Electrificacion Urbana y Rural Con Imagenes

ELECTRIFICACION URBANA Y RURAL

DEFINICIONES: La electrificación Urbana es una técnica para proporcionar electricidad a las zonas Urbanas con mayor seguridad y eficiencia posibles. Las zonas ur banas se refieren tanto a los sectores urbanos propiamente dichas como a los asentamientos humanos existentes en las ciudades. La electrificación rural es una técnica especial para proporcionar servicio de electricidad a las zonas rurales al menor costo posible. Las zonas rurales son aquellas en que la actividad básica se desarrolla en el campo.

OBJETIVOS: Los principales objetivos de la lectrificación Urbana son! • •

"rindar la comodidad y el confort que proporciona la utilización de la electricidad en el hogar. #roporcionar la energ$a eléctrica con niveles de calidad y seguridad para los usuarios de las zonas %omerciales& industria ligera y consumidores de usos generales que se encuentran en las zonas urbanas.

LA ELECTRIFICACION ELECTRIFICACION RURAL TIENE LOS SIGUIENTES OBJETIVOS: • • • •

'ncrementar la productividad en el campo mediante el uso de la electricidad. #roporcionar la energ$a eléctrica en el campo a los costos más económicos posibles. (esarrollar otros programas en la mejor forma posible& tales como la peque)a industria y la artesan$a. levar el nivel de vida del poblador rural en general.

ESQUEMA GENERAL DE LOS ESQUEMAS ELECTRICOS

SISTEMA DE DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA

(*'+'%',+ ( -'-/0- ( ('-1'"U%',+ ( L0 +12'0 L%1'%0! s el conjunto de instalaciones de entrega de la energ$a eléctrica a los diferentes usuarios y que comprende!

SUB SISTEMA DE DISTRIBUCION PRIMARIA: s aquel destinado a transportar la energ$a eléctrica producida por un sistema de generación utilizando eventualmente un sistema de transmisión y3o un sub sistema de sub4sistema de distribución secundario5 a las instalaciones de 0.#. 0.#. y3o a las conexiones para los usuarios& comprendiendo tanto las redes como las -.. intermedias y3o finales de transformación.

RED DE DISTRIBUCION

PRIMARIA:

%onjunto %onjunto de cables cables o conductores& conductores& sus elementos elementos de instalación instalación y los accesorios accesorios de todos ellos proyectado proyectadoss para operar a tensiones tensiones normalizadas normalizadas de distribución distribución primaria 6mayor 6mayor o igual que 789 e igual o menor que :;89< :;89< que partiendo partiendo de un sistema de generaci generación ón o de un sistema de transmisión está destinado a alimentar o interconectar una o más -.. de distribución5 abarca desde los terminales de salida del sistema alimentador hasta la entrada a la -.. alimentada.

SUB ESTACIONES DE DISTRIBUCION: s el conjunto de instalaciones para la transformación y3o seccionamiento de la energ$a eléctrica que la recibe de una red de (.# y la entrega a un -ub4-istema de distribución secundaria

6-.-.(.-;9< y que servirá para alimentar a las conexiones de los usuarios en sus

mayor$as de servicio domiciliario. 0barca desde la salida de los elementos de protección en el secundario de las -. hasta el ?ltimo usuario.

TIPOS DE LAS REDES ELÉCTRICAS DE DISTRIBUCIÓN

A- EN LAS ZONAS URBANAS

-eg?n su ubicación puede ser! α

. 0éreos.

β

α α α α α α α α α α α α α -u lección se basa en las siguientes consideraciones! 1

1azones económicas! α = -eguridad α : stética

. -ubterráneos.

•

• •

%,+,/'%0-! 'nversión inicial& costo de mantenimiento& costo de operación y perdidas. La l$nea aérea es el menor costo que una l$nea subterránea& para cuando las cargas son medias y bajas. #ara densidad de cargas muy altas es más económicas las redes subterráneas. -2U1'(0(! La red aérea siempre corre más peligro que la red subterránea de acuerdo a condiciones anteriores. n zonas de mucho tránsito mejor es la subterránea. -'%0! La red -ubterránea es la mejor en ese aspecto. α

B-

 EN LAS ZONAS RURAL

α α -olo aéreos. -u elección se basa solo en consideraciones económicas!

