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GUIA PARA LA ELABORACION DE PROYECTOS EN REDES Y SUBESTACIONES ELECTRICAS
ELABORADO POR
GERMAN GRANADOS ROBAYO I NGENIERO ELECTRICISTA
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
Bogota, Octubre de 2013
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Contenido
1. CALCULOS EN MEDIA TENSION, RED AEREA ............................................................ 4
1.1 IMPEDANCIA DE TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCION ..................................... 4
1.2 CAPACIDAD DE LOS FUSIBLES PARA REDES AEREAS ............................................ 4
1.3 CARACTERISTICAS DE LOS CONDUCTORES EN REDES AEREAS......................... 5
1.4 CALCULOS EN BAJA TENSION ........................................................................................ 5
1.4.1 Caractersticas de los conductores en baja tensin ............................................. 6
1.4.2 Capacidad de corriente en corto circuito para conductores en baja tensin ...... 6
1.4.3 Diagrama unifilar para tablero de distribucin general de acometidas elctricas .... 7
1.4.4 Dimensionamiento de acometidas, Norma AE 244 de Codensa .............................. 7
1.4.5 Caractersticas del cable monopolar de cobre THWN, THHN .................................. 8
1.4.6 Numero mximo de conductores por ducto ................................................................ 8
1.5 Calculo de barrajes elctricos.............................................................................................. 9
1.6 EJEMPLO DE ESTRUCURA PARA MONTAJE DE TRANSFORMADOR EN POSTE 10
1.6.1 Lista de materiales estructura tipo H ......................................................................... 12
1.7 CALCULO DE LA RESISTENCIA DE TIERRA DE LA VARILLA DE PUESTA A TIERRA DEL TRANSFORMADOR EN POSTE. .................................................................... 13
1.8 FORMAS DE MEDIR LA ENERGIA SEGN LA CARGA CONTRATADA ................... 14
1.8.1 Limites de carga para medicin directa ..................................................................... 14
1.8.2 Limites de carga para medicin indirecta en BT, cargas alimentadas con transformador dedicado 120/208 Voltios ............................................................................ 15
1.8.3 Limites de carga para medicin indirecta, cargas alimentadas con redes de MT 11.4 KV ................................................................................................................................... 16
1.8.4 Limites de carga para medicin indirecta, cargas alimentadas con redes de MT 13.2 KV ................................................................................................................................... 16
1.8.5 Limites de carga para medicin indirecta, cargas alimentadas con redes de MT 34.5 KV ................................................................................................................................... 16
2. DATOS PARA EL EJERCICIO DE LA SUBESTACION CAPSULADA ........................ 17
2.1 NORMA DE REFERENCIA PARA EL CALCULO DE LA MALLA DE PUESTA ATIERRA DE LA SUBESTACION ELECTRICA .................................................................... 17
2.2 CORRIENTES DE CORTO CIRCUITO EN CONDUCTORES DE COBRE Y ALUMINIO.................................................................................................................................. 18
2.3 CENTROS DE TRANSFORMACION INDUSTRIALES DE 34.5 KV ............................. 19
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2.3.1 Normas aplicables ....................................................................................................... 19
2.3.2 Centros de distribucin industriales 34.5 KV, generalidades .................................. 19
2.3.3 Caractersticas principales de los transformadores .................................................. 20
2.3.4 Protecciones primarias de transformadores de 34,5 kV .......................................... 20
2.3.5 Ejemplo CTS552-1 Centro de transformacin industrial 34,5 kV. Instalacin exterior del transformador ...................................................................................................................... 21
