INFORME FINAL MODALIDAD PASANTÍA
ESTABLECIMIENTO DE LOS REQUERIMIENTOS MÍNIMOS PARA LA SUBTERRANIZACIÓN DE REDES DE MEDIA Y BAJA TENSIÓN PARA PROYECTOS TIPO IDU CON CASO DE APLICACIÓN AL PROYECTO RED
PEATONAL ZONA ROSA.
DANIEL ANDRÉS AVENDAÑO GUTIÉRREZ
20122007076
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE INGENIERÍA
INGENIERÍA ELÉCTRICA
BOGOTÁ
ESTABLECIMIENTO DE LOS REQUERIMIENTOS MÍNIMOS PARA LA SUBTERRANIZACIÓN DE REDES DE MEDIA Y BAJA TENSIÓN PARA PROYECTOS TIPO IDU CON CASO DE APLICACIÓN AL PROYECTO RED
PEATONAL ZONA ROSA.
DANIEL ANDRÉS AVENDAÑO GUTIÉRREZ 20122007076
INFORME FINAL DE PASANTÍA
Director interno
Ing. Oscar David Flórez Cediel
Director externo
Ing. Juan Carlos Estrada Bedoya
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE INGENIERÍA
INGENIERÍA ELÉCTRICA
BOGOTÁ
AGRADECIMIENTOS
Este trabajo está dedicado a:
Primeramente está dedicado a Dios, quien durante todo este tiempo en la Universidad Distrital, es quien ha dado la sabiduría para poder salir adelante y poder llegar a ser lo que hoy día soy como persona, siendo Él quien me ha sostenido, quien abrió la puerta y me dio la oportunidad de estudiar y culminar este proceso.
A mis amados padres, Alejandro Nelson Avendaño Padilla y Carmen Otilia Gutiérrez Duran, por todo el apoyo brindado en todo momento, como por la confianza puesta desde el primer día, quienes con mucho amor y mucha sabiduría, han estado ahí en este caminar.
A mi hermana Laura Valentina Avendaño Gutiérrez, por esta ahí para escucharme cuando llegaba de la Universidad, por ser un apoyo en todo este tiempo, por ayúdame en momentos en donde no sabía cómo desarrollar algún tema, especialmente en el área de lenguas, como con el inglés.
A toda mi familia Avendaño Gutiérrez, quien ha estado pendiente de todo el proceso en la Universidad desde el primer día, siempre con la mano extendida para ayudar, lo cual sin su ayuda no hubiera sido posible.
A cada uno de mis amigos y compañeros dentro y fuera de la Universidad, que estuvieron en todo el proceso siendo un gran apoyo para mí, siempre motivando aun cuando las fuerzas eran pocas. A la Universidad Distrital por abrirnos las puertas y darnos así, una oportunidad para aprender, crecer y cada día darnos herramientas para poder cumplir nuestras metas, y con ello, crecer cada día como personas responsables. A la empresa Inectel S.A.S por creer y dar una oportunidad para entrar a un mundo laboral, y con ello cada día seguir aprendiendo y creciendo.
CONTENIDO
ÍNDICE DE ILUSTRACIONES ... 7
ÍNDICE DE TABLAS ... 14
ÍNDICE DE ECUACIONES ... 15
RESUMEN ... 16
OBJETIVOS ... 17
GENERAL ... 17
ESPECÍFICOS ... 17
INTRODUCCIÓN ... 18
DESCRIPCIÓN DE RESULTADOS ... 19
1. GENERALIDADES ... 19
2. DETERMINACIÓN DE LA INFORMACIÓN BÁSICA NECESARIA PARA LA PUESTA EN MARCHA DE LOS DISEÑOS DE LOS PROYECTOS SERIE 1, SERIE 3 Y SERIE 6. 24 2.1 REQUERIMIENTOS PARA PROYECTOS SERIE 1 ... 24
2.1.1 CONSIDERACIONES GENERALES DISEÑO SERIE 1 – SELECCIÓN DE EQUIPOS E INFRAESTRUCTURA ... 35
2.1.2 CONSIDERACIONES GENERALES DISEÑO SERIE 1 – DIAGRAMAS UNIFILARES ... 46
2.1.3 CONSIDERACIONES GENERALES DISEÑO SERIE 1 – MALLA DE PUESTA A TIERRA ... 55
2.1.4 CONSIDERACIONES GENERALES DISEÑO SERIE 1 – DISEÑO CASOS ESPECIALES DE TRANSFORMADORES... 59
2.2 REQUERIMIENTOS PARA PROYECTOS SERIE 3 ... 60
2.2.1 CONSIDERACIONES GENERALES DISEÑO SERIE 3 – DISEÑO RED DE BAJA TENSIÓN ... 66
2.2.2 CONSIDERACIONES GENERALES DISEÑO SERIE 3 – DISEÑO RED DE BAJA TENSIÓN – DIAGRAMAS UNIFILARES ... 69
2.3 REQUERIMIENTOS PARA PROYECTOS SERIE 6 ... 73
2.3.1 CONSIDERACIONES GENERALES DISEÑO SERIE 6 – DISEÑO RED DE BAJA TENSIÓN ... 73
2.3.2 CONSIDERACIONES GENERALES DISEÑO SERIE 6 – DIAGRAMA TETRA FILAR Y UNIFILAR. ... 75
4 DETERMINACIÓN DE LOS DETALLES CONSTRUCTIVOS ESTABLECIDOS POR
EL OPERADOR DE RED PARA PROYECTOS SERIE 1, SERIE 3 Y SERIE 6. ... 81
4.1 DETALLES CONSTRUCTIVOS PARA SERIE 1 ... 81
4.2 DETALLES CONSTRUCTIVOS PARA SERIE 3 ... 88
4.3 DETALLES CONSTRUCTIVOS PARA SERIE 6 ... 90
5 APLICATIVO EN EXCEL PARA EL CÁLCULO DE REGULACIÓN, PERDIDAS DE ENERGÍA, CÁLCULO ECONÓMICO Y DIBUJO DE CURVAS DE PROTECCIÓN SIGUIENDO LO ESTABLECIDO POR EL OPERADOR DE RED. ... 92
5.1 APLICATIVO PARA CÁLCULOS DEL SERIE 1. ... 92
5.1.1 INVENTARIO DE EQUIPOS. ... 93
5.1.2 CALCULO REGULACIÓN ... 94
5.1.3 CALCULO CONDUCTORES MT ... 97
5.1.4 CALCULO DE PERDIDAS MT ... 97
5.1.5 CALCULO OCUPACIÓN DE DUCTOS ... 98
5.1.6 CALCULO ECONÓMICO ... 99
5.2 APLICATIVO PARA CÁLCULOS DEL SERIE 3. ... 101
5.2.1 DATOS GENERALES DEL TRANSFORMADOR EXISTENTE Y SUS DATOS PROYECTADOS. ... 102
5.2.2 SELECCIÓN DE PROTECCIONES DEL TRANSFORMADOR SEGÚN CAPACIDAD NOMINAL ... 103
5.2.3 LISTADO DE USUARIOS EXISTENTE, AFECTADOS, A RETIRAR Y PROYECTADOS ... 103
5.2.4 CÁLCULOS DE MEDIA TENSIÓN ASOCIADA AL TRANSFORMADOR EN CUESTIÓN ... 105
5.2.6 CÁLCULO DE PERDIDAS ... 108
5.2.7 CÁLCULO DE OCUPACIÓN DE DUCTOS ... 109
5.2.8 CÁLCULO DE CONDUCTORES EN BAJA TENSIÓN... 110
5.2.9 CÁLCULO DE BARRAJES CS340 ... 110
5.2.10 CÁLCULO DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA ... 112
5.2.11 CÁLCULO ECONÓMICO ... 113
5.2.12 COORDINACIÓN DE PROTECCIONES ... 114
5.3 APLICATIVO PARA CÁLCULOS DEL SERIE 6. ... 120
5.3.1 INFORMACIÓN DE LUMINARIAS PARA EL PROYECTO SERIE 6. ... 120
5.3.3 CALCULO DE REGULACIÓN SERIE 6 ... 123
5.3.4 CÁLCULO DE PERDIAS Y CÁLCULO ECONOMICO PARA SERIE 6 ... 124
6 ESTABLECIMIENTO DE REQUERMIENTOS PARA LAS MEMORIAS DE CÁLCULO PARA PROYECTOS SERIE 1, SERIE 3 Y SERIE 6 PARA PROYECTOS IDU. ... 126
6.1 PRESENTACIÓN DEL PROYECTO. ... 126
6.2 ANÁLISIS Y CUADROS DE CARGAS INICIALES Y FUTURAS, INCLUYENDO ANÁLISIS DE FACTOR DE POTENCIA Y ARMÓNICOS ... 128
6.4 ANÁLISIS DE RIESGO DE ORIGEN ELÉCTRICO Y MEDIDAS PARA MITIGARLO ... 129
6.5 ANÁLISIS DE NIVEL DE TENSIÓN... 130
6.6 DIMENSIONAMIENTO DE CONDUCTORES EN MT Y BT ... 130
6.7 CALCULO ECONÓMICO DE CONDUCTORES... 131
6.11 SELECCIÓN DE PROTECCIONES EN MT Y BT. ... 135
6.12 CALCULO MECÁNICO DE ESTRUCTURAS. ... 136
6.13 REQUERIMIENTOS EN LAS MEMORIAS DE CALCULO – SERIE 3 ... 136
6.13.1 ANÁLISIS DE COORDINACIÓN DE AISLAMIENTO ... 137
6.13.2 CALCULO DE TRANSFORMADORES ... 138
6.13.3 COORDINACIÓN DE PROTECCIONES ... 140
6.13.4 CALCULO Y ESPECIFICACIÓN TÉCNICA DE LOS BARRAJES. ... 141
7 ANÁLISIS DE RESULTADOS, ALCANCES E IMPACTOS... 143
8 EVALUACIÓN Y CUMPLIMIENTO DE LOS OBJETIVOS ... 165
9 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ... 167
10 BIBLIOGRAFÍA ... 169
ÍNDICE DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1 área de afectación red peatonal zona rosa. 3. ... 21
Ilustración 2 CS300 marcación de circuitos de m.t 5. ... 25
Ilustración 3. Calibre conductores usados y sus equivalencias 6 ... 25
Ilustración 4. Inventario de Redes Zona Rosa en la Calle 80 entre carrera 19 y autopista Norte Fuente: INECTEL SAS ... 26
Ilustración 5. Inventario de Redes Zona Rosa en la calle 86 con carrera 13 Fuente INECTEL SAS26 Ilustración 6. Inventario de Redes Zona Rosa en la Carrera 13 entre calles 83 y 82 Fuente INECTEL SAS ... 26
Ilustración 7. Barraje de Media tensión ET723. 7 ... 27
Ilustración 8. A) Seccionador bajo carga Telecontrolado SZ – LA515. 8 B) Reconectador – LA508. 9... 28
Ilustración 9. Seccionalizador SC – LA504. 10 ... 28
Ilustración 10. A) Seccionador en estructura LA221. 11 B) Montaje de Seccionadores LA223. 12 ... 29
