Energia Parte II

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DEL PERU FILIAL AREQUIPACARRERA DE INGENIERIA DE MINAS

SERVICIOS AUXILIARES MINEROS

ENERGIA PARTE II

Arequipa, agosto 2015

PRESENTACION PRE GRADO

Preparado por: Ing. Jorge Villegas

CARRERA DE INGENIERIA DE MINAS - SERVICIOS MINEROS

CONTENIDO

5. Redes de distribución

7. Cálculo de consumo de energía en mina

8.1 Consideraciones

9. Ejemplo: Requerimiento de energía para interior

mina

8.2. Procedimiento convensional

6. Distribución de energía en mina


El objeto de las redes eléctricas es la distribución de la energía

procedente de las centrales productoras, que pueden estar

emplazadas en el mismo lugar de utilización, o en otros muy distantes,

en cuyo caso es conducida hasta el centro consumidor por largas

líneas de transporte. El conjunto de las distintas líneas unidas entre sí

forman un sistema de MALLAS O REDES DE DISTRIBUCION.

Las redes de distribución pueden ser de alta y de baja tensión (1000 a

220000 voltios y 110 a 500 voltios respectivamente ).

c.- Redes de distribución

Las redes de distribución pueden ser aéreas o subterráneas. Figs.

Nos. 3 y 4.

a


c.1.- Distribución de Energía Eléctrica en el Interior de una Mina

La energía eléctrica es conducida al interior de la mina en forma

de corriente trifásica de alta tensión a 5000 o 6000 voltios, algunas

veces también de 2000 voltios.

En las estaciones locales o de transformación se reduce la alta

tensión a baja tensión, mediante transformadores. Para baja

tensión se utiliza actualmente casi exclusivamente la de 440 v. Fig.

No. 3.

a


d.- Cálculos de Consumo de Energía Eléctrica en un Asiento

Minero

A


d.- Cálculos de Consumo de Energía Eléctrica en un Asiento

Minero

d.1.- Consideraciones:

Se tiene en cuenta las áreas que requerirán energía eléctrica:

- Mina

- Planta Concentradora

- Area industrial

- Campamentos),

Se debe considerar además

- La cota de trabajo,

- Las maquinarias eléctricas (HP),

- El voltaje, la eficiencia del motor, las horas/día y días/mes de

trabajo, entre otras, para los cálculos correspondientes.

a


Iluminación de Areas Techadas.- Se determinan las superficies

techadas que requeriran energía eléctrica para su funcionamiento,

tanto de mina, planta concentradora, area industrial y campamentos

(viviendas).

Según el código eléctrico del Perú, se requiere 20 Watt/m2 de área

techada en las oficinas de trabajo y 30 Watt/m2 de área techada en las

viviendas, comedores hoteles, escuelas hospitales, etc.

Artefactos Electricos.- A la potencia eléctrica (P) y al Consumo (KWH/MES)

se les agrega empíricamente 5% por este concepto, por los equipos eléctricos

domésticos e industriales.

Pérdidas de Distribución.- A la sumatoria Potencia Eléctrica (P) y al

consumo/mes requerido (KWH/MES requeridos), se les agrega empiricamente

1% por este concepto, a fin de obtener P total y KWH/MES total

respectivamente.

A


d.2.- Procedimiento convencional

- En cada Area, se agrupan las maquinarias que tienen iguales

voltajes, eficiencias, hora/día y día/mes, a fin de evitar el cálculo

individual de ellas. De no ser posible lo anterior, se efectuarán los

cálculos para cada máquina. Se hallarán HP Corregida, I, P y

Consumo.

- Se calculan los requerimientos para áreas techadas.

- Se suman las Potencias y Consumos hallados.

- A la suma anterior se incrementa 5 % por artefactos

electrodomésticos

- A la suma anterior se incrementa 30 % por artefactos eléctricos (sólo

para Area Industrial)

- Al resultado anterior se le incrementa 1 % por Pérdida de Distribución de energía eléctrica, obteniéndose así los requerimientos totales.

A

Serán necesarias las siguientes fórmulas:

Intensidad para motores eléctricos I = W/V = (HP * 0.746 * 1000)/V; amp

Intensidad para áreas techadas I = (m2 * Watt/m2)/V; amp

Potencia P = (√3 * cos δ * V * I * e ) /1000; KW

Consumo de energía eléctrica

KWH/mes = P * hora/dia * dia/mes; kWH/mes

Donde:

I = Intensidad de una corriente eléctrica expresada en amperios.

