Criterios Electricos
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Descripción: Criterios de Diseño Eléctrico...
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LA
D
A
CORPORACIÓN NACIONAL DEL COBRE DE CHILE CODELCO – CHILE
CRITERIO DE DISEÑO CORPORATIVO
TR O
ELECTRICIDAD
O N
DCC2008-VCP.GI-CRTEL02-0000-001-0
C
REVISIÓN 0
A
N
O
SGP-GI-EL-CDI-001
GERENCIA DE INGENIERÍA
C
O
PI
VICEPRESIDENCIA CORPORATIVA DE PROYECTOS
VIGENCIA 31 DE MARZO DE 2008
Este Documento es propiedad de CODELCO CHILE. Se prohíbe su reproducción, y exhibición, sin el consentimiento de CODELCO CHILE. El documento, una vez impreso, se considera una copia NO CONTROLADA y puede estar obsoleta. Consulte la revisión vigente del documento SGP-GI-EL-CDI-001 en el Escritorio de la VCP.
Fecha Impresión 04/04/2008
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GERENCIA DE INGENIERÍA CRITERIO DE DISEÑO CORPORATIVO ELECTRICIDAD
CODELCO CHILE VICEPRESIDENCIA CORPORATIVA DE PROYECTOS
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DCC2008-VCP.GI-CRTEL02-0000-001-0 PREFACIO
D
A
La revisión anterior del presente criterio de diseño eléctrico fue emitida en cumplimiento del mandato de la Vicepresidencia Corporativa de Proyectos de Codelco – Chile de elaborar un conjunto de documentos técnicos, que organizados de una manera sistemática y accesible, constituyan un marco de referencia general para la ejecución de los diseños de ingeniería eléctrica de los proyectos que desarrolle la corporación a partir de 2006.
TR O
LA
Este criterio se sustenta en tres bases. La primera son las normas técnicas que regulan las condiciones de diseño y uso de los equipos y materiales eléctricos, la segunda son las instalaciones existentes en las distintas divisiones de la Corporación, y la tercera es la amplia experiencia y lecciones aprendidas dentro de la Corporación en la selección, compra, uso y mantenimiento de equipos y materiales eléctricos.
iii) iv)
C
O
PI
A
N
v)
C
ii)
Se ha eliminado el anterior Anexo 1 que contenía el listado de los Entregables de Ingeniería. Se ha eliminado el anterior Anexo 4. Regulación de voltajes en cables alimentadores. Se ha reordenado la secuencia y se ha mejorado la exposición de los capítulos. Se ha mejorado la estructura de lo que ahora es al Anexo 1 Corrección por altitud (derrateo). Se ha agregado los variadores de frecuencia y los generadores de emergencia.
O
i)
O N
En la presente revisión que anula y reemplaza la anterior se ha efectuado los siguientes cambios, agregados y mejoras.
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DCC2008-VCP.GI-CRTEL02-0000-001-0 INDICE
1.0
OBJETIVO Y ALCANCE ...................................................................................... 6 Objetivo ...................................................................................................... 6 Alcance....................................................................................................... 6
A
1.1 1.2
NORMAS Y REGLAMENTOS.............................................................................. 6
3.0
NUMERACION DE EQUIPOS .............................................................................. 8
4.0
CONDICIONES AMBIENTALES Y SISMICAS .................................................... 8
LA
D
2.0
CONDICIONES BASICAS DE DISEÑO ............................................................. 11
6.1 6.2 6.3
C
O N
Sistema SCADA en Proyectos de Ampliación.......................................... 27 Sistema SCADA en Proyectos nuevos..................................................... 27
TRANSFORMADOR DE PODER ....................................................................... 32 8.1 8.2 8.3
9.0
C
SISTEMA DE SUPERVISIÓN, CONTROL Y ADQUISICIÓN DE DATOS ......... 27 7.1 7.2
8.0
General..................................................................................................... 23 Sistema de Gestión de Indicadores de Eficiencia Energética .................. 23 Eficiencia Energética del Sistema Eléctrico.............................................. 23
O
7.0
A
EFICIENCIA ENERGÉTICA ............................................................................... 23
PI
6.0
Condiciones generales ............................................................................. 11 Márgenes de diseño para reservas de uso futuro .................................... 12 Tensiones nominales en los sistemas eléctricos ...................................... 12 Niveles básicos de aislamiento al impulso de rayo (BIL).......................... 14 Distancias de seguridad en instalaciones................................................. 15 Factor de Potencia ................................................................................... 15 Regulación de Tensión............................................................................. 15 Niveles de cortocircuito ............................................................................ 16 Distorsión Armónica ................................................................................. 17 Clasificación de Áreas de Riesgo ............................................................. 22
O
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 5.10
N
5.0
General....................................................................................................... 8 Altura sobre el nivel del mar ....................................................................... 8 Temperatura............................................................................................... 8 Velocidad del viento y nieve ....................................................................... 9 Condiciones sísmicas................................................................................. 9