Ilustración 11. Centro de Distribución. CTU500 – Final de Circuito MT.13 ... 29
Ilustración 12. Estación de Medida LA 245. 14. ... 30
Ilustración 13. Centro de Transformación Eje 1 Zona Rosa – Existente VS proyectado FUENTE: INECTEL SAS. ... 31
Ilustración 14. Centro de Transformación Eje 2 Zona Rosa – Existente VS Proyectado FUENTE: INECTEL SAS ... 32
Ilustración 15. Centro de Transformación Eje 3 Zona Rosa – Existente VS Proyectado. FUENTE: INECTEL SAS. ... 32
Ilustración 16. Barraje de media tensión Existente en la Av. Calle 83 11 -40 VS Equipo de Maniobra de 5 vías Proyectado. Fuente INECTEL SAS ... 32
Ilustración 17. Ejemplo de formulario solicitado por CODENSA. Fuente: INECTEL SAS. ... 33
Ilustración 18. KMZ Circuito Ejemplo. Fuente: INECTEL SAS ... 34
Ilustración 19. Información secundaria complementaria. Fuente INECTEL SAS ... 34
Ilustración 20. Condiciones para utilización de un Transformador tipo Pedestal o Sumergible Según Decreto 100 de 2019 Parte A. 15. ... 35
Ilustración 21. Condiciones para utilización de un Transformador tipo Pedestal o Sumergible Según Decreto 100 de 2019 Parte B. 15. ... 36
Ilustración 22. Decreto 100 de 2019 – Condiciones para uso de Transformadores. Parta C.15. ... 36
Ilustración 23. Selección del diámetro de ductos – CS204. 16. ... 38
Ilustración 24. CS400 Ducto para cambio de circuito aéreo a subterráneo. 17.... 39
Ilustración 25.A) Derivación desde red aérea B) Derivación y subterranización. Fuente: INECTEL SAS. ... 39
Ilustración 26. Derivación desde un barraje en caja CS290. Fuente: INECTEL SAS ... 39
Ilustración 27. ET512 Caja de Maniobra – Esquema / Configuraciones. 18. ... 40
Ilustración 28. Capacidad de corriente en cajas de maniobras ET512. 18. ... 41
Ilustración 29. Comentarios realizados por CODENSA. Fuente: INECTEL SAS... 41
Ilustración 30. Comentarios acerca de la cantidad de ductos entre cajas nuevas. Fuente: INECTEL SAS ... 42
Ilustración 31. Canalización para cruces de calzada. Fuente: INECTEL SAS ... 42
Ilustración 32. Canalización para acometidas de baja tensión y media tensión. Fuente: INECTEL SAS ... 43
Ilustración 34. Diseño a la interferencia en el área del proyecto. Segundo Ejemplo. Fuente:
INECTEL SAS ... 45
Ilustración 35. Convenciones de Redes – Fuente CODENSA CTS601. 19. ... 46
Ilustración 36. Convenciones Centros de Transformación – Fuente: CODENSA CTS601. 19. ... 46
Ilustración 37. Convenciones de Elementos en la Red de media tensión 19. ... 47
Ilustración 38. Convenciones Caja de Inspección. 19. ... 47
Ilustración 39. Redes Existentes – Vista de planta. Fuente: INECTEL SAS. ... 48
Ilustración 40. Transformador en Diagrama Unifilar Existente. Fuente: INECTEL SAS ... 48
Ilustración 41. Dispositivos de Maniobra en Diagrama Unifilar Fuente: INECTEL SAS ... 49
Ilustración 42. Representación de Acometida de media Tensión a) Diagrama Unifilar. B) Vista en planta. Fuente: INECTEL SAS ... 49
Ilustración 43. Circuito Ejemplo - Diagrama Unifilar Existente. Fuente: INECTEL SAS ... 50
Ilustración 44. Diagrama Unifilar Ejemplo 2. Fuente: INECTEL SAS. ... 50
Ilustración 45. Diagrama Unifilar Ejemplo 3. Fuente: INECTEL SAS ... 50
Ilustración 46. Equipo de Maniobra de 5 vías. Fuente: INECTEL SAS... 51
Ilustración 47. Selección de Elementos de Protección – CTS525. 20. ... 52
Ilustración 48. Representación de Transformador Proyectado. Fuente: INECTEL SAS ... 52
Ilustración 49. Diagrama Unifilar – Conectividad Redes de Media Tensión. Fuente: INECTEL SAS ... 53
Ilustración 50. Diagrama Unifilar – Diseño de red de media tensión circuito de suplencia. Fuente: INECTEL SAS ... 54
Ilustración 51. Traslado de Equipo RC fuera del límite del proyecto. Fuente: INECTEL SAS ... 54
Ilustración 52. Subterranización de RC y SC haciendo uso de un RMU. Fuente: INECTEL SAS. ... 54
Ilustración 53. Descripción para la medición. 21.... 57
Ilustración 54. Earth-Insulation Tester MI 2088 METREL.22. ... 57
Ilustración 55. Registro Fotográfico de las mediciones para zona rosa. Fuente: INECTEL SAS. .... 58
Ilustración 56. Datos dados por CODENSA para cálculo de SPT. Fuente: INECTEL SAS ... 59
Ilustración 57. CTS593 - Centro de transformación prefabricado. 23.... 60
Ilustración 58. Acometida aérea de baja tensión – AE219. 24. ... 61
Ilustración 59. Acometida de baja tensión subterránea – AE239-1. 25. ... 62
Ilustración 60. Tabla Vinculo Cliente Red. Fuente: INECTEL SAS ... 63
Ilustración 61. Carga máxima diversificada – sector residencial. 26. ... 63
Ilustración 62. Tabla resumen usuarios del Transformador. Fuente: INECTEL SAS ... 64
Ilustración 63. Tabla Ejemplo usuarios trasladados. Fuente: INECTEL SAS. ... 65
Ilustración 64. Red de baja tensión Existente. Fuente: INECTEL SAS... 65
Ilustración 65. Información plasmada en planos de baja tensión. Fuente: INECTEL SAS ... 66
Ilustración 66. Acometida de baja tensión subterránea Fuente: INECTEL SAS ... 66
Ilustración 67. Ejemplo Red de baja tensión saliendo del proyecto. Fuente: INECTEL SAS ... 67
Ilustración 68. Ejemplo Ubicación Barraje BT. Fuente: INECTEL SAS ... 68
Ilustración 69. Ubicación de barrajes teniendo en cuenta Empalme MT. Fuente: INECTEL SAS. ... 68
Ilustración 70. Ejemplo Serie 3 Vista de planta. Fuente: INECTEL SAS ... 69
Ilustración 71. Porción de la red de media tensión asociada al S3. Fuente: INECTEL SAS. ... 70
Ilustración 72. Porción asociado a la parte del Transformador S3 Proyectado y Existente. Fuente: INECTEL SAS. ... 70
Ilustración 73. Representación de Barraje CS340. Fuente: INECTEL SAS. ... 70
Ilustración 75. A) Representación Conectividad entre Barrajes. B) Conectividad Existente. Fuente:
INECTEL SAS ... 70
Ilustración 76. Representación de red saliendo del límite del proyecto. Fuente: INECTEL SAS ... 71
Ilustración 77. Diagrama Unifilar Red Existente y Proyectada. Fuente: INECTEL SAS. ... 72
Ilustración 78. Diseño de la red AP. Fuente: INECTEL SAS. ... 74
Ilustración 79. A) Barraje de Alumbrado AP820. B) Localización del Barraje AP, C) Ubicación de Empalmes para BT AP839. Fuente: INECTEL SAS ... 74
Ilustración 80. Ejemplo de numeración de Luminarias. Fuente: INECTEL SAS. ... 75
Ilustración 81 Ejemplo de Diagrama Tetra Filar. Fuente: INECTEL SAS ... 75
Ilustración 82 Ejemplo de Diagrama Tetra Filar. Fuente: INECTEL SAS ... 76
Ilustración 83 Lineamiento dado por CODENSA para equipo de Medida. Fuente: INECTEL SAS .. 77
Ilustración 84 Ejemplo de Lineamientos dados por CODENSA. Fuente: INECTEL SAS. ... 77
Ilustración 85 Ejemplo Equipo RMU CTS519 Fuente: INECTEL SAS ... 78
Ilustración 86. Espacio disponible para cada operador de servicios públicos. Fuente: INECTEL SAS ... 78
Ilustración 87. Vista superior de una CTS535 junto a los espacios de los de ESP. Fuente: INECTEL SAS. ... 79
Ilustración 88 Interferencias con transformador Semi Sumergible y solución planteada: caso con interferencias. Fuente: INECTEL SAS... 79
Ilustración 89 Interferencias con redes de otros operadores y solución planteada: caso sin interferencia con otras redes. Fuente INECTEL SAS ... 80
Ilustración 90 Detalles CTS535 - Antigua Disposición. Fuente: INECTEL SAS ... 82
Ilustración 91 CTS535 Corte Lateral Antigua Disposición. Fuente: INECTEL SAS. ... 82
Ilustración 92 Nueva Disposición CTS535 Fuente: INECTEL SAS ... 82