ESQUEMA DE DISTRIBUCION: α #ara la determinación del esquema de (istribución a utilizar en la L%1'*'%0%',+

U1"0+0 hay que considerar los siguientes aspectos! α

SEGURIDAD DE SUMINISTRO: (e acuerdo a las cargas que hay que alimentar& se requiere de mayor o menor confiabilidad o seguridad& de modo que las interrupciones de servicio no afecten especialmente a las de mayor confiabilidad de servicio. =. CAIDA DE TENSION: La calidad de servicio requiere que las ca$das de tensión a los suministros sean las m$nimas permitidas por las normas& de modo que la tensión que se reciba en un suministro estén dentro del rango de tensiones que permita la operación de sus equipos eléctricos. 7.

α

:.

SISTEMA DE PROTECCION:  0 /ayor protección de un sistema para dar mayor seguridad a los suministros involucra un costo mayor y esto aumentara más cuando mayor sea su poder de ruptura y esto se produce cuando más enmallados sean los sistemas& para una mayor  confiabilidad. α

@.

PLANEAMIENTO: -e debe tomar en cuenta alternativas de alimentación al crecimiento de la carga y ampliaciones futuras. α

TIPOS DE ESQUEMAS DE DISTRIBUCION PRIMARIA a)

RADIAL! s aquel en que los circuitos alimentadores parten de la sub estación o punto de alimentación y se alejan& sin retornar al punto de origen. b) ANILLO! squema en el cual los circuitos retornan al punto inicial& cerrando un lazo& permitiendo que las cargas se sirvan por frentes distintos. α α α α α α α

)

RADIAL CON FORMACIÓN DE ANILLO: "ásicamente en un anillo que opera como esquema radial& al tener un elemento operando normalmente abierto. TIPOS DE ESQUEMA DE DISTRIBUCION SECUNDARIA

a<

10('0L! n forma similar que para red primaria& los circuitos del esquema radial parten de la -ub stación de (istribución& alejándose sin retornar a ella. b< /0LL0-! s un esquema bastante complejo que considera empalme en los puntos de cruce de los circuitos& vale decir en los puntos de intersección de calles& denominados nodos. l n?mero de mallas 6m< está en función al área que se abarca seg?n los nodos 6ubicación de una -ub stación< α n la ELECTRIFICACION RURAL se considera tanto en primaria como secundaria.

TENSIONES NORMALIZADAS UTILIZADAS EN EL PERU

α α α α α α α α α n las instalaciones eléctricas se consideran : niveles de tensión que son las siguientes!

T!"#$%" N&'$"a( α 9alor nominal de la tensión asignados a un sistema eléctrico y al cual se refiere las caracter$sticas de funcionamiento del sistema. T!"#$%" M*$'& +! O,!a$%" & +!( S$#/!'a) α ensión máxima que se presenta en un instante y en punto cualquiera del sistema en condiciones de operación normal. +o incluye tensiones transitorias 6debidas al arranque de motores;

@;;

α

@@;

@D; α

RELACIONES DE TRANSFORMACION EN SISTEMAS DE DISTRIBUCION TENSION MAYOR 2V 45 45 64.9 64.9 64.9 65

TENSION MENOR 2V 64.7 65.8 65.8 5.5-5.94 5.94 5.5-5.94

65

5.94

α α

SISTEMAS DE CONE3IÓN DE LOS SISTEMAS DE DISTRIBUCION α

 0.

+ ('-1'"U%',+ #1'/01'0 α

EN ELECTRIFICACION URBANA α •

-istema trifásico de : hilos y monofásico de = hilos de =;5 7:&= y 7;89

EN ELECTRIFICACION RURAL α -istema trifásico de : hilos de 7:&= 89 y sistema trifásico de @ hilos de ==&A37:&= 89&

con ramales monofásicos constituidos por un -'-/0 /,+,*0-'%, %,+ 1,1+, ,0L #,1 1+0 F mrt α S$#/!'a MRT &" "!1/& ,a$a( !" (a /&"a(: mplea un conductor de fase y retorno por 

tierra& desde las -ubestaciones eléctricas al neutro de la troncal 6corrido con las fases y multiaterrado<

α α α S$#/!'a MRT &" "!1/& ,a$a( !" a;a: Las - poseen un conductor neutro que corre

con el de fase& el retorno se realiza desde las conexiones a tierrra del neutro& a la conexión del neutro del transformador.