TR O
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5
General..................................................................................................... 32 Conexión de los enrollados ...................................................................... 33 Tensiones nominales de los enrollados.................................................... 33
TRANSFORMADOR DE DISTRIBUCIÓN.......................................................... 35
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CODELCO CHILE VICEPRESIDENCIA CORPORATIVA DE PROYECTOS
9.1 9.2 9.3 9.4 9.5
General..................................................................................................... 35 Conexión de los enrollados ...................................................................... 35 Tensiones nominales de los enrollados.................................................... 36 Nivel básico de aislamiento al impulso de rayo, BIL................................. 36 Transformadores secos............................................................................ 36
11.0
D
Subestación Unitaria para Montaje a la Intemperie .................................. 39 Subestaciones Unitarias para Montaje en Interior .................................... 41 Transformador de Distribución Montado sobre Postes............................. 44
LA
10.1 10.2 10.3
A
SUBESTACIÓN UNITARIA................................................................................ 39
SWITCHGEAR DE MEDIA TENSIÓN ................................................................ 44 11.1 11.2 11.3 11.4
Voltaje Nominal. BIL y Clase de Tensión ................................................. 44 Corrección por Altitud ............................................................................... 45 Características ......................................................................................... 45 Conexión con S/E Unitaria ....................................................................... 47
TR O
10.0
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SWITCHGEAR DE BAJA TENSIÓN .................................................................. 48
13.0
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES DE MEDIA TENSIÓN........................ 50
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES DE BAJA TENSIÓN.......................... 53 Características ......................................................................................... 53 Planos elementales de control e interconexiones .................................... 57
N
14.1 14.2
O
14.0
Voltajes nominales Clases de Tensión y BIL............................................ 50 Características ......................................................................................... 50 Planos elementales de control e interconexiones .................................... 52
C
13.1 13.2 13.3
O N
12.0
VARIADOR DE FRECUENCIA DE MEDIA TENSIÓN ....................................... 58
16.0
VARIADOR DE FRECUENCIA DE BAJA TENSIÓN ......................................... 59
17.0
MOTOR DE MEDIA TENSIÓN ........................................................................... 60
18.0
MOTOR DE BAJA TENSIÓN ............................................................................. 63
19.0
RECTIFICADORES Y SISTEMAS DE CORRIENTE CONTINUA...................... 66
O
PI
A
15.0
C
19.1 19.2 19.3
20.0
Rectificadores de Potencia para Electroobtención y Electrorefinación..... 66 Rectificadores Auxiliares para electroobtención....................................... 69 Sistema de Barras de Corriente Continua ................................................ 70
CONDUCTORES ................................................................................................ 71 20.1 20.2 20.3 20.4 20.5
Normas..................................................................................................... 71 Tipos de cables según su aplicación ........................................................ 72 Cables de Fuerza - Media Tensión........................................................... 73 Cables de fuerza de baja tensión ............................................................. 74 Cables para instalaciones de alumbrado.................................................. 74
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CODELCO CHILE VICEPRESIDENCIA CORPORATIVA DE PROYECTOS
20.6 20.7 20.8
Cables para Mina Subterránea................................................................. 75 Cables para mina a rajo abierto ............................................................... 76 Sellado de pasadas de cables.................................................................. 77
GENERADOR DE EMERGENCIA ..................................................................... 77
A
General..................................................................................................... 77 Alternador................................................................................................. 78 Motor Diesel ............................................................................................. 78 Estanque de Combustible ........................................................................ 79 Cubierta.................................................................................................... 79 Operación................................................................................................. 79
D
21.1 21.2 21.3 21.4 21.5 21.6
LA
21.0
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SALAS ELÉCTRICAS DE ALBAÑILERIA ARMADA ........................................ 79