Ilustración 93 Vista Lateral nueva disposición CTS535. Fuente: INECTEL SAS. ... 83
Ilustración 94 Vista de planta con tapas CTS535.28. ... 83
Ilustración 95 Caja de Maniobra antes implementado por CODENSA. Fuente: INECTEL SAS ... 84
Ilustración 96 Equipo de Maniobra Implementado. Fuente: INECTEL SAS ... 84
Ilustración 97 Equipo de Maniobra de 5 y 6 vías. Fuente: INECTEL SAS ... 84
Ilustración 98Vista lateral de Equipo de Maniobra en caja CS290 con detalle del SPT Fuente: INECTEL SAS. ... 85
Ilustración 99 Detalle Re conectador LA504. Fuente: INECTEL SAS ... 86
Ilustración 100 Detalle RC vista lateral. Fuente: INECTEL SAS ... 86
Ilustración 101 Distancia mínima de Seguridad. Fuente: INECTEL SAS ... 87
Ilustración 102. Detalles Constructivos CTS593. Subestación Para un solo Transformador. Fuente: INECTEL SAS ... 87
Ilustración 103. Detalles constructivos CTS593. Caso para dos Transformadores – Vista superior y Vista Frontal. Fuente: INECTEL SAS ... 88
Ilustración 104 Detalles Constructivos Serie 3 anteriores. Fuente: INECTEL SAS ... 89
Ilustración 105 Detalles Constructivos presentados a CODENSA para proyecto red Peatonal Zona Rosa. Fuente: INECTEL SAS ... 89
Ilustración 106 Ejemplo de Perfil vial de Zona Rosa. Fuente: INECTEL SAS ... 90
Ilustración 107 Detalles Postes Metálicos AP336 y AP337. Fuente: INECTEL SAS. ... 91
Ilustración 108 Detalle SPT y Barraje AP820. Fuente: INECTEL SAS. ... 91
Ilustración 109.Listado De Cálculos Para el Serie 1. Fuente: INECTEL SAS ... 93
Ilustración 110. Tabla Listado de Transformadores Afectados. Fuente: INECTEL SAS... 93
Ilustración 112. Listado de Transformadores y clasificación de proyectos. Fuente: INECTEL SAS. 93
Ilustración 113. Selección de Protecciones según la ET505 y la CTS525.20 ... 94
Ilustración 114. Listado de equipos con la selección de protecciones dependiendo al tipo de serie al que pertenece. Fuente: INECTEL SAS ... 94
Ilustración 115. Datos Técnicos de Conductores en Cobre.30 ... 94
Ilustración 116. Datos Técnicos de Conductores en Aluminio.30 ... 95
Ilustración 117. Recorrido de la red de Media Tensión. Fuente: INECTEL SAS ... 95
Ilustración 118. Calibre y Material del conductor. Fuente: INECTEL SAS ... 95
Ilustración 119. Datos de Potencia y distancia para cada tramo. Fuente: INECTEL SAS ... 96
Ilustración 120. Constantes y cálculo de regulación. Fuente: INECTEL SAS ... 96
Ilustración 121. Tabla Cálculo de Regulación Serie 1. Fuente: INECTEL SAS ... 96
Ilustración 122. Tabla Calculo capacidad del conductor. Fuente: INECTEL SAS ... 97
Ilustración 123. Calculo de Perdidas para Serie 1. Fuente: INECTEL SAS ... 97
Ilustración 124. Tabla de cálculo de pérdidas para Serie 1. Fuente: INECTEL SAS ... 98
Ilustración 125. Tabla Resultando para el cálculo de ocupación. Fuente: INECTEL SAS ... 99
Ilustración 126 Tabla de Precios de Referencia – Procables. Fuente: INECTEL SAS ... 99
Ilustración 127 Tabla Precios de Referencia – Centelsa. Fuente: INECTEL SAS... 100
Ilustración 128. Tabla de Precios Usados en Serie 1. Fuente: INECTEL SAS ... 100
Ilustración 129 Precios de Energía Enero 201934. ... 100
Ilustración 130. Precios de Perdidas Reconocidas durante el 2018 – 2019. Fuente: INECTEL SAS ... 101
Ilustración 131. Calculo Económico Para Serie 1. Fuente: INECTEL SAS ... 101
Ilustración 132. Tabla para Calculo Económico Serie 1. Fuente: INECTEL SAS ... 101
Ilustración 133. Datos Generales del Transformador asociado. Fuente: INECTEL SAS ... 102
Ilustración 134. Selección de Protecciones – Ejemplo para Transformador de 150 kVA. Fuente: INECTEL SAS ... 103
Ilustración 135. Selección de Protecciones - Ejemplo para Transformador de 225 kVA Fuente: INECTEL SAS ... 103
Ilustración 136. Tabla de Usuarios Existentes. Fuente: INECTEL SAS... 103
Ilustración 137. Tabla de Usuarios afectados - Ejemplo. Fuente: INECTEL SAS ... 104
Ilustración 138. Tabla Resumen Usuarios Serie 3. Fuente: INECTEL SAS ... 105
Ilustración 139. Calculo MT para Serie 3 - Calculo de Regulación. Fuente: INECTEL SAS ... 105
Ilustración 140. Datos Conductores para Baja tensión – Cobre30 ... 106
Ilustración 141. Datos Conductores para Baja tensión – Aluminio30 ... 106
Ilustración 142. Calculo de regulación en Aluminio y Cobre para Serie 3. Fuente: INECTEL SAS 107 Ilustración 143. Calculo de Regulación Barraje – Usuario. Fuente: INECTEL SAS ... 107
Ilustración 144. Ejemplo Calculo de Perdidas Entre Barrajes CS340 Aluminio – Cobre. Fuente: INECTEL SAS ... 108
Ilustración 145. Ejemplo de Cálculo de Perdidas Barraje – Usuario. Fuente: INECTEL SAS ... 109
Ilustración 146. Ejemplo Cálculo de Ocupación en Aluminio. Fuente: INECTEL SAS ... 109
Ilustración 147. Ejemplo Cálculo de Ocupación en Cobre. Fuente: INECTEL SAS ... 109
Ilustración 148. Cálculo de Capacidad de Conductor Caso 1: Corriente circulando por él es mayor que corriente nominal. Fuente: INECTEL SAS ... 110
Ilustración 149. Cálculo de Capacidad de Conductor Caso 2: Corriente circulando por él es igual a la corriente nominal del conductor. Fuente: INECTEL SAS ... 110
Ilustración 151. Calculo de Barrajes – Ejemplo. Fuente: INECTEL SAS ... 111
Ilustración 152. Uso de los barrajes según ET722. Fuente: INECTEL SAS ... 111
Ilustración 153. Datos dados por el operador de Red. Fuente: INECTEL SAS ... 112
Ilustración 154. Datos necesarios para el diseño de la malla de puesta a tierra. Fuente: INECTEL SAS ... 112
Ilustración 155. Datos de Entrada para diseño SPT. Fuente: INECTEL SAS ... 112
Ilustración 156. Listado de Precios Conductores Baja tensión CENTELSA. Fuente: INECTEL SAS ... 113
Ilustración 157. Listado de Precios Conductores Baja tensión PROCABLES. Fuente: INECTEL SAS ... 113
Ilustración 158. Calculo Económico para Serie 3 - Al/Cu. Fuente: INECTEL SAS ... 114
Ilustración 159. Ejemplo de Tabla Comparativa entre Aluminio y Cobre. Fuente: INECTEL SAS . 114 Ilustración 160. Curvas de protección Fusibles HH33 ... 116
Ilustración 161. Datos para dibujo de curvas. Fuente: INECTEL SAS ... 117
Ilustración 162. Corriente Nominal de corto circuito del Transformador. Fuente: INECTEL SAS ... 118
Ilustración 163. Curvas suministradas por Codensa. Fuente: INECTEL SAS ... 118
Ilustración 164. Ejemplo de Datos de los fusibles a graficar para un transformador de 225 kVA. Fuente. INECTEL SAS ... 118
Ilustración 165. Ejemplo de Corriente de Magnetización y Daño térmico del cable. Fuente. INECTEL SAS ... 118
Ilustración 166. Curva Coordinación Final Ejemplo ... 119
Ilustración 167. Ejemplo de cantidad y distribución de luminarias. Fuente: INECTEL SAS. ... 120
Ilustración 168. Ejemplo de luminarias a retirar. Fuente: INECTEL SAS ... 121
Ilustración 169. Ejemplo de Luminarias a retirar. Fuente: INECTEL SAS ... 121
Ilustración 170. Ejemplo de luminarias aledañas que se conservan / retiran. Fuente: INECTEL SAS ... 121
Ilustración 171. Ejemplo de luminarias proyectadas. Fuente: INECTEL SAS ... 122
Ilustración 172. Ejemplo de Cálculo de capacidad de conductores. Fuente: INECTEL SAS ... 122
Ilustración 173. Datos de conductores para alumbrado30.... 123
Ilustración 174. Ejemplo de cálculo de regulación para un Serie 6. Fuente: INECTEL SAS ... 123
Ilustración 175. Ejemplo de cálculo de pérdidas para Serie 6. Fuente: INECTEL SAS ... 124
Ilustración 176. Ejemplo de cálculo económico para un Serie 6. Fuente: INECTEL SAS ... 124