α α α S$#/!'a MRT &" /a"#

%arga de rabajo α 68gs< α 7;;4=;;4:;;

α

A

α

α

7;

α

α

77

α

α

7=

α

α

7:

α

α

7@

α

α

α

7;;4=;;4:;;4 @;; 7;;4=;;4:;;4 @;; 7;;4=;;4:;;4 @;; 7;;4=;;4:;;4 @;; 7;;4=;;4:;;4 @;; 7;;4=;;4:;;4 @;;

α

7C

α

7;;4=;;4:;;4 @;;

α α %aracter$sticas y designación de los postes de %0% α Los postes de concreto armado serán designados con n?meros correlativos seg?n el siguiente

orden! -

 0ltura total del poste. %arga de trabajo& aplicada a 7; cm de la punta& con un coeficiente de seguridad de = con respecto a la rotur en 8g. (iámetro de la punta en mm (iámetro de la base en mm α mpotramiento! Los postes serán previstos& bien para ser empotrados dentro de una masa de

fundación de concreto compacto en zanja o para ser empotrados calzados en piedras. l valor de la longitud de empotramiento N  convenido y que define la sección de empotramiento en terrenos normales& hasta para valores de los postes de una altura total& inferior o igual a 7> m& será! α Ne G N37;& para postes con cimientos de concreto. α Ne G N3B& para postes simplemente enterrados. α (onde! N G altura total del poste& en m.

)

POSTES DE MADERA α α α α α α α α α α α α α α α α

@.

AISLADORES: -u función principal es aislar a los conductores de los soportes. %umplen funciones mecánicas 6como soporte del conductor< y eléctricas 6aislamiento< α /ateriales! Los materiales utilizados en la construcción de los aisladores son!

α #,1%L0+0! %onstituida de caol$n y cuarzo& es impermeable al agua y resbaladizo&

dificultando la adherencia de polvo y humedad. α 9'(1',! s un vidrio calcino alcalino& duro& de elevada resistencia metálica y con buena

estabilidad para cambios de temperatura. α /01'0L -'+'%,! Utilizando fibras de vidrio& resinas epóxica& poliméricas& cauchos

siliconados& etc.

TIPOS: a) α α α α α

1'2'(,-! +o permiten el movimiento de los conductores& en postes de tipo soporte. jem.! 0isladores tipo #'+ de loza 0+-' CD47 67; 89

A

7

α

% a r  g a d e

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

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α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

=;

7D

7:

7;

>D

D>

CD

@C

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7

r  o t u r  a p o r  f  l e x i ó n e s t á t i c a 6 E g < α α sta fuerza de flexión actuante deberá ser considerada a ;.:m de la punta del poste.

α Los postes de madera deberán ser de talla recta& de modo que el diámetro del poste disminuya

uniformemente& asegurando la conicidad de los mismos y su forma deberá estar libre de codos& curvaturas y torceduras y deberán ser tratados con un modo de tratamiento compatible con la especie de madera utilizada. stos postes deberán ser enterrados directamente& no pueden ser  empotrados. α %010%1'-'%0-  (-'2+0%',+ ( L,- #,-- ( /0(10! α Un poste de madera está definido por! α i< Las caracter$sticas de la madera! α ii< Las dimensiones y clases de postes. #or dimensiones de

un poste& se entenderá! α 4La altura total. α 4l diámetro en la punta. α 4l diámetro en la sesión de empotramiento. stos diámetros

serán medidos en el mismo plano. α Los postes serán reparados en A clases. α iii< La carga de ensayo y esfuerzos. La carga de ensayo de un poste medida dentro de las

condiciones en la norma ''+% correspondiente. α La designación de los postes de madera será la siguiente! α 4Un n?mero que indica la altura total del poste. α 4Una segunda especificación que corresponde a la carga de rotura a la flexión aplicada a α :; cm de la punta. 621U#,; Egs y un esfuerzo máximo de flexión entre C;; a D;; Eg3cm α mpotramiento! n terrenos normales& salvo condiciones especiales del terreno& el empotramiento Nₑ será la siguiente! α

