensión para una carga industrial.
Tipo: Apuntes
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DISEÑO DE SUBESTACIONES ELÉCTRICAS TRABAJO DE INVESTIGACIÓN GRUPO N° 03 “EXPEDIENTE TÉCNICO” AUTORES: INGA DELGADO FREIDER MELO USCUCHAGUA LUIS ALBERTO NO PARTICIPO MIRANDA DELGADO ERICK ALEXANDER ORMEÑO AGUILAR NESTOR JESUS NO PARTICIPO OSCCO CCAHUANA VICTOR RAUL PAIRAZAMAN MEZA CESAR ALDAIR CALLAO 2020
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
1. MEMORÍA DESCRIPTIVA 1.1 GENERALIDADES Montaje de subestación eléctrica de Machu Picchu Foods SAC Ubicación: Calle 2 Mza. B lote 19, Urb. Industrial Grimaneza, Callao Propietario: Machu Picchu Foods SAC Rubro: Elaboración de Chocolate y de productos de confitería Ingenieros proyectistas: - Freider Inga Delgado cel. 931176423 fingad@unac.edu.pe - Erick Alexander Miranda Delgado cel. 994781591 eamirandad@unac.edu.pe - Nestor Jesús Ormeño Aguilar cel. 987816464 njormenoa@unac.edu.pe - Victor Raul Oscco Ccahuana cel. 927549645 vrosccoc@unac.edu.pe - Cesar Aldair Paraizaman Meza cel. 938152337 caparaizamanm@unac.edu.pe Antecedentes: No cuenta con suministro Suministro asignado N° 2785414 Solicitud N° 2698574 Punto de diseño según carta SGGC-SCE 2578451-2020 del 25 de setiembre del 2020 1.2 ALCANCE DEL PROYECTO El diseño del proyecto comprende lo siguiente: - Red Subterránea desde PMI hasta la primera barra de cargas, Proyectada en media tensión en 20 kV. - El PMI se ubicado en el interior del predio. - La subestación proyectada es del tipo caseta modular interior se halla ubicada dentro de la propiedad, respetando los límites requeridos por el CNE para este tipo de proyectos. - Sistema de emergencia: Grupo Electrógeno
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA 1.3 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO La Red de Media Tensión comprende
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA 1.5 PUNTO DE DISEÑO El punto de diseño en 20 kV fue fijado por ENEL, en el cual se solicita una potencia de 1200KW, nivel de tensión 20 Kv, con carta SGNCE-15-1083. El punto de diseño fue fijado en una celda de media tensión en la SE Nº586, lugar desde donde se ha proyectado una red subterránea en 20 KV que garantice la alimentación de “Machu Picchu Foods SAC”, ubicado en Calle 2 Mza. B lote 19, Urb. Industrial Grimaneza, Callao. Tiempo: 10 Días Requisitos Deberá considerarse los siguientes parámetros eléctricos en el punto de diseño:
- Potencia de cortocircuito : 350MVA - Tiempo de apertura : 0.10 s FIG. N°1. Ubicación del PMI y el punto de diseño FUENTE: Propia 1.6 PARAMETROS CONSIDERADOS
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA 1.7 CUADRO DE CARGAS Tabla N°1. Cuadro de Cargas MD KW KW C1 AREA ADMINISTRATIVA 206 0.835 0.8 165 C2 SER. AUXILIARES 185 0.830 0.8 148 C3 ZON MOLIENDA 203 0.900 0.8 162 C4 CCM01 164.0 0.846 0.8 131 C5 ENVASADO LIQUIDOS 158.0 0.910 0.8 126 C6 ENVASADOS SOLIDOS 275.0 0.820 0.8 220 C7 CCM02 464.0 0.842 0.8 371 1655 1324 1655 1324
1869 2000 20
1655