Ilustración 177 Descripción del proyecto: Subestaciones asociadas a la zona de interferencia. Fuente: INECTEL SAS ... 127
Ilustración 178 Descripción de proyectos asociados al Serie 1. Fuente: INECTEL SAS ... 127
Ilustración 179 Ejemplo de Tabla análisis de nivel de riesgo FUENTE: INECTEL SAS ... 129
Ilustración 180 Ejemplo de solución para cada uno de los posibles eventos. FUENTE: INECTEL SAS ... 130
Ilustración 181 Ejemplo calculo económico. Fuente: INECTEL SAS ... 132
Ilustración 182 Ejemplo Tabla comparativa Serie 3. Fuente: INECTEL SAS ... 132
Ilustración 183 Ejemplo de cálculo de ocupación de conductores en tuberías de 6". Fuente: INECTEL SAS ... 133
Ilustración 184 Datos Conductores BT30 ... 134
Ilustración 185 Ejemplo Tabla De pérdidas de energía. Fuente: INECTEL SAS ... 134
Ilustración 186 Ejemplo Cálculo de Regulación: Fuente: INECTEL SAS ... 135
Ilustración 187 Ejemplo de Cálculo Estructural Fuente: INECTEL SAS ... 136
Ilustración 189Niveles de Aislamiento según la IEEE131.1 ... 137
Ilustración 190 Ejemplo Cálculo de Transformador. Fuente: INECTEL SAS ... 139
Ilustración 191 Selección de Transformador según cálculo de carga. Fuente: INECTEL SAS ... 139
Ilustración 192 Datos del Transformador Seleccionado. Fuente: INECTEL SAS ... 139
Ilustración 193 Curva de Protecciones suministrada por el OR. Fuente: INECTEL SAS ... 140
Ilustración 194 Protecciones Seleccionadas junto curvas dadas por OR. Fuente: INECTEL SAS. 140 Ilustración 195 Barrajes seleccionados. Fuente: INECTEL SAS ... 141
Ilustración 196. Listado de Correcciones por Codensa. Fuente. INECTEL SAS ... 143
Ilustración 197. Ejemplo de primeras correcciones realizadas por parte de Codensa. Fuente: INECTEL SAS ... 144
Ilustración 198. Primeras Correcciones sobre Diagramas Unifilares. Fuente: INECTEL SAS ... 144
Ilustración 199. Ultimas Correcciones realizadas antes de aprobación. Fuente: INECTEL SAS ... 145
Ilustración 200. Ultimas aprobaciones realizadas a diagramas unifilares antes de aprobación. Fuente: INECTEL SAS ... 145
Ilustración 201. Ejemplo De Detalles Constructivos RMU. Fuente: INECTEL SAS ... 146
Ilustración 202. Ejemplo Detalles Constructivos CTS535. Fuente: INECTEL SAS ... 146
Ilustración 203. Tabla de Contenido de las memorias de cálculos del serie 1. Fuente: INECTEL SAS ... 147
Ilustración 204.Ejemplo Listado de Equipos Afectados - Inventario CD. Fuente: INECTEL SAS ... 147
Ilustración 205. Ejemplo Listado de Equipos de Maniobra Afectados y directriz de Codensa. Fuente: INECTEL SAS ... 148
Ilustración 206. Ejemplo de determinación de Proyectos Serie 3 y Serie 6. Fuente: INECTEL SAS ... 148
Ilustración 207. Ejemplo de Cálculo de Regulación. Fuente: INECTEL SAS ... 149
Ilustración 208. Ejemplo de Diseño de Puesta a Tierra. Fuente: INECTEL SAS... 149
Ilustración 209. Calculo de Malla de Puesta A Tierra. Fuente: INECTEL SAS ... 150
Ilustración 212. Ejemplo de diagramas unifilares. Fuente: INECTEL SAS ... 150
Ilustración 213. Árbol de Proyectos Correcciones General. Fuente: INECTEL SAS... 151
Ilustración 214. Árbol de Carpetas - Correcciones Serie 3 CD23376. Fuente: INECTEL SAS ... 151
Ilustración 215. Primeras Correcciones en planos de Planta Serie 3 Parte A. Fuente: INECTEL SAS ... 152
Ilustración 216. Primeras Correcciones en planos de Planta Serie 3 Parte B ... 152
Ilustración 217 Primeras Correcciones en planos de Planta Serie 3 Parte C. Fuente: INECTEL SAS ... 152
Ilustración 218. Tabla de Contenido - Primeras Correcciones. Fuente: INECTEL SAS ... 153
Ilustración 219. Corrección con respecto a las tablas relacionadas con los usuarios del Transformador. Fuente: INECTEL SAS ... 153
Ilustración 220. Correcciones en relación al dimensionamiento del Transformador. Fuente: INECTEL SAS ... 154
Ilustración 221. Correcciones en relación con el dimensionamiento de conductores. Fuente: INECTEL SAS ... 154
Ilustración 222. Correcciones para cálculos de Regulación, Perdidas, Económico. Fuente: INECTEL SAS ... 155
Ilustración 223. Calculo de Regulación, Perdidas, para usuarios. Fuente: INECTEL SAS ... 155
Ilustración 224. Correcciones en relación con la coordinación de protecciones. Fuente: INECTEL SAS ... 156
Ilustración 226. Ultimas correcciones realizadas al Serie 3 CD23376 Parte B. Fuente: INECTEL
SAS ... 157
Ilustración 227. Árbol de Carpetas de Proyectos Serie 6. Fuente: INECTEL SAS ... 157
Ilustración 228. Correcciones realizadas por Codensa para el Serie 6 en cuestión. Fuente: INECTEL SAS ... 158
Ilustración 229. Correcciones Serie 6 Ejemplo Parte A. Fuente: INECTEL SAS ... 158
Ilustración 230. Correcciones Serie 6 Ejemplo Parte B. Fuente: INECTEL SAS ... 158
Ilustración 231. Correcciones Serie 6 Ejemplo Parte C. Fuente: INECTEL SAS... 158
Ilustración 232. Planos Detalles y Fotométrico para Serie 6. Fuente: INECTEL SAS ... 159
Ilustración 233. Correcciones Serie 6 Ejemplo Parte D - Diagramas y Tetra Filar. Fuente: INECTEL SAS ... 159
Ilustración 234. Correcciones a Memorias. Fuente: INECTEL SAS ... 159
Ilustración 235. Ultimas Correcciones antes de aprobación del Proyecto Serie 6 Parte A. Fuente: INECTEL SAS ... 160
Ilustración 236. Ultimas Correcciones antes de aprobación del Proyecto Serie 6 Parte B. Fuente: INECTEL SAS ... 160
Ilustración 237. Ultimas Correcciones antes de aprobación del Proyecto Serie 6 Parte C. Fuente: INECTEL SAS ... 160
Ilustración 238. Atención a correcciones primeras correcciones realizadas por Codensa. Fuente: INECTEL SAS ... 161
Ilustración 239. Atención a últimas correcciones para el proyecto Serie 3. Fuente: INECTEL SAS ... 161
Ilustración 240. Primeras correcciones realizadas por parte del Operador de Red. Fuente: INECTEL SAS ... 162
Ilustración 241. Respuesta por parte de la consultoría de las primeras correcciones. Fuente: INECTEL SAS ... 162
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1 información general del contrato ... 20
Tabla 2 Información sobre el límite del proyecto ... 20
Tabla 3. Máxima Tensión de contacto admisible para un ser humano. ... 56
Tabla 4. Valores de Referencia para el SPT según RETIE. ... 56
Tabla 5. Formato medición de resistividad. 22 ... 58
Tabla 6. Resultados de medición. Fuente: INECTEL SAS. ... 58
Tabla 7. Diámetro Tubos.32 ... 98
Tabla 8. Calculo corriente de magnetización ... 115
ÍNDICE DE ECUACIONES
Ecuación 1 Calculo Potencia Diversificada para usuarios Residenciales ... 63
Ecuación 2 Cálculo de Potencia Diversificada para Usuarios No Residenciales. Fuente: INECTEL SAS ... 64
Ecuación 3 Calculo de Potencia Diversificada aplicando factor de simultaneidad. Fuente: INECTEL SAS ... 64
Ecuación 4. Calculo Costo Inversión ... 99
Ecuación 5. Calculo Costo Energético ... 99
Ecuación 6. Calculo costo energetico ... 131
Ecuación 7. Calculo de perdidas ... 133
Ecuación 8. Calculo de Regulación ... 135
RESUMEN
El presente documento corresponde al informa final de la pasantía desarrollada en la empresa INECTEL S.A.S., la cual desarrolla labores de consultoría y obras en el sector eléctrico y telecomunicaciones, en donde actualmente se encuentra desarrollando los diseños para los proyectos IDU Red Peatonal Zona Rosa, Red Peatonal Sabanas, y junto a la empresa WSP, los diseños de las redes de energía para el proyecto de Transmilenio por la Avenida Congreso Eucarístico Carrera 68.