23.0
SALAS ELÉCTRICAS PREFABRICADAS ........................................................ 81
24.0
SISTEMA DE PUESTA A TIERRA..................................................................... 83
25.0
PROTECCION CONTRA DESCARGAS ATMOSFERICAS Y TRANSITORIOS85
26.0
CANALIZACIONES ............................................................................................ 86
INSTALACIÓN DE ALUMBRADO ..................................................................... 89 Niveles de alumbrado............................................................................... 89 Equipos de iluminación............................................................................. 91 Tableros de alumbrado............................................................................. 92
O
27.1 27.2 27.3
N
27.0
Escalerillas portaconductores................................................................... 86 Conduits ................................................................................................... 87 Bancos de ductos ..................................................................................... 88
C
26.1 26.2 26.3
O N
TR O
22.0
ENCHUFE DE FUERZA ..................................................................................... 92
29.0
BATERIA CARGADOR Y UPS .......................................................................... 93
BOTONERAS Y OTROS DISPOSITIVOS DE CONTROL ................................. 95
C
31.0
PANEL DE CONTROL ....................................................................................... 94
O
30.0
Baterías y cargadores .............................................................................. 93 Alimentación de instrumentos y PLC / DCS ............................................. 94
PI
29.1 29.2
A
28.0
31.1 31.2 31.3 31.4 31.5
Botoneras ................................................................................................. 95 Bocinas de advertencia ............................................................................ 96 Partidores de motor manuales ................................................................. 96 Interruptores de seguridad ...................................................................... 97 Lámparas piloto ........................................................................................ 97
32.0
CINTAS CALEFACTORAS ................................................................................ 98
33.0
PLACAS DE IDENTIFICACION ......................................................................... 98
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1.0
OBJETIVO Y ALCANCE
1.1
Objetivo
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1.2
LA
D
A
Este documento establece los criterios generales de diseño eléctrico, para ser usados por los Contratistas de Servicios de Ingeniería, en el desarrollo de los proyectos de la Corporación Nacional del Cobre de Chile, en adelante, la Corporación o CODELCO, en las etapas de Ingeniería Conceptual, Básica y de Detalles. Alcance
TR O
Los criterios de diseño eléctrico, que se establecen en este documento, interpretan y aplican los requerimientos y procedimientos señalados en las normas indicadas en el punto 2.0 siguiente, para ser aplicados en los Proyectos que desarrolle la Corporación.
C
O N
Estos criterios se deberán usar en las instalaciones de fuerza, protecciones, medidas, control, alumbrado industrial, y alumbrado de oficinas, como así también en la selección, proceso de compra e instalación de los equipos y materiales eléctricos con los cuales se construyen y operan las instalaciones señaladas.
O
NORMAS Y REGLAMENTOS
N
2.0
American National Standard Institute American Society for Testing of Materials American Railways Engineering Association Factory Mutual Engineering Association Insulated Cable Engineers Association International Electrotechnical Commission Institute of Electrical and Electronics Engineers Illumination Engineers Society Insulated Power Cable Engineering Association International Organization for Standardization National Electrical Code National Electrical Manufacturer’s Association National Fire Protection Association
C
O
PI
ANSI ASTM AREA FMEA ICEA IEC IEEE IES IPCEA ISO NEC NEMA NFPA
A
EI diseño de los sistemas eléctricos, así como la fabricación, instalación, pruebas y operación de los diferentes equipos, deberán realizarse según la última edición de las siguientes normas y reglamentos:
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National Electrical Safety Code U.S. Occupational Safety and Health Act Underwriters Laboratories Norma Oficial Chilena Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio Emitida dentro del D.F.L. N° 1 de 05/2005, se refiere a las exigencias a los propietarios de las instalaciones sujetas a la coordinación de la operación de los sistemas eléctricos interconectados.
LA
D
A
NESC OSHA UL NCh NT
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Normas Corporativas de Codelco Chile:
Codelco Chile – Seguridad, prevención y protección contra incendio de instalaciones eléctricas. Codelco Chile – Norma sobre Plantas de Extracción de Cobre por Solvente Electro-Obtención. Codelco Chile – Análisis de Riesgos a las Personas, Medio Ambiente, Comunidad y Bienes Físicos, en Proyectos de la Corporación. Mantenibilidad y Confiabilidad en Proyectos de Inversión. Norma Corporativa – Eficiencia Energética en Proyectos de Inversión. Norma Estándar Operacional N° 4 Sistemas de Bloqueo con Candado e Identificación con Tarjeta de Advertencia. Norma Estándar Operacional N° 27 Seguridad, Prevención y Protección Contra Incendio en Instalaciones Eléctricas.