NₑG ;.7; N V ;.D; 6m<

α (onde! NG altura total del poste& en m α  0'-L0(,1-! 'gual que la de la electrificación urbana α 1+'(0-! -imilar a las de electrificación urbana

α c. 1(- ( ('-1'"U%',+ -U"110+0 + L0 L1'*'%0%',+ U1"0+0 α 7. %0"L- -U"110+,α L/+,- *U+(0/+0L- 6%,+-'U%',+  %,+1U%%',+

( %0"L-

-U"110+,-< α 7. %onductor o conductores& por la cual circula la corriente. α =. 0islamiento que rodea a cada conductor& adecuado a la tensión correspondiente. α :. nvolvente protectora que impide el paso de la humedad a otro agente destructor del

aislante y que proporciona protección mecánica. α %,+(U%,1-! (e cobre en su mayor$a o aluminio de gran pureza. l aluminio pesa W del

conductor de cobre equivalente& pero 'cu T7.D@ de un conductor de igual sección por  conductibilidad baja del aluminio 6D7I< α  0'-L0(,1-! #uede ser caucho natural o sintético& plásticos especiales o papel impregnado

en aceite. α +9,L9+  01/0(U10 ( L,- %0"L-! l aislamiento de papel y rellenos son

higrosopicos& por lo que es indispensable protegerlo sobre el paso de la humedad. sto se obtiene colocando sobre el cable una capa envolvente de plomo o de aluminio. %uando los cables deben estar en contacto directo con el suelo& vienen protegidos contra la corrosión colocando sobre la envolvente = capas de cintas de papel completando el conjunto con una envoltura de yute y para darle consistencia mecánica se coloca sobre este una armadura consistentes en flejes de acero. α +,/+%L0U10 #010 %0"L- -U"110+,-! α Los s$mbolos usados en los diferentes tipos de cable son los siguientes! α +! conductores de cable α +0! conductor de aluminio α 8! plomo α "! armadura de fleje α  0! cubierta de yute α *! armadura de alambre plano α 1! armadura de alambre de perfil α 2! contraespiral de un alambre chato en sentido contrario a la armadura.

α ! plásticos en general. α α jemplo! α +8! cable conductor %u& aislador de papel impregnado de aceite y cubierto de plano. α +8! igual que la anterior mas cubierto ext. (e plástico. α +08! cable de conductor de 0'& aislado de pape l impregnado y cubierta de plomo. α +8! cable conductor de cobre& aislamiento plástico cubierta de plomo y cubierta exterior de

plástico. α +80! igual que +8 mas otra cubierta exterior de yute. α +! cable de cobre con aislamiento y cubierto exterior de plástico. α %0"L %#,+ %U"'10 ( #L,/,! -u punto débil es la resistencia mecánica& la cubierta

de plomo protege! α %ontra la absorción de la humedad. α #rotección mecánica& la suficiente para permitir alambrado de superficie sin tuber$a. α -e debe tener cuidado al manejar el cable para no agrietar el plomo. α %0"L %,+ %L,1U1, ( #,L'9'+'L, 6pvc< α l cloruro de polivinilo se ha convertido en un aislamiento de cable bien conocido y se usa en

toda las aplicaciones normalmente efectuadas con hule vulcanizado. -u ventaja es que no prende y recibe los da)os de ácidos& álcalis& luz. +o es apropiado para altas temperaturas 6se ablanda y fluye< y a temperaturas bajas se vuelven quebradiza. α %,L,%0%',+  +('(, ( %0"L- -U"110+0-! α Los cables subterráneos se instalan en el terreno practicándose en ese una zanja de unos

D;cm de ancho para que puedan moverse libremente el cobre al ejecutar sus excavación a B;cm 6si es de (.#.< y a D;cm 6si es de %.-.=D@