El presente trabajo toma como base lo desarrollado en el proyecto red peatonal zona rosa, en donde se llevaron a cabo los diseños para las redes de media y baja tensión (tanto para distribución y alumbrado), en donde se buscó establecer todo lo básico para el desarrollo de los proyectos ante el operador de red, en este caso, al tratarse de un proyecto Ejecutado en Bogotá el operador de red es ENEL – CODENSA ESP.
Inicialmente, se buscaron otros proyectos ya aprobados por el operador de red que se hayan realizado en la misma empresa, o buscando compañeros que nos pudieran dar una guía para poder llevar a cabo estos diseños, y una vez teniendo una pequeña base, se empieza un proceso de revisión ante el operador de red, el cual en el transcurso de la revisión, va realizando las correcciones necesarias para que así cumpla con los requisitos de ellos y poder llevar al proyecto a aprobación. En este caso, todos los datos presentados acá son de proyectos que en el transcurso de la pasantía tuvieron como culminación la aprobación por parte del operador de red, esto tanto para los proyectos Serie 1, Serie 3 y Serie 6, aunque adicionalmente, en el transcurso de la misma, se llevaron a cabo diseños para proyectos serie 4, aunque estos están fuera del alcance de este documento, por lo que no se hará mención alguna de él.
En el presente documento se podrá encontrar parámetros a tener en cuenta para el diseño de redes de media tensión y baja tensión, desde lo que se debe mostrar en los planos de planta, en diagramas unifilares, detalles constructivos y memorias de cálculo, y para este último, se planteó un Excel buscando agilizar los cálculos requeridos para poder llevar a cabo el proyecto en un menor tiempo con todo lo exigido por CODENSA ESP.
OBJETIVOS
GENERAL
Establecer los requerimientos mínimos para la subterranización de las redes de media y baja tensión (serie 1, serie 3 y serie 6) ante el Operador de Red Local (CODENSA ESP), con caso de aplicación el Proyecto IDU Red Peatonal Zona Rosa
ESPECÍFICOS
Definir la información básica necesaria para la puesta en marcha de los diseños de los proyectos Serie 1, Serie 3 y Serie 6.
Establecer los pasos para determinar la subterranización de equipos de media tensión.
Determinar los detalles constructivos establecidos por el operador de Red para proyectos Serie 1, Serie 3 y Serie 6.
Realizar un aplicativo en Excel para el cálculo de regulación, perdidas de energía, cálculo económico y dibujo de curvas de protección siguiendo lo establecido por el operador de Red.
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INTRODUCCIÓN
El presente documento surge como respuesta ante la necesidad de unos requerimientos mínimos para la subterranización de las redes de media y baja tensión para los diferentes proyectos que se llevan a cabo por el Instituto de Desarrollo Urbano (IDU), debido que para estos proyectos el IDU establece una serie de parámetros que se deben cumplir, los cuales son: a) Identificar la existencia real de redes que puedan verse afectadas por el proyecto, como así mismo diseñar las soluciones necesarias para resolver dicha afectación, b) plasmar en planos las redes existentes y proyectadas debido a la solución planteada y c) Tramitar la viabilidad y aprobación del proyecto en cuestión, y es en el punto A en donde se encuentra la falencia a la hora de plasmar los diseños, debido a que no se tiene claro cuál es el punto de partida y hacía donde se debe llegar.
Este documento busca dar una solución al problema planteado anteriormente, tomando como punto de partida el proyecto: “Ajustes, complementación, actualización, estudios, diseño y construcción a precio unitario fijo con monto
agotable de la red peatonal Zona Rosa en Bogotá”, el cual se encuentra en
desarrollo, estando en la etapa de Estudios, Diseño y construcción, siendo este proyecto impulsado por la Alcaldía Local de Bogotá en cabeza del Alcalde Enrique Peñaloza, el cual busca recuperar un área total de ochenta y tres mil metros cuadrados (83.000 m2) de espacio público, por lo que el lograr establecer lo necesario para poder llevar a cabo el proyecto, permitirá llegar a buen término del mismo, y así mismo para otros proyectos que pudieran llegar a surgir en un futuro, como lo son la Transmilenio por la Avenida 68, el diseño de la Avenida Longitudinal de Occidente, Transmilenio por la Carrera séptima, entre otros.
Este proyecto, en cuanto a las redes de energía, contempla la subterranización de todas sus redes, de todos sus equipos de media tensión como lo son los Reconectadores (RC), Seccionalizadores (SC), los seccionadores bajo Carga (SZ), como así mismo los diferentes transformadores presentes en la zona, y todo esto teniendo en cuenta las demás empresas de servicios públicos, como lo es las redes del acueducto, las redes de gas y las redes de telemáticos (ETB, Movistar y TIGO – UNE), y es por este motivo que se plantean unos objetivos como lo son la determinación básica para la puesta en marcha de los diseños de media tensión (serie 1) y con este el establecimiento de los paso para determinar si subterranizar o no un equipo de media tensión, de baja tensión de uso comercial, residencial, industrial y oficial (serie 3), como así mismo lo requerido para el diseño del alumbrado público de la zona, estableciendo así que deben llevar las memorias de cálculo para cada uno de los proyectos, y junto con ello, determinar cuáles son los detalles constructivos necesarios para poder llevar a cabo la construcción.
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DESCRIPCIÓN DE RESULTADOS
1. GENERALIDADES
De acuerdo al plan de trabajo establecido en el cronograma de actividades, como primer paso se encuentra la recopilación de la información referente al caso de estudio planteado: Red Peatonal Zona Rosa y para ello se toman algunos antecedentes del proyecto en cuestión:
“Por años la zona Rosa ha sido uno de los sitios más emblemáticos de Bogotá, en donde los extranjeros buscan visitarla por todas las posibilidades que esta ofrece, siendo una zona con mucha actividad comercial, contando con tres centros comerciales, tres hoteles y una gran variedad de restaurantes, casinos, más sin embargo, la zona Rosa se ha venido deteriorando de un tiempo atrás, como así mismo se ha tratado recuperarla pero nunca se ha concretado nada. Con este proyecto se busca que la Zona Rosa renazca, buscando consolidarse como uno de los mejores lugares para visitar en el país.
El proyecto Red Peatonal Zona Rosa, es un proyecto impulsado por la Alcaldía De Bogotá, en cabeza del Alcalde Enrique Peñaloza, el cual tendrá una inversión cercana a los 41.000 millones en busca de recuperar un área total de ochenta y tres mil metros cuadrados de espacio público.
Este proyecto contará con diseño y construcción de vías y aceras; se subterranizarán las redes de energía y telemáticos existentes, se le hará mantenimiento a los parques y se busca la constitución de la Asociación de la Zona Rosa. Con este proyecto se hará mantenimiento a más de 722 luminarias, las cuales se les buscará hacer una actualización a todo lo que es Alumbrado con iluminación Led; así mismo este proyecto, tendrá un impacto en la parte ambiental, como lo es la mejora de la frecuencia de recolección de basuras, la instalación de 40 contenedores, instalación de cestas de basura, como así mismo busca tener un impacto en al ambiente, en donde se realizará un mapa de ruido de la zona, se establecerá una red de monitorio de ruido junto con una reglamentación de avisos y finalmente, este proyecto busca tener un impacto en la seguridad, instalando once cámaras de seguridad buscando así, obtener el Sello Seguro.