TR O
NCC 21 NCC 22
O N
NCC 24
C
NCC 30 NCC 32 NEO 04
N
O
NEO 27
A
Normas Gubernamentales: Decreto Supremo–72 – Reglamento de Seguridad Minera. Modificado por el DS 132 del Servicio Nacional de Geología y Minas. DS N° 91 Decreto Supremo–91 – Normas Eléctricas de la Superintendencia de Electricidad y Combustibles. DS N° 92 Decreto Supremo–92 – Competencia, calificación y acreditación de los profesionales de la especialidad de electricidad. DS N° 119 Reglamento de sanciones en materia de electricidad y combustibles de 1989. DS N° 298 Reglamento para la certificación de productos eléctricos y combustibles de 2006. DS N° 594 Reglamento sobre condiciones sanitarias y ambientales básicas en los lugares de trabajo, del INP
C
O
PI
DS N° 72
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DS N° 686 Norma de Emisión para la Regulación de la Contaminación Lumínica.
NUMERACION DE EQUIPOS
LA
3.0
D
A
En los casos en que entre las normas indicadas se presenten diferencias de grado o de procedimiento, que no sean resolubles mediante análisis, se deberá aplicar la norma más exigente. La decisión final sobre los criterios a prevalecer en cada caso residirá en los representantes nominados por CODELCO.
TR O
Los equipos eléctricos del proyecto, serán numerados según se indica en el Manual de Procedimientos del Proyecto. 4.0
CONDICIONES AMBIENTALES Y SISMICAS
4.1
General
O N
Los valores de los parámetros ambientales indicados en la Tabla 4.1 son referenciales.
Altura sobre el nivel del mar
O
4.2
C
En cada Proyecto, para datos y detalles más precisos, se debe consultar la especificación Condiciones de Sitio.
N
El efecto de la altura sobre el nivel del mar y el consiguiente procedimiento de corrección por altitud se explica en forma detallada en el Anexo 1. Temperatura
A
4.3
C
O
PI
Los fabricantes de los equipos eléctricos desarrollan sus diseños para que sus equipos puedan operar a sus condiciones nominales de diseño a una temperatura ambiente máxima de 40°C, bajo condiciones especificadas por las normas en cada caso. Si en el terreno la temperatura ambiente máxima es menor que 40 ºC, los equipos eléctricos podrían ser operados a una corriente y potencia mayor que la nominal, de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Si la temperatura ambiente máxima es mayor que 40 ºC, los equipos eléctricos deben ser operados a una corriente y potencia menor que la nominal, de acuerdo con las instrucciones del fabricante.
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4.4
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Velocidad del viento y nieve
A
Estos parámetros ambientales junto con la temperatura ambiente y la altura sobre el nivel del mar, son un conjunto muy importante de datos en el diseño de las líneas aéreas.
4.5
LA
D
En cada Proyecto se deberá hacer una indagación y verificación cuidadosa de los valores de estos parámetros, considerando los valores indicados en la Tabla 4.1 solamente como referenciales. Condiciones sísmicas
C
O
PI
A
N
O
C
O N
TR O
Las condiciones de sismicidad indicadas en la Tabla 4.1 de la página siguiente son solamente referenciales y están sujetas a lo que se indique en las especificaciones de Condiciones de Sitio de cada Proyecto y a las consideraciones y criterios de los especialistas civiles-estructurales.
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DCC2007-VCP.GI-CRTEL02-0000-001-0
Gaby -
Salvador Minco Potrerillos
40 ºC
40 ºC
40 ºC
40 ºC
30 °C -5 ºC 23 @ 42 % 100 % 5.9 %
30 °C -6 ºC 27.5 % 100 % 2%
30 °C -7 ºC 35 % 50 % 8%
30 °C -7 ºC 40 @ 60 % 100 % 10 %
Sucio y polvoriento, algunas zonas con gases y vapores corrosivos
Sucio y polvoriento, algunas zonas con gases y vapores corrosivos
Sucio y polvoriento, algunas zonas con gases y vapores corrosivos
Altura metros s.n.m Mínima - Máxima Velocidad del Viento (máxima registrada en la zona) Radiación solar, promedio mensual máximo Precipitación de lluvia anual
2750-2790 m.s.n.m.