2.3.6 Ejemplo CTS555 Centro de transformacin industrial 34,5 kV. Diagrama unifilar de transformadores de 1000 a 2000 KVA .................................................................................... 22
2.3.7 Ejemplo CTS566 Centro de transformacin industrial 34,5 kV. Disposicin interior . 23
2.4 CENTROS DE TRANSFORMACION DE 11.4, 13.2 KV ............................................... 24
2.4.1 Normas aplicables ................................................................................................. 24
2.5 NORMAS DE CONSTRUCCION CABLES SUBTERRANEOS .................................... 24
2.5.1 Normas aplicables ................................................................................................. 24
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1. CALCULOS EN MEDIA TENSION, RED AEREA
Potencia
instalada
Potencia
demandada
Tensin
primaria
(KV)
Corriente
Primario
Impedancia del
transformador
Corriente
de corto
circuito
primario
(A)
Proteccin
primario
Longitud
(M)
Conductor
MT
Constante
K
conductor
en media
tensin
Cada de
tensin
primario
(%)
1.1 IMPEDANCIA DE TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCION
1.2 CAPACIDAD DE LOS FUSIBLES PARA REDES AEREAS
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1.3 CARACTERISTICAS DE LOS CONDUCTORES EN REDES AEREAS
1.4 CALCULOS EN BAJA TENSION
Corriente
Secundario
Impedancia del
transformador
Corriente de
corto circuito
primario (A)
Proteccin
secundario
Conductor BT I conductor
fases
conductor de fases
(A) (Z) % (A) 1 THHN (A) (A)
I conductor
neutro
I conductor
tierra
Constante K
conductor en
baja tensin
Cada de
tensin (%)
Capacidad de
corto en el
secundario (A)
Conductor de
puesta a
tierra tablero
Barrajes
tablero
principal
Medidores de
energa
(A) (A) (A) (A) (A) (A) (A)
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1.4.1 Caractersticas de los conductores en baja tensin
1.4.2 Capacidad de corriente en corto circuito para conductores en baja tensin
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1.4.3 Diagrama unifilar para tablero de distribucin general de acometidas elctricas
1.4.4 Dimensionamiento de acometidas, Norma AE 244 de Codensa
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1.4.5 Caractersticas del cable monopolar de cobre THWN, THHN
1.4.6 Numero mximo de conductores por ducto
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1.5 Calculo de barrajes elctricos
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1.6 EJEMPLO DE ESTRUCURA PARA MONTAJE DE TRANSFORMADOR EN POSTE
CTU510-2 Centro de distribucin urbano. Montaje en estructura tipo H de transformador trifsico de 225 kVA con final de circuito primario para servicio dedicado
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1.6.1 Lista de materiales estructura tipo H
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1.7 CALCULO DE LA RESISTENCIA DE TIERRA DE LA VARILLA DE PUESTA A TIERRA DEL TRANSFORMADOR EN POSTE.
Para el clculo del electrodo tipo varilla se utiliza el mtodo de TAGG, en el cual se halla la
resistencia propia de la varilla con la siguiente expresin:
++
=t4Lt4L3
rL
L2R
B
B
B
B
BP
Donde: : es la resistividad del terreno, en ohmio-metro
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LB: es la longitud de la barra, en metros
rB: es el radio de la barra, en metros
t: es la profundidad de enterramiento, en metros
Para una varilla en cobre de 5/8 de dimetro con una longitud de 2,44 metros enterrada 20
centmetros desde la superficie y con una resistividad del terreno de 23 -m, se tiene:
=
++
= 28,9
2,0444,22,0444,23
007938,044,2
44,2223
RP
El valor calculado de 9,28 cumple ya que es menor al exigido en la tabla No. 24 del artculo 15
del Reglamento Tcnico de Instalaciones Elctricas RETIE vigente.
1.8 FORMAS DE MEDIR LA ENERGIA SEGN LA CARGA CONTRATADA
Para servicios cuya carga requerida sea inferior a cincuenta y cinco (55) kW, la medida se realizar en baja tensin (nivel 1) con medidores de energa electrnicos con clase de exactitud igual o mejor a 1, en conexin directa o semidirecta por medio de transformadores de corriente con clase de exactitud igual o mejor a 0.5S. Estos equipos pueden ser multirango en tensin hasta 480 V. Para cargas iguales o superiores a c