60luminio #uro<

α

;&;:=>

60leación. 0luminio<

α α  

1=;R% G  L3-

 ! 6J4mm=3m<

α

#or 9ariación de emperatura

α

1= G 17 7 V [ 6 = F 7> r

6#ara un conductor de un solo material<

α La 1eactancia 'nductiva será! α ML G = L

G = 6= x 7;4@ 'n (/231/2< 6J3Em<

α α %álculo de la (istancia /edia 2eométrica (/2 α a.4

#ara : conductores en un solo plano 6horizontal o vertical< (/2 G √ d 1  x d 2  x d 3 3

α

α

-i d7 G d= G d

α

d: G =d

α α

(/2 G √ d x d x 2 d 3

(/2 Gd √ 2 3

R

R

R

d

d

α α b.4

#ara %onductores formando un triángulo equilátero

α

d7 G d= G d: G d

α

(/2 G √ d x d x d

α

(/2 G d

3

α c.4

#ara : conductores formando triángulos de lados desiguales

α

d7  d=  d:

α

(/2 G √ d 1  x d 2  x d 3 3

α d.4

#ara = ternas

α

a

α α

c

b

b

α α

c

a

α Los (/( entre los conductores de las fases a& b y c 4

(/2 ab G

' 

' 

' 

α

√ d abdab . d a b . d a ´ b

(/2 ac G

√ d acdac

' 

' 

' 

α

α

(/2 bc G √ d bc db c . d b c

α

(/2equiv G

4

4

.da c .da´c

' 

' 

' 

.db´c

√  DMG ab . DMG bc . DMG ac 4

Ca(1(& +!( Ra+$& M!+$& G!&'H/$& +! 1" &"+1/& RMG α a.4

#ara un conductor no magnético de un solo hilo

α

6%u& 0l& 0L(1& 0%-1<

α

1/2 G ;&BB>> r

α b.4

r! radio del conductor 

#ara conductor de varios hilos de un material

α

B Nilos

1/2! ;&B=D r

D7 Nilos

1/2! ;&BB= r

α

7A Nilos

1/2! ;&BC> r

A7 Nilos

1/2! ;&BB@ r

α

:B Nilos

1/2! ;&BD> r

7=B Nilos

1/2! ;&BBD r

Ca(1(& +! 2 α

8 G √ 3 ( R cos ɸ + x Sen ɸ )

α

%osɸ G *actor de #otencia de la %arga G -e asume ;.A

2

α α %0L%UL,- L%1'%,- #,1 %0#0%'(0( 1/'%0 α -e dise)ara en base a la potencia nominal de los transformadores proyectados. α α

l7 G 890 2 √ 3 KV 

α La capacidad de corriente para conductores de %u y 0l desnudos y cubiertos se da en la tabla

9 y 9'' de norma (2 ;7A4%0=37A>: para una!

emperatura ambiente de :;R% emperatura máxima del conductor! BCR% 9elocidad transversal del viento! = 8m3h

• • •

α #ara temperaturas diferentes a :; % se aplicaran los factores de corrección dados las tablas

9' y 9''' de la mencionada norma o tabla =4M' y =4M''' del %+ α %0L%UL, #,1 %0'(0 ( +-',+ α -e utilizara el cálculo abreviado seg?n la siguiente formula!

^9 G √ 3 IL ( R cos ɸ + x Sen ɸ ) 2

α α

L

! Longitud del tramo considerado en m.

α

1

! 1esistencia unitaria del conductor de fase en J3m a @;R%

α

M

! 1eactancia unitaria del conductor en fase en J3m

α

%os ɸ

! *actor de #otencia de la %arga! ;&A

α

9.5 CALCULO ELECTRICO PARA REDES DE DISTRIBUCION PRIMARIA SUBTERRANEAS α α n distribución primaria los cables no podrán ser menores a 7D mm en cables multipolar y =C

mm en cables unipolares. α n distribución trifásica con neutro el conductor deberá ser! α a< 'gual a la sección de los conductores de fase en distribuciones de = o : h α b< Nasta 7; mm = igual a la sección de los conductores de fase y para secciones superiores la

mitad de la sección de los conductores de fase con un m$nimo de 7; mm para distribución de @ hilos.

CAPACIDAD ADMISIBLE DE UN CABLE α -e dise)a la capacidad de conducción de corriente de un cable 6que viene a ser la corriente

que puede transportar un cable