925 20 MT ITEM DESCRIPCION GENERAL F.P. F.D TOTAL POTENCIA APARENTE CALCULADA (KVA) POTENCIA APARENTE COMERCIAL (KVA) TENSIÓN PRIMARIA (KV) TENSIÓN SECUNDARIA (KV) TIPO DE CARGA CUADRO DE CARGAS TOTAL 400V, 60HZ, G CRITICAS NO CRITICAS POTENCIA CONTRATADA POTENCIA TOTAL INSTALADA (KW) FACTOR DE SIMULTANIEDAD POTENCIA CONTRATADA (KW) POTENCIA (KW) TENSION NOMINAL (KV) TARIFA CALCULO DEL TRANSFORMADOR POTENCIA INSTALADA (KW) MAXIMA DEMANDA (KW) FACTOR DE AMPLIACIÓN FACTOR DE POTENCIA INDUSTRIAL Fuente: PROPIA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Tabla N°2. Parámetros físicos 50 mm SECCIÓN NOMINAL NUMERO HILOS DIAMTRO CONDUCT ESPESOR DIAMETR O EXTERIOR PESO AISLAM. CUBIERTA mm2 mm mm mm mm Kg/Km 50 19 8.15 8 2 33.5 1367 Fuente: INDECO N2XSY 18/30 KV Tabla N°3. Parámetros eléctricos 50 mm SECCIÓN NOMINA L RESISTENCI A DC a 20°C RESISTENCIA AC REACTANCIA INDUCTIVA AMPACIDAD ENTERRADO (20°C) AMPACIDAD AIRE (30°C) (A) (B) (A) (B) mm2 Ohm/Km Ohm/Km Ohm/Km Ohm/Km Ohm/Km (A) (B) (A) (B) 50 0.387 0.494 0.494 0.2761 0.1711 250 230 280 245 Fuente: INDECO N2XSY 18/30 KV 2.2 TERMINALES INTERIORES PARA CABLE
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA INSTALACIÓN DEL CABLE DE LA ZANJA La zanja tendrá una base de concreto pobre por si el terreno es pedregoso, se coloca el cable sobre una capa de tierra cernida compactada de 10 cm de espesor, a los 25 cm sobre la base del cable se colocará una hilera continua de ladrillos, y a los 20 cm encima de la base de ladrillos se colocará la cinta señalizador de color rojo. Los primeros 25 cm de la zanja se llenará con tierra cernida y el resto con la tierra original, pero sin piedras y completamente compactada. 2.4 CINTA SEÑALIZADORA PARA LA OBRA
- Material : Polietileno de alta calidad resistente a los álcalis y ácidos. - Ancho : 152 mm - Espesor : 1/10 mm - Inscripción : Letras negras que no pierdan su color con el tiempo. - Elongación : 250 % - Color : Rojo PARA ZANJA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA 2.5 CELDAS DE LLEGADA Y PROTECCIÓN Estructuras serán construidos con perfiles de fierro de 2’’x 2’’ x 3/16’’, con reja de seguridad frontal, tratada con pintura anticorrosiva de color RAL 7030 Descripción: CELDA D/REMONTE C/BARRAS 24KV 630A AFLR 21KAX1S CARACTERÍSTICAS DIMENSIONALES
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ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA 2.7 CELDA DE DISTRIBUCIÓN Marca: ABB Modelo: TIPO IS DIMENSIONES
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3. MEMORÍAS DE CÁLCULO 3.1 CALCULO DEL GRUPO ELECTRÓGENO De la “ Tabla N°1 Cuadro de Cargas” extraemos las cargas criticas TABLA N°5 Cuadro de Grupo Electrógeno PINST M.D KW KW C1 206 0.835 0.8 165 C2 185 0.830 0.8 148 C3 203 0.900 0.8 162 C C 594 475 475
750 600 CUADRO DE CARGAS CRITICAS 400V, 380V, 60HZ ITEM DESCRIPCION GENERAL F.P F.D TIPO DE CARGA SERV. AUXILIARES ZONA DE MOLIENDA BANCO CONDENSAD. CARGA CRITICA TOTALES AREA ADMINISTRATIVA TIPO DE TRABAJO STANDBY RESERVA CALCULO DEL G. E. MAXIMA DEMANDA FACTOR DE AMPLIACION FACTOR DE POTENCIA POTENCIA DEL G.E. CALCULADO (KVA) POTENCIA DEL G.E. COMERCIAL (KW) POTENCIA DEL G.E. COMERCIAL (KVA) Fuente: Propia Por lo tanto, seleccionamos el generador de la marca CUMMINS con las siguientes características: Modelo : HTD - 600GF Potencia : 750KVA – 600KW Tensión : 400/ Frecuencia : 60HZ
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA 3.2 CÁLCULO DE CORTOCIRCUITO PUNTO A Datos: 350 MVA Tiempo: 0.1seg L=0.875 Km IccA =
√ 3 ∗ 20 =10.1036 kA PUNTO B Condición del Icc^ Cable^ ≥ 1.5∗ IccA IccCable =1.5∗(10.1036)=15.16 kA Scucable =
2 ∗0. 20446 =33.52 mm 2 Por sección mínima sería 50 mm 2 S=350 MVA 20 Kv Para la fuente “Q” Z Q =
2 350
Z Q =0.1251+ j 1.2509=1.2571∟84.29° a 20 kV Zcable =0.875 ( 0.494+ j 0.2761) =0.43225+0.2416 j ZB = Zcable + Z Q ZB =1.5932 ∟ 69.52 ° Icc B =
=7.25 kA IccB Calculado ≪ Icable 7.25 kA ≪ 15.16 kA