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Los datos relacionados al contrato y al proyecto son:
Tabla 1 información general del contrato
CONCEPTO INFORMACIÓN
Número del proceso IDU-LP-SGI-026-2017
Número de Contrato 1521 de 2017
Objeto
AJUSTES, COMPLEMENTACIÓN, ACTUALIZACIÓN, ESTUDIOS, DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN A PRECIO UNITARIO FIJO CON MONTO AGOTABLE DE LA RED
PEATONAL ZONA ROSA EN BOGOTÁ
Valor $38,200,110,886
Fecha inicial del contrato 02 de febrero del 2018 Plazo inicial del contrato 24 meses
Fecha terminación (inicial) del contrato 02 de febrero de 2020 Tipo de contrato Contrato de consultoría Entidad (Contratante) Bogotá D.C.- IDU Consultor (Contratista) Consorcio Avenida 82 Fuente: Alcaldía Mayor de Bogotá D.C., Instituto de Desarrollo Urbano. 2
Tabla 2 Información sobre el límite del proyecto
Punto Cardinal Ubicación
Norte Calle 86
Sur. Calle 80
Oriente Carrera 7
Occidente Autopista Norte
Localidad: Usaquén
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Ilustración 1 área de afectación red peatonal zona rosa. 3.
Aunque el proyecto cuenta con una extensión de 5,38 km, se realizó una división en 4 Ejes, los cuales se describen a continuación:
Eje 1: Comprendido entre la autopista norte y carrera 7 por la Calle 80. Eje 2: Comprendido entre la carrera 13 hasta la carrera 15 entre la calle 80 y
la calle 86.
Eje 3: Comprendido entre la carrera 9 y la carrera 13 entre la calle 81 y calle 85
Eje 4: Comprendido entre la carrera 12, carrera 12ª y carrera 13 entre la calle 83 y avenida calle 82, también conocido como la Zona T.
Este tipo de proyectos para poder llegar a la etapa de estudios y diseños debe contar con una etapa de Pre factibilidad, el cual es la presentación del proyecto ante las diferentes Entidades de Servicios Públicos (ESP), con lo que se busca realizar una investigación, recopilación y análisis de información para poder caracterizar la infraestructura de servicios públicos dentro del área de influencia (o límite de intervención) del proyecto tanto en zona de calzada como de espacio público, es decir, se busca tener información de unas redes iniciales del proyecto, dadas por el IDU en un aplicativo llamado IDECA.
En esta etapa de recopilación de información, el capítulo 7 de los proyectos IDU llamado REDES SECAS Y DE GAS se nos dice lo siguiente: 4.
“Se inicia con la búsqueda de información secundaría en las diferentes empresas de servicios públicos; continua con la investigación complementaria necesaria y confrontación en campo y finaliza con la generación de los planos que contengan la información de las redes existentes en terreno.
22
facilite la localización en terreno de los diferentes elementos que conforman las redes de servicios públicos como cajas, cámaras, ducterias, postes, luminarias, armarios, etc.; es importante verificar todas las obras ejecutadas no incorporadas en las planchas generales de construcción y de los proyectos de implementación y/o renovación a ser ejecutados a futuro y que se encuentren dentro del área de influencia del estudio. Esta información debe ser adquirida por el Consultor, directamente en las empresas de servicios públicos.
La segunda etapa consiste en la confrontación en terreno de toda la información cartográfica recopilada, complementándola con la observación en campo y apoyados con las labores de levantamiento topográfico, efectuadas simultáneamente en el desarrollo del estudio"
Adicionalmente, en cuanto a las redes de energía se nos dice:
“El consultor debe solicitar y analizar todos los planos de las redes de alta, media y baja tensión correspondientes a la vía objeto del proyecto existentes en CODENSA… El consultor debe recopilar y analizar toda la información adicional correspondiente, que se considere necesaria para la adecuada ejecución de los estudios y diseños ( todo esto detallar las redes de energía, telecomunicaciones y gas natural que el operador de red suministre, conjuntamente con las interferencias identificadas para poder plantear una solución viable”.
Una vez cerrada la etapa de Pre factibilidad, se entra en la etapa de factibilidad, dentro de la cual se busca para cada una de las alternativas para el proyecto, sean detalladas cada una de las redes (en cuanto a energía, por cada nivel de tensión) y las interferencias identificadas con el fin de plantear una solución conceptual viable para el diseño y así proponer una posible reubicación y/o protección de las redes que así lo requieran, y con ello poder estimar de forma confiable un presupuesto para la componente de redes secas.
Y por otra, es necesario conocer los antecedentes del proyecto, como por ejemplo para el proyecto de Transmilenio por la Avenida 68 se tiene: Por medio del contrato IDU 281 del 2003 se adelantaron los “Ajustes a los diseños ciclo – ruta y andenes de la Avenida 68 entre autopista Norte y Avenida Calle 80”, esto con el fin, de cuanto se esté en la etapa de estudios y diseños, se empalmen los diferentes proyectos teniendo la información de uno con respecto al otro, y así trabajar de forma sincronizada.
Finalmente, se entrega una serie de documentos que contengan lo siguiente: Documento Técnico que contenga:
Diagnóstico, inventario de redes existentes y proyectadas junto con un presupuesto estimado, tomando como referencia los precios IDU.
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Recomendaciones generales a tener en cuenta en la fase de estudios y diseños
Actas y oficios que consignan los acuerdos con las empresas de servicios públicos en aspectos puntuales durante el desarrollo de la fase.
Informe ejecutivo de factibilidad Etapa de estudios y diseños:
Planos de redes existentes de energía
Diseño de fotometría aprobada por la Unidad Administrativa Ejecutiva de Servicios Públicos (UAESP)
Diseño de redes eléctricas de Alumbrado Público (memorias y planos – Serie 6)
Revisión de diseños de redes eléctricas (planos y memorias – Serie 1, serie 3, serie 4 y serie 5)
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2. DETERMINACIÓN DE LA INFORMACIÓN BÁSICA NECESARIA PARA LA PUESTA EN MARCHA DE LOS DISEÑOS DE LOS PROYECTOS SERIE 1,
SERIE 3 Y SERIE 6.
El punto de partida para poder llevar a cabo un diseño eléctrico para proyectos IDU en un principio radica en el levantamiento de información en campo, con lo que en primera instancia se busca determinar los recorridos de los circuitos de media y baja tensión, los cuales pueden darse en forma aérea o subterránea, definiendo la conectividad entre cajas utilizadas por el operador de red (cajas para alumbrado público o para acometidas de baja tensión – CS274, cajas de inspección sencilla – CS275, caja de inspección doble – CS276, caja de inspección vehicular – CS280 y caja para alojar seccionador de maniobras CS290), como también entre postes de 10, 12 y 14 metros con diferentes cargas de rotura (510 kgf, 750 kgf, 1050 kgf y 1350 kgf), los cuales pueden ser metálicos (usados para alumbrado público, de concreto y de madera.
Se debe establecer la ubicación de postes y tipos de cajas de inspección, y toda la información sobre el cableado existente de redes de media y baja tensión, acometidas domiciliarias junto con la ubicación del medidor y dentro de lo posible la cantidad de cuentas asociada a la acometida, líneas de transmisión, identificación de los transformadores (junto con el Centro de Distribución asociado – CD), el nivel de tensión de la red (que puede ser: para media tensión 11400 V y 34500 V a nivel Bogotá, para Alta Tensión entre 220 kV y 110 kV, y para baja tensión es de 120 – 208V, si es de uso domiciliario o de 280 a 340 V si es para alumbrado público), tipo de luminaria con la indicación del número de rotulo, ductería con su diámetro y cantidad total y número de ductos libres, puntos físicos e identificación de la infraestructura y demás información que se consideré pertinente.
Esta información es la base de todo el diseño que se va a desarrollar en los diferentes proyectos, y es por eso que es de vital importancia tener un muy buen levantamiento, por lo cual se puede tener como referencia el trabajo “Elaboración De Una Metodología Para El Levantamiento De Redes Eléctricas Y De Telecomunicaciones, Tomando Como Caso De Estudio El Macro Proyecto Avenida
Longitudinal Occidental (ALO)” en el cual se establece un procedimiento para poder
tener una buena base.
2.1 REQUERIMIENTOS PARA PROYECTOS SERIE 1
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por el Proyecto, dentro de los cuales se deberá seguir ciertos estándares establecidos por el Operador de Red, partiendo de una recolección de información por parte de la empresa Diseñadora para poder realizar un correcto diseño, buscando la aprobación por parte del Operador de Red, siendo en este caso: ENEL- CODENSA ESP.
En cuanto al diseño de las redes de tensión, como se ha hecho énfasis en todo el documento, se parte de una previa identificación de los recorridos de los diferentes circuitos que se encuentran dentro de la zona de afectación, teniendo identificado sus calibres (los cuales pueden ser por inspección visual y bajo la experiencia de la persona que se encuentra realizando el levantamiento o bien puede ser según lo establecido por la norma CS300 como se puede visualizar en la Ilustración 2,el cual permite tener mayor información de la red de media tensión, como lo es el nombre del circuito, de donde viene y a donde va), y su nivel de tensión, es decir, si son de 11400V o de 34500V (esto debido a que algunas de las normas constructivas son diferentes dependiendo el nivel de tensión que se maneje)
Ilustración 2 CS300 marcación de circuitos de m.t 5.
Los calibres manejados por el operador de red se muestran en la ilustración 3
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Un ejemplo de lo mencionado anteriormente, se puede visualizar en la Ilustración 4, 5 y 6, en donde se tiene identificada la red de media tensión en la zona de intervención para diferente zonas del mismo proyecto.