2700 m.s.n.m.
162 km/h 450 2 W/m 37 mm
Precipitación de Nieve anual
Despreciable
Diseño sísmico: Zona Según Norma NCh 2369 – UBC eq.
Zona 2 UBC zone 3
Zona 2 UBC zone 3
El Teniente MinCoFu Rancagua
Ventanas -
40 ºC
40 ºC
40 ºC
40 ºC
40 ºC
20 °C -10 ºC 46% 60 % 23 %
20 °C -10 ºC 46% 60 % 23 %
30 °C - 9 ºC 86.6 % 99 % 13 %
35 °C - 5 ºC 20 @ 50 % 80 % 6%
Sucio y polvoriento, algunas zonas con gases y vapores corrosivos
Sucio y polvoriento, algunas zonas con gases y vapores corrosivos
Sucio y polvoriento, algunas zonas con gases y vapores corrosivos
Sucio y polvoriento, algunas zonas c.on gases y vapores corrosivos
Sucio y polvoriento, algunas zonas con gases y vapores corrosivos
2400 m.s.n.m.
2800 m.s.n.m.
1600-1700 m.s.n.m.
3000-4100 m.s.n.m.
1600-2300 m.s.n.m.
500 m.s.n.m.
32 °C 0 ºC 85 % 100 % 40 % Alto contenido de partículas de polvo metálico. Vapores ácidos. Neblina salina 50 m.s.n.m.
140 km/h
160 km/h
160 km/h
180 km/h
180 km/h
140 km/h
100 km/h
100 km/h
420 2 W/m 40 mm
350 2 W/m 55 mm Ocasionales 0.8 m Zona 3 UBC zone 4
400 2 W/m 55 mm Ocasionales 0.8 m Zona 3 UBC zone 4
500 2 W/m 830 mm
600 2 W/m 830 mm
350 2 W/m 760 mm
300 2 W/m 360 mm
350 2 W/m 400 mm
Despreciable
O
C
O N
Mina
C O PI
Ambiente
Andina
Saladillo
N
Temperatura máxima, de diseño Temperatura máxima Temperatura mínima Humedad media Humedad máxima Humedad Mínima
TR O
División
Norte -
A
Condiciones ambientales y sísmicas
LA
Tabla 4.1 Condiciones Ambientales y Sísmicas – Valores referenciales
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7m
7-18 m
7.00 m
Ocasional
Despreciable
Zona 2 UBC zone3
Zona 2 UBC zone3
Zona 2 UBC zone3
Zona 3 UBC zone 4
Zona 3 UBC zone 4
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5.0
CONDICIONES BASICAS DE DISEÑO
5.1
Condiciones generales
A
En el diseño de las instalaciones eléctricas se debe considerar las siguientes condiciones básicas: Cumplimiento de las metas de producción.
b)
Confiabilidad en la continuidad de la operación de la Planta en el transcurso de su vida útil.
c)
Condiciones de sitio
LA
TR O
Ubicación geográfica y accesos. Altura sobre el nivel del mar. Condiciones ambientales. Sismicidad.
O N
-
D
a)
Provisión de espacios y condiciones de acceso adecuados para ejecutar las actividades de operación y mantenimiento en forma segura y expedita.
e)
Adquisición de los equipos y materiales eléctricos cumpliendo las siguientes condiciones: Aplicación de la Norma Corporativa NCC 32 “Eficiencia Energética en Proyectos de Inversión” y de los criterios indicados en el punto 6.0. Elaboración de especificaciones técnicas y hojas de datos adecuadas a las condiciones y alcance del Proyecto.
PI
2.
A
N
1.
O
C
d)
Selección de equipos que tengan referentes equivalentes en capacidad de potencia y voltajes que ya estén probados en aplicaciones similares dentro o fuera de la Corporación.
4.
No aceptación de equipos que sean prototipos o que sean estándares en sus diseños originales pero acondicionados con la sola finalidad de cumplir en forma puntual especificaciones del comprador. Se evita de esta manera incorporar elementos con características subestándar en las instalaciones de la Corporación.
C
O
3.
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Adquisición de equipos eléctricos diseñados y fabricados por fabricantes con recintos certificados como poseedores de estándares de calidad según ISO 9001:2000.