W = Watt, nombre de vatio en la terminología internacional.

Es una unidad de potencia cuyo símbolo es W.

V = Voltio, unidad de fuerza electromotriz, equivale a la tensión o diferencia de

potencia existente entre dos puntos de un conductor por el cual pasa una corriente de

un amperio cuando la potencia disipada entre los mismos es de un vatio.

HP= Unidad de potencia inglesa que equivale a 1.00138 * cv.

KWH= Cantidad de energía eléctrica consumida por hora.

A

Serán necesarias las siguientes fórmulas:

Donde:

P = Potencia engendrada o absorvida, que se expresa en vatios y es igual al

producto de la tensión (en voltios) por la intensidad (en amperios); Kw

Cos δ = Parámetro que es igual a 0.87, de acuerdo al Código Eléctrico del Perú.

e = Eficiencia del motor que oscila entre 0.85 y 0.95.

KWH= Cantidad de energía eléctrica consumida por hora.

A

d.3.- Ejercicio: Requerimientos de energía eléctrica para Area Mina

(3,620 m.s.n.m.)

MAQUINARIA CANTIDAD HP c/u V e % HORA/DIA DIAS/MES

Bombas de agua 1 50 440 90 12 26

Winche 3 tamboras 1 30 440 90 12 26

Winche 2 tamboras 1 25 440 90 12 26

Locomotora de trolley 1 20 440 90 16 26

Motor winche izaje 1 300 440 90 16 26

Motor cable carril 1 50 440 90 16 26

Scooptram eléctrico 1 40 440 90 18 26

Compresoras estac. 1 150 440 90 20 26

Ventilador axial 1 75 440 90 24 30




Area 1545 m2 -- 220 -- 16 26

A

T

DESARROLLAR EN GRUPO DE TRABAJO EN CLASE

A

e.- Cálculo de costos de energía eléctrica

Datos:

REQUERIMIENTOS VIDA UTIL COSTO TOTAL

MES $

6 grupos electrógenos PAXMAN de 1135 HP

y 628 KW c/u de potencia instalada 240 21000

3 bancos de transformación que abastecen a

transformadores aéreos de mina, planta con-

centradora, Area industrial y Campamentos 240 8000

4 depósitos de petróleo ( tanques de fierro de

5500 galones de capacidad c/u con tuberías

de fierro para alimentación y accesorios e

instalaciones 240 3000

A

kilómetros de conductores de alta y baja

tensión, armados, semiflexibles y flexibles e

instalaciones 240 24 000

20 torres y postes diferentes tipos y materiales

e instalaciones 240 96000

1 casa de fuerza (Sala generadores, talleres,

oficina, SH, vestuario, patio de transformación,

instalaciones). 240 12000

117,000 gln/mes de petróleo 1 140040

Sueldos y salarios:

1 jefe planta 1 360

1 Sobrestante 1 240

12 Maestros y oficiales 1 2160

A

tasa de interés 2 % mensual

Se obtiene el costo de propiedad y de operación de los grupos

electrógenos, bancos de transformación, depósitos de petróleo y torres.

Cálculos:

Se obtiene el costo de operación de Casa de Fuerza, combustibles y

salarios (ver texto Maquinaria Minera Capitulo Costos, del mismo autor).

Grupos electrógenos

A = 423.6557 $/mes

D = 70.0000

RyMO = 87.5000

Bancos de Transformación

A = 161.3927

D = 26.6667

RyMO = 33.3333

A

Depósitos de Petróleo

A = 60.5222

D = 10.0000

RyMO = 12.5000

Conductores

A = 484.1780

D = 80.0000

RyMO = 100.0000

Torres y Postes

A = 1936.7118

D = 320.0000

RyMO = 400.0000

Casa de Fuerza = 50.0000

Petróleo = 140040.0000

Sueldos y Salarios:

Jefe General = 656.1360

Sobrestante = 437.4240

Oficiales, Maestros = 3936.8160

SUBTOTAL = 149326.8364 $/mes

Otros (10%) = 14932.6836

TOTAL = 164259.5200 $/mes

Costo/KW = Costo total/potencia

A

Costo/KW = 164259.52 $/mes / 3794 KW/mes

= 43.30 $/KW

Costo/KWH = Costo Total/Total KWH/MES

Costo/KWH = 164259.52 $/mes / 1687700 KWH/mes

= 0.09733 $/KWH

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