Ilustración 4. Inventario de Redes Zona Rosa en la Calle 80 entre carrera 19 y autopista Norte Fuente: INECTEL SAS
Ilustración 5. Inventario de Redes Zona Rosa en la calle 86 con carrera 13 Fuente INECTEL SAS
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En este inventario de redes de media tensión es de vital importancia tener identificados cada uno de los equipos que se encuentran dentro del límite del proyecto (como lo son los re conectadores (RC), los seccionalizadores (SC), los transformadores (CD) tanto de distribución como de alumbrado público, las cuchillas (S), los seccionadores bajo carga (SZ), las estaciones de medida (EM) y los barrajes de media tensión) , debido que dependiendo de su ubicación, se deberá pedir los lineamientos a seguir por parte del operador de red, es decir, si se proyectan por fuera del límite del proyecto, si se eliminan, se subterranizan o se les hace actualización de norma como es en el caso de los barrajes de media tensión.
A continuación se muestran un ejemplo de los diferentes equipos que se pueden llegar a encontrar en los diferentes proyectos asociados a su respectiva norma:
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Ilustración 8. A) Seccionador bajo carga Telecontrolado SZ – LA515. 8 B)
Reconectador – LA508. 9
29
Ilustración 10. A) Seccionador en estructura LA221. 11 B) Montaje de
Seccionadores LA223. 12
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Ilustración 12. Estación de Medida LA 245. 14.
Cabe aclarar que para los diferentes equipos presentados, existen más configuraciones como por ejemplo:
Seccionador Bajo Carga:
LA515-1: Montaje telecontrolado – afloramiento lado fuente. LA515-2: Montaje telecontrolado – afloramiento lado carga. La515-3: Montaje Telecontrolado – Afloramientos fuente y carga.
LA515-4: Montaje Telecontrolado – afloramiento con barraje y derivación Centros de Distribución:
CTU 500-1: Transformador en Poste final de circuito CTU501: Transformador Tangencial en poste
CTU503: Transformador en H Tangencial CTU504: Transformador en H final de circuito.
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el equipo, si se va a proyectar por fuera del proyecto, dentro de los detalles constructivos se deberá tener en cuenta la norma que aplica, o en el de dado caso que se mantenga en el sitio, se deberá plantear una solución haciendo uso de la normativa existente.
Para el elemento más general, que es el Centro de Distribución, se deberá contemplar las siguientes normas:
Centro de Transformación Subterráneo – CTS535 (semi sumergible ET009 o sumergible ET005)
Centro de Transformación Pedestal – CTS520
Centro de Transformación prefabricado superficie estándar para transformadores hasta 400 kVA – CTS591
Centro de Transformación prefabricado superficie estándar para transformadores de 630 a 1000 kVA – CTS592
Centro de Transformación prefabricado superficie compacta para transformadores hasta 400 kVA (siendo este uno de los que se está utilizando más seguido en los proyectos de CODENSA) – CTS593.
En el proyecto red peatonal Zona Rosa, el transformador que se implementó en los diseños de redes de media tensión fue el CTS535, debido a las características del proyecto, dado a que la Alcaldía no quería que quedará ninguno de los transformadores a la vista, sino que más bien, todo quedará subterráneo como se muestra en las ilustraciones 13, 14 y 15, como así mismo la actualización de los barrajes de media tensión, en donde se muestran como están actualmente y cuál es la solución propuesta.
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Ilustración 14. Centro de Transformación Eje 2 Zona Rosa – Existente VS Proyectado FUENTE: INECTEL SAS
Ilustración 15. Centro de Transformación Eje 3 Zona Rosa – Existente VS Proyectado. FUENTE: INECTEL SAS.
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Adicionalmente, CODENSA no solo pide los recorridos de Media tensión presentes en el proyecto, sino que también pide el nombre asociado a ellos, y para ello, mediante un formato de la solicitud de información, se solicita unos archivos KMZ, pero para ello, dentro del formato se pide los diferentes Centros de distribución que se encontraron con el levantamiento, y con ello poder establecer de que Subestación viene la Red, cuál es su conectividad, es decir, como va conectada la red de media tensión (de que Centro de distribución a que Centro de Distribución va), que segmento de la red va subterránea y cual se encuentra aérea, y que circuito hace suplencia con cual circuito, y este último punto es uno de los más importantes, porque es un punto a tener en cuenta en los diseños, ya que esa configuración ha de mantenerse, y es un punto en el que hay que tener cuidado, porque depende como se haga la suplencia (si es mediante un RC, SZ, SC, o S) así mismo se tendrá que realizar el diseño respectivo.
En la ilustración 17 se muestra un ejemplo de un formulario para solicitud de los KMZ de cada circuito, como en la ilustración 18 se muestra uno de los KMZ obtenidos a través de dicha solicitud:
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Ilustración 18. KMZ Circuito Ejemplo. Fuente: INECTEL SAS
Así mismo, para poder realizar un diseño lo más completo posible, es responsabilidad del consultor buscar información secundaria en diferentes partes, información como la que se muestra en la ilustración 19.
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2.1.1 CONSIDERACIONES GENERALES DISEÑO SERIE 1 – SELECCIÓN DE EQUIPOS E INFRAESTRUCTURA
Partiendo de esta información (del Inventario de Redes) es cuando se empieza a plasmar el diseño de las redes de media tensión, en donde hay varios aspectos para tener en cuenta:
La ubicación de los transformadores nuevos y el tipo de transformador que se va a utilizar para dar solución a la afectación, y esto teniendo como punto de partida lo establecido por el Decreto Distrital 100 del 2019, que establece unos requerimientos mínimos para poder definir qué tipo de transformador se va a implementar, como lo mostrado en la siguiente Ilustración:
Ilustración 20. Condiciones para utilización de un Transformador tipo Pedestal o
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Ilustración 21. Condiciones para utilización de un Transformador tipo Pedestal o
Sumergible Según Decreto 100 de 2019 Parte B. 15.
Ilustración 22. Decreto 100 de 2019 – Condiciones para uso de Transformadores.
Parta C.15.
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transformadores sumergibles ET005. Además de esto, se hace uso de estos por el alto flujo de personas en la zona y además de ello, porque se piensan construir ciclo rutas nuevas, por lo que, según el Decreto, no permite el uso de transformadores en pedestal.
Adicionalmente, como ejemplo, se presenta un caso en donde el proyecto se presta para el uso de una subestación prefabricada CTS593, en donde más adelante se mostrara su detalle constructivo a forma de ejemplo, como su representación en planos de planta como en los diagramas unifilares (también llamados topológicos).
A continuación se muestran algunas consideraciones que hay que tener con los transformadores que se encuentren dentro del proyecto, con los recorridos de media tensión y las cajas por donde se realiza el mismo:
Cuales transformadores son de uso exclusivo, es decir, que es de propiedad del cliente, y esto debido a que se tendrá que realizar una gestión para la compra del mismo, o de llegar a un acuerdo con el cliente para que lo ponga dentro de su predio,
La ubicación de las cajas que alojan los circuitos, debido que habrán proyectos en donde el proyecto tenga contemplado la expansión de las vías, y estas cajas pueden quedar sobre las mismas, por lo que es necesario “trasladar” la cámara y todo lo que ella tenga, haciendo la proyección de las cámaras necesarias para solucionar la interferencia.
Así mismo, desde el serie 1 se debe tener en consideración los barrajes que se han de implementar en el Serie 3, debido a que si se implementa un barraje de 500 amperios (se especificará el cómo seleccionar el barraje en el Serie 3), la caja que debe alojar este barraje, según la norma CS340, debe ser una cámara doble (CS276), o si se define que es de 175 amperios, puede ser una caja sencilla CS275 o una doble CS276, más sin embargo, bajo ninguna circunstancia puede llegar a ser una caja triple CS280 por causa del mantenimiento, por lo que es necesario tener en consideración estas cosas, debido que si no es así, el diseño del serie 3 se puede volver un poco más complicado.
En que trayectos del proyecto se piensa dejar la infraestructura existente subterránea y que tramos van a ir proyectados, debido que en los puntos donde empalme entre lo nuevo con lo proyectado (garantizando la continuidad de los circuitos) se deberá poner un empalme bimetálico bajo la norma CS335 (norma CODENSA: CS335 Empalmes para cables de media tensión (15 kV y 35kV))
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acometidas), en donde esto contempla las bajantes galvanizadas, los postes acorde a la norma que aplique (tales como LA220 – subterranización del circuito principal de media tensión, LA221 – subterranización del circuito principal por medio de cuchillas monopolares, LA326 – subterranización de la red de baja tensión)
Es necesario conocer el calibre con la cual la red de media tensión sale del proyecto, debido que dependiendo del mismo el diámetro de la tubería galvanizada implementada para realizar el afloramiento dependerá de este, como lo indica la norma CS204, tal como se muestra en la siguiente ilustración.
Ilustración 23. Selección del diámetro de ductos – CS204. 16.
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Ilustración 24. CS400 Ducto para cambio de circuito aéreo a subterráneo. 17.
Con el fin de mantener una topología similar a la red existente, en los puntos donde se hacen derivaciones (tanto aéreas como subterráneas como se muestra en las Ilustraciones 25 A , 22 B y 26)
Ilustración 25.A) Derivación desde red aérea B) Derivación y subterranización. Fuente: INECTEL SAS.