6.
Adquisición de equipos eléctricos diseñados para ser entregados en fábrica con el mayor grado posible de armado, compatible con las necesidades de tener que separarlos en partes para cumplir las reglamentaciones regionales que rigen el transporte de vehículos y cargas de gran tamaño por vías marítimas viales y ferroviarias.
7.
Incluir los requerimientos de Inspección Técnica en los procesos de fabricación, pruebas, transporte y montaje.
TR O
5.2
LA
D
A
5.
Márgenes de diseño para reservas de uso futuro
Capacidad de reserva
O N
Equipo
20%
Alimentadores (corriente)
20%
C
Transformadores (potencia)
Switchgear (interruptores)
20 % Mínimo un (1) interruptor 20 % Mínimo un (1) partidor de cada tamaño
Centro de control de motores y tableros: Interruptores
20 % Mínimo un (1) interruptor de cada tamaño
A
N
O
Centro de control de motores: Partidores
Tensiones nominales en los sistemas eléctricos
5.3.1
Voltajes nominales de Alta Tensión
O
PI
5.3
C
En general los voltajes nominales en Alta Tensión se encuentran determinados por las empresas generadoras que suministran energía eléctrica a la Corporación.
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Tabla 5.3.1 Voltajes nominales de Alta Tensión de Sistemas Eléctricos A usar en los Proyectos de Codelco Chile a partir de 2006 Radomiro Tomic
Gaby
220 kV
X
X
X
110 kV
X
66 kV
X
El Salvador
Andina X
X
LA
X
Ventanas
El Teniente
A
Codelco Norte
D
Voltaje Nominal
X
X X
O N
TR O
Para fines de diseño, se debe considerar que en la llegada de la energía eléctrica suministrada por la empresa generadora, la tensión podrá variar dentro de un rango de –10 % a +10 % de la tensión nominal y que la frecuencia podrá variar dentro de un rango de -0,4 % a +0,4 % de su valor nominal de 50 Hz, según la Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio en los sistemas interconectados.
O
C
Para corregir la variación de la tensión en la llegada de la energía eléctrica a la Planta, los transformadores de poder que la reciben deben llevar en su lado primario un cambiador de tap de operación automática bajo carga, con pasos no mayores que 1,25 %, que cubran el rango total de 20 %, con el tap inferior comenzando normalmente en el valor –10 %.
5.3.2
PI
A
N
Si un análisis de la regulación del voltaje del sistema que alimentará la Planta, hecho por el Proyecto en acuerdo con la empresa generadora, lo recomienda, el tap inferior podrá comenzar en un valor más conveniente, mayor o menor que –10 %. Voltajes nominales de Media Tensión
C
O
Los voltajes nominales de Media Tensión que deben ser usados en los proyectos corporativos, a partir de 2006, son los siguientes:
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DCC2008-VCP.GI-CRTEL02-0000-001-0 Tabla 5.3.2
Voltajes nominales de Media Tensión de Sistemas Eléctricos A usar en los Proyectos de Codelco Chile a partir de 2006 Codelco Norte
Radomiro Tomic
Gaby
El Salvador
Andina
Ventanas
El Teniente
34,5 kV
X
X
X
X
X
X
X
23 kV
X
X
X
X
X
X
13,8 kV
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
5.3.3
X
D
LA
4,16 kV
X
X
X
X
X
TR O
6,9 kV
A
Voltaje Nominal
Voltajes de Baja Tensión
O N
Los voltajes nominales de Baja Tensión que deben ser usados en los proyectos corporativos a partir de 2006, son los siguientes: Tabla 5.3.3
O
Gaby
X
X
Andina
X
X
X
X
X
X
Ventanas
El Teniente
X
X
PI
X
El Salvador
Niveles básicos de aislamiento al impulso de rayo (BIL)
O
5.4
Radomiro Tomic
N
Codelco Norte
A
Voltaje Nominal 400V (380V) 480V (460V) 600V (575V)
C
Voltajes nominales de Baja Tensión de Sistemas Eléctricos A usar en los Proyectos de Codelco Chile a partir de 2006
C
En los puntos 8.0 al 19.0 se indican los valores de BIL de las distintas Clases de Tensión de los equipos eléctricos. Para más detalles, los Anexos 1 y 2 contienen una extensa exposición sobre los valores de BIL que establecen las normas ANSI e IEC.
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5.5
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Distancias de seguridad en instalaciones
Factor de Potencia
D
5.6
A
Los valores de distancias de seguridad en las instalaciones eléctricas deben ser definidos por la ingeniería del Proyecto en concordancia con lo establecido en las normas pertinentes indicadas en el punto 2.0.
LA
Se debe cumplir con el Artículo 5-20 de la Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio.
TR O
Las instalaciones con voltaje superior a 100kV deberán contar con equipamiento necesario que permita el control de voltajes y el suministro potencia reactiva, debiendo tener en sus puntos de conexión al Sistema Transmisión un factor de potencia 0,98 medido en intervalos integrados de minutos en cualquier condición de carga.
el de de 60
O N
En los casos en que el sistema eléctrico incluya rectificadores de electroobtención este requerimiento debe ser estudiado y ejecutado junto con la solución de los filtros de armónicas.
O
C
El no cumplimiento del requerimiento de factor de potencia 0,98 puede devenir en el pago de fuertes recargos por potencia reactiva en las facturas del pago mensual de la energía eléctrica consumida. Regulación de Tensión
5.7.1
General
A
N
5.7
C
O
PI
Mediante el análisis de flujos de potencia normalmente efectuado medio de un software tal como ETAP o EDSA, se debe verificar la regulación de voltaje en cada una de las barras de los CCMs y Switchgears alimentados por las subestaciones unitarias del sistema de distribución de media tensión de la Planta. El estudio de flujos de potencia y regulación de voltaje además de la verificación de la corrección de la regulación de voltaje en cada punto del sistema eléctrico, proporciona la información sobre el tap en el que deben quedar conectados los transformadores de distribución.
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Hasta 3 % entre el CCM alimentador y motor o consumo.
En circuitos de Alumbrado:
Hasta 3 % entre el Panel Alimentador y el equipo de alumbrado.
A
En circuitos de Fuerza:
En la partida de grandes motores
LA
5.7.3
En régimen permanente
D
5.7.2
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5.8
TR O
Hasta un 10 % de caída de tensión en la barra del equipo que alimenta al motor. Niveles de cortocircuito
C
O N
Debido a que la corriente de cortocircuito en un punto de falla es variable en el transcurso de tiempo entre el instante t=0 y el instante t=30 ciclos, para definir la magnitud de la corriente de cortocircuito se debe dar dos valores r.m.s., en t=1/2 ciclo y en t=30 ciclos. El valor en t=1/2 ciclo está relacionado con la componente continua, mientras que el valor de la corriente de cortocircuito en t=30 ciclos es prácticamente su valor de régimen permanente.
N
O
La razón entre el valores r.m.s. de la corriente de cortocircuito en t=1/2 ciclo y en t=30 ciclos varía entre 1 y 1,7, como función de la razón X/R del circuito en el punto de la falla y del instante en que ocurre el cortocircuito (referido a la onda de voltaje).
PI
Constante de tiempo de 45 milisegundos. Amplitud de la componente continua = 30% (promedio aprox.) Factor de potencia 0.07. Razón Ir.m.s.(t=1/2 ciclo)/Ir.m.s.(t=30 ciclos) igual a 1,52.
C
O
• • • •
A
Cuando no se conoce el valor de la razón X/R se debe considerar igual a 14, al cual le corresponde:
Al dimensionar las subestaciones unitarias de los sistemas eléctricos de las plantas se debe cuidar que el valor r.m.s en el ½ ciclo no sea mayor que 65kA, para que la capacidad de cortocircuito de un MCC de Baja Tensión no tenga que exceder los 65kA. Respecto de la capacidad de cortocircuito de los CCMs de Baja tensión es importante tener presente los dos siguientes aspectos.
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Según las normas NEMA Std ICS 18 y UL845 la capacidad de cortocircuito de un partidor combinado de B.T. es definida y medida para el conjunto de los componentes del partidor, sin mención de la capacidad de cortocircuito de cada uno de los componentes separadamente.
•
Según las normas UL489, UL508, C37.04, C37.06, C37.09, C37.010, y Artículo 409 del NEC-2005, bajo cálculos con métodos autorizados y mediciones en laboratorios autorizados, es posible colocar en una parte de un CCM un dispositivo limitador de la corriente de cortocircuito que permita que los otros componentes de esa parte puedan tener individualmente una menor capacidad de cortocircuito que el Short Circuit Current Rating (SCCR) del CCM.