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Entonces, dependiendo de ello, se plantea equipos de maniobra subterráneos con un número determinado de vías, según lo establecido en la ET512 Cajas De Maniobra de 15 kV y 35 kV, como se ilustra en la ilustración 27.
Ilustración 27. ET512 Caja de Maniobra – Esquema / Configuraciones. 18.
La cual su esquema se escoge dependiendo del número de derivaciones que se vaya a tener en ese punto del diseño, y, cuando se subterranizan los centros de distribución, se debe colocar una caja de maniobra, por lo que puede ser un punto para sacar las derivaciones que sean necesarias en ese punto, pero hay que tener cuidado con dos cosas:
La primera: La caja CS290 solo permite alojar barrajes de 5 vías, por lo que si se va a implementar uno de 6 días se debe realizar un cálculo estructural de una caja nuevo que permita el alojamiento del mismo
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capacidad sus dimensiones pueden cambiar, por lo que es algo para tener cuidado. Esto último, con respecto a las corrientes que maneja CODENSA, se puede ver en la ilustración 28.
Ilustración 28. Capacidad de corriente en cajas de maniobras ET512. 18.
En cuanto a la canalización se refiere, se debe tener en cuenta algunos aspectos a la hora de proyectar la misma, los cuales son los siguientes: 1) Si las cajas van a permanecer se debe garantizar mínimo 3 ductos de 6
más 3 ductos de tres pulgadas, esto con el fin de CODENSA en el futuro pueda hacer la expansión de su red por los ductos de 6 pulgadas, y los de 3 pulgadas son para el diseño de alumbrado público nuevo que se va a proyectar (esta canalización es exclusiva de CODENSA). Esto se puede ver en una de las correcciones hechas a uno de los proyectos serie 1 hechas por CODENSA.
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2) Si las cajas son nuevas y no es en cruce de calzada, se debe proyectar un banco de ductos de 6 de 6 pulgadas más 3 de 3, como se puede visualizar en la Ilustración 30.
Ilustración 30. Comentarios acerca de la cantidad de ductos entre cajas nuevas. Fuente: INECTEL SAS
3) Si existe un cruce de calzada se deberá proyectar un banco de ductos 9 de 6 más 2 de 3 pulgadas, y adicional a ello, las cajas que deben recibir estos bancos de ductos, mínimo ha de ser una caja doble CS276, aunque dependiendo puede ser una caja vehicular CS280 o una caja triple CS277.
Ilustración 31. Canalización para cruces de calzada. Fuente: INECTEL SAS
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Ilustración 32. Canalización para acometidas de baja tensión y media tensión. Fuente: INECTEL SAS
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2.1.2 CONSIDERACIONES GENERALES DISEÑO SERIE 1 – DIAGRAMAS UNIFILARES
Los diagramas unifilares son la representación de los diferentes circuitos de Media tensión presentes en el proyecto, en donde cada uno se representa por medio de un nombre que ya viene asignado por CODENSA, en donde se busca plasmar todo lo relacionado a el mismo, es decir, cuáles de sus equipos se encuentran dentro del límite del proyecto (tales como los re conectadores, los seccionadores, los equipos de medida, los transformadores, los seccionadores bajo carga, los barrajes de media tensión), como también sirve para definir en qué punto entra la red de media tensión y por donde sale. Esto debe hacerse para la red existente, y en cuanto a la red proyectada, se debe plasmar lo que se va a realizar con cada uno de los equipos que se ven afectados haciendo uso de la nomenclatura empleada por CODENSA.
Por ello, se hará una breve descripción de la simbología implementada por el OR para poder tener un mayor entendimiento de los mismos, y así poder tener una idea de lo que se quiere plasmar en estos planos.
Ilustración 35. Convenciones de Redes – Fuente CODENSA CTS601. 19.
Ilustración 36. Convenciones Centros de Transformación – Fuente: CODENSA
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Ilustración 37. Convenciones de Elementos en la Red de media tensión 19.
Ilustración 38. Convenciones Caja de Inspección. 19.
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Ilustración 39. Redes Existentes – Vista de planta. Fuente: INECTEL SAS.
Para poder hacer el diagrama unifilar hay que tener en cuenta los siguientes datos, que han de ser plasmados en los mismos.
Para transformadores:
1) La identificación del Centro de Distribución (CD) 2) Potencia Nominal
3) Niveles de Tensión en MT y BT
4) Impedancia de Corto Circuito Nominal (Uz) según la NTC819 5) Corriente Nominal de Corto Circuito en MT y BT
6) Protección(Tipo de fusible)
7) La norma que le aplica. (CTU500, CTU501, CTU503, CTS520, CTS535) 8) Si es de alumbrado público o de uso general (número de clientes
existentes) 9) Dirección
49 Equipos de Maniobra:
1) Placa de identificación 2) Dirección
3) Norma que le aplica. (LA515, LA503, LA504, LA245)
Ilustración 41. Dispositivos de Maniobra en Diagrama Unifilar Fuente: INECTEL SAS
Acometidas de media tensión 1) Dirección
2) Identificación del CD 3) Potencia Nominal
4) Calibre del circuito de MT
Ilustración 42. Representación de Acometida de media Tensión a) Diagrama Unifilar. B) Vista en planta. Fuente: INECTEL SAS
Normatividad de la Estructura
Afloramientos: LA220, LA221, LA218 Derivación de MT: LA228
Seccionamiento de circuito de MT: LA223
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Ilustración 43. Circuito Ejemplo - Diagrama Unifilar Existente. Fuente: INECTEL SAS
Ilustración 44. Diagrama Unifilar Ejemplo 2. Fuente: INECTEL SAS.
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Así mismo, una vez definido el recorrido de las redes proyectadas, la ubicación de los diferentes equipos a proyectados en el proyecto con el fin de solucionar la interferencia de las redes aéreas (como se muestra en la Ilustración 34), se procede a realizar el mismo procedimiento para los diagramas unifilares proyectados, que a su vez, estos permitirán al Operador de Red a su tiempo, realizar las respectivas maniobras para poder realizar la conexión de las redes proyectadas.
En cuanto a los transformadores existentes que se van a subterranizar, dependiendo del geométrico que se tenga como resultado del proyecto, puede que su carga se elimine por completo, lo que haría que este transformador se eliminado, y por ende no se contemple en el diseño; esta otro escenario en donde la carga puede verse disminuida por la compra de predios, haciendo que su capacidad nominal proyectada sea menor, es decir, por ejemplo, pase de 75 kVA a 45 kVA; o está el caso en el que ninguna de las cargas del transformador se va a ver afectada, por lo que la potencia nominal proyectada será la misma.
Para el proyecto Red Peatonal Zona Rosa se presenta el último escenario, que el que se va a presentar como ejemplo para el diagrama unifilar proyectado.
Por lineamientos de CODENSA, todo transformador subterráneo, aunque sea final de circuito, debe ir junto con un equipo de maniobra de tres vías (entrada – salida – derivación) como mínimo.
En este proyecto, todos los equipos de maniobra son de 5 vías, como se muestra en la Ilustración 46
Ilustración 46. Equipo de Maniobra de 5 vías. Fuente: INECTEL SAS
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donde adicionalmente se debe tener en cuenta la siguiente información en cuanto a las protecciones en Media Tensión se refiere.
Ilustración 47. Selección de Elementos de Protección – CTS525. 20.
Estos tipos de transformadores deben contar con una protección tipo BAY – O – NET y con un fusible limitador de corriente. El fusible limitador de corriente, es un fusible de respaldo que solo actúa en el caso de fallas internas del transformador, por lo tanto, su coordinación debe ser tal que opere únicamente en este tipo de fallas. Las fallas externas en baja tensión deben ser despejadas por el interruptor automático de baja tensión y como respaldo el fusible tipo BAY – O – NET, con el fin de que, cuando actué el fusible limitador de corriente, el transformador se encontrará des energizado, garantizando la seguridad de los operarios.
Teniendo como una base lo mencionado, se muestra un ejemplo de un transformador semi sumergible con sus protecciones seleccionadas acorde a la normativa de CODENSA.
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En cuanto a los recorridos de media tensión, es importante mostrar tres cosas:
La conectividad de las redes de media tensión, es decir, que va conectado con que, junto con sus calibres (tanto en aluminio como en cobre)
En que cajas se realizan los empalmes de media tensión, con dirección y número (nodo asignado)
Los puntos en donde las redes de media tensión salen del proyecto.
En la Ilustración 49 se puede observar un ejemplo de lo mencionado anteriormente.
Ilustración 49. Diagrama Unifilar – Conectividad Redes de Media Tensión. Fuente: INECTEL SAS
Así mismo, en los diagramas unifilares proyectados, se debe plasmar lo que se va a realizar con cada equipo, tales como Re conectadores, Seccionadores, entre otros, y en el caso que sean equipos que sean de suplencia, es decir, que en caso de falla en una zona de una de las redes de media tensión de otro circuito, al operar el elemento, pase a alimentar una zona del otro circuito afectado.
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Ilustración 50. Diagrama Unifilar – Diseño de red de media tensión circuito de suplencia. Fuente: INECTEL SAS
Ilustración 51. Traslado de Equipo RC fuera del límite del proyecto. Fuente: INECTEL SAS
Ilustración 52. Subterranización de RC y SC haciendo uso de un RMU. Fuente: INECTEL SAS.