5.9
Distorsión Armónica
5.9.1
Introducción
TR O
LA
D
A
•
C
O N
Para un adecuado diseño de los sistemas eléctricos es necesario conocer las características de generación de armónicas de los equipos que pueden producirlas, así como también las limitaciones y restricciones del nivel de contaminación por armónicas de corriente permitido en las redes eléctricas nacionales.
Estándar IEEE 519
A
5.9.2
N
O
En los estudios de armónicas se usa como referencia principal el estándar IEEE 519, el cual proporciona los lineamientos específicos para los límites de distorsión por corrientes armónicas.
C
O
PI
El estándar IEEE 519 establece las prácticas recomendadas y los requerimientos para el control de armónicas en los sistemas eléctricos de potencia. Las prácticas recomendadas para clientes individuales describen los límites de distorsión de corriente aplicables a consumidores. Estas recomendaciones apuntan a reducir el efecto de las armónicas en cualquier punto del sistema, estableciendo límites de los indicadores de armónicas en el punto común de conexión o PCC. Los indicadores de distorsión armónica establecidos en la norma son los siguientes:
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Distorsión armónica total o THD Este indicador está definido por la siguiente expresión para la distorsión del voltaje:
∑V
LA
V1
D
⋅ 100%
h
Donde: Vh : V1 : h :
amplitud de la componente armónica de orden h del voltaje V amplitud de la componente fundamental del voltaje V 3, 5, 7, …
Distorsión de demanda total o TDD
TR O
THD =
A
2 h
C
O
amplitud de la componente armónica de orden h de la corriente I amplitud de la componente fundamental de la demanda máxima de la corriente I (demanda de 15 o 30 minutos) 3, 5, 7, …
Prácticas recomendadas
O
5.9.3
:
IL
PI
h
⋅ 100%
h
N
Donde: : Ih IL :
2 h
A
TDD =
∑I
O N
Este indicador está definido por la siguiente expresión para la distorsión de corriente:
C
La distorsión armónica del voltaje es una función matricial de las corrientes armónicas inyectadas y de las impedancias del sistema para cada frecuencia armónica, de manera que estableciendo límites a las corrientes armónicas generadas por los consumidores individuales es posible disminuir la distorsión de los voltajes. Para disminuir la distorsión armónica del voltaje se ha adoptado como estándar limitar individualmente las armónicas de voltaje a valores comprendidos entre 01% y 3% de la fundamental, mientras la distorsión armónica total THD es
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limitada a 5%, y todo ello según sea la magnitud de la Razón de Cortocircuito (SCR) en el punto común de conexión del sistema eléctrico.
LA
Tabla 5.9.3-1 (Tabla 10-1 de IEEE 519)
D
A
La Tabla 10-1 y la Tabla 11-1 de la norma IEEE Std 519-1992 indican los valores máximos que pueden alcanzar los armónicos inyectados a un sistema eléctrico en función de la SCR y en función del nivel de voltaje del sistema eléctrico.
Máximo individual de armónica de voltaje (%)
Consideraciones
10
2,5 – 3,0
Sistema dedicado
20
2,0 – 2,5
50
1,0 – 1,5
100
0,5 – 1,0
1000
0,05 – 0,10
TR O
SCR en PCC
C
O N
1 a 2 consumidores grandes Unos pocos consumidores grandes 5 a 20 consumidores medianos Muchos consumidores pequeños
Tabla 5.9.3-2 (Tabla 11-1 de IEEE 519 Límites de Distorsión de Voltajes) Máximo individual de armónica de voltaje (%)
THD (%)
69kV y menores Mayores a 69kV hasta 161kV Mayores a 161kV
3,0 1,5 1,0
5,0 2,5 1,5
PI
A
N
O
Voltaje de barra en el PCC
C
O
Las siguientes tablas de la norma IEEE 519-1992 contienen las recomendaciones para limitar las armónicas en el “peor caso” de una operación normal, considerando condiciones de operación que permanecen tiempos mayores que una hora. Para condiciones que permanecen tiempos del orden del minuto o menos, estos límites pueden ser excedidos en un 50 %.
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Tabla 5.9.3-3 (Tabla 10-3 de IEEE 519) Distorsión Máxima de Corrientes Armónicas en porcentaje de IL (120V hasta 69kV) Orden de armónica (impares) 23≤h
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