Manuel Chazarra Jover
EL DIRECTOR DEL PROYECTO
Juan José Balza Arrabal
Fdo: Fecha:
Vº Bº del Coordinador de Proyectos
Tomás Gómez San Román
UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)
INGENIERÍA INDUSTRIAL
PROYECTO FIN DE CARRERA
PROYECTO DE ELECTRIFICACIÓN
DEL SECTOR 13 DE LAS NN. SS. DE
NOBLEJAS (TOLEDO)
AUTOR: MANUEL J. CHAZARRA JOVER
Resumen
El objetivo último del presente proyecto es garantizar el abastecimiento eléctrico del sector 13 de las NN. SS. de Noblejas, en la provincia de Toledo, y que aquél se realice en unas condiciones apropiadas tanto de seguridad para las personas y para los equipos a instalar como de continuidad en el suministro.
El proyecto comienza con las necesidades de la potencia a instalar en la urbanización, dependiendo de la explotación del suelo, conforme con lo permitido por el Ayuntamiento de Noblejas y con el cliente, propietario del terreno. La totalidad de la energía eléctrica para la urbanización provendrá de la subestación eléctrica de Unión Fenosa, Ocaña 66/20 kV, próxima al lugar de consumo y se transportará mediante línea aérea de distribución en media tensión (20 kV) hasta un apoyo aéreo-subterráneo que soterrará la línea a la entrada de la urbanización.
El proyecto está compuesto por cuatro grandes bloques. La red de media tensión, de baja tensión y los centros de seccionamiento y transformación, que son utilizados para el abastecimiento de energía eléctrica de las viviendas, locales comerciales, equipamiento terciario, etc, mientras que el cuarto bloque corresponde a la red de alumbrado público.
La red de media tensión proveniente de Ocaña 66/20 kV pasa a una de las celdas de línea del centro de seccionamiento, y a continuación, saldrán dos cables (uno por cada celda de línea) para la distribución en anillo. Los conductores utilizados son de aluminio de 240 mm2 con una intensidad máxima admisible superior al máximo esperado en
régimen permanente de 263,57 A. Para las condiciones de cortocircuito, dicho conductor soporta intensidades de 60,71 kA y, para la situación más desfavorable de la incidencia, la máxima intensidad esperada será de 14,43 kA.
Los tubos enterrados bajo las aceras o la calzada tendrán 160 mm de diámetro, superior al mínimo exigido por el reglamento de alta tensión. La red contará con las protecciones de la subestación Ocaña 66/20 kV que dispararán en 0,4 segundos mientras las condiciones de sobreintensidad se mantengan durante esa temporización. La configuración en anillo de la red de media tensión permite mejorar la continuidad en el servicio ante accidentes en la red, ya que los seccionadores entre los que se encuentre
dicho accidente aislarán la zona para reposición de los daños, manteniéndose el abastecimiento en el resto de la urbanización. Finalmente, la puesta a tierra de la red se llevará a cabo conectando a tierra la pantalla metálica de los cables en las zonas de inicio y fin de cada segmento de línea (celdas terminales).
Para minimizar las pérdidas en la distribución de energía eléctrica, ésta se realiza a 20.000 V pero, como el consumo final se lleva a cabo a 400 V, se requiere una transformación de la tensión. Esto ocurre en los centros de transformación repartidos por toda la urbanización, según los centros de gravedad de las cargas, y se utilizarán, para ello, transformadores de 630 kVA instalados en edificios exteriores de Ormazábal. Cada transformador llevará una celda de protección, para proteger posibles incidencias como cortocircuitos, mediante fusibles de 63 A (superior a la intensidad máxima en régimen permanente). Dichos transformadores estarán conectados con los cuadros de baja tensión y se les instalarán un pozo apagafuegos para recoger posibles pérdidas de aceite mineral inmerso en sus cubas.
La puesta a tierra de protección de los edificios se ha llevado a cabo mediante una estructura alrededor del mismo de conductor de cobre desnudo y picas enterradas del mismo material. La longitud de la estructura y el número de picas ha dependido de las dimensiones del edificio a proteger, además de las tensiones de paso y de contacto que se producirían. Se ha tenido que reforzar la puesta a tierra de protección con un suelo aislante en los centros de transformación y seccionamiento, ya que los valores esperados de tensión de contacto era muy superiores a los máximos admisibles. La puesta a tierra de servicio ha tenido que ser separada de la puesta a tierra de protección y se ha realizado mediante una pica de acero cobreado a una distancia mínima calculada.
Los circuitos de la red de distribución de baja tensión parten de los cuadros de baja tensión de los centros de transformación y, de forma subterránea, llegan hasta las arquetas de entrada a las parcelas de viviendas que van a alimentar. Las canalizaciones utilizadas son entubadas y enterradas bajo aceras, preferentemente, con un diámetro de tubo de 225 mm, valor correspondiente al mínimo exigido por el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (REBT) para secciones de conductores de 240 mm2. En
los casos de secciones menores se mantiene el diámetro de 225 mm de tubo para contemplar futuras ampliaciones.
La sección de los conductores utilizada en cada circuito ha sido dimensionado para soportar la intensidad máxima en régimen permanente y una caída de tensión máxima del 5 %, de acuerdo con las Normas Particulares de Unión Fenosa. Por ello, se ha utilizado cables de conductor de 240, 150, 95 y 50 mm2. En los cuadros de baja tensión de
los centros de transformación se encuentran ubicados, para cada circuito de baja tensión, un fusible con valor de intensidad el inmediatamente superior normalizado a la intensidad máxima en régimen permanente, para interrumpir el suministro en condiciones de cortocircuito y así garantizar la seguridad en los consumos. La puesta a tierra de la red de distribución en baja tensión se realizará: con la conexión del neutro del transformador a la puesta a tierra de servicio en los centros de transformación y cada 200 metros aproximadamente (y preferiblemente en derivaciones) conectando la pantalla metálica del cable aislado, a tierra.
Finalmente, se ha proyectado la red de alumbrado público de los viales de la urbanización ya que, según el REBT, al tener una potencia total de más de 5 kW, requiere realización de proyecto. Se ha utilizado dos tipos de luminarias, de 250 W y de 150 W dependiendo de la importancia del tráfico de los viales y, se ha dejado una distancia entre ellas suficiente para asegurar una intensidad de luz de 20 lux para viales principales y 15 lux para secundarios a una altura de un metro sobre el suelo.
La alimentación de los circuitos se toma de los cuadros de mando y protección instalados en tres centros de transformación de la urbanización y conectados a sus cuadros de baja tensión, siguiendo nuevamente el criterio de centro de gravedad de las cargas. Las canalizaciones para la red subterránea serán enterradas bajo tubo de 63, 90 y 110 mm de diámetro dependiendo de la sección de los conductores del circuito. Dicha sección se ha calculado para soportar la intensidad máxima en régimen permanente y para cumplir con la caída de tensión máxima que fija el REBT en 3%. Cada uno de los circuitos del alumbrado público cuenta con un interruptor magnetotérmico y diferencial para la protección ante faltas y contactos indirectos, así como un interruptor magnetotérmico y diferencial general en cada cuadro de mando y protección.
The last target of the present project is to guarantee the electrical supply of the sector 13 at Noblejas, in the province of Toledo, and that one realizes in conditions of safety for the people and for the teams to be installed and of continuity in the supply.
The project begins with the needs for the power to install in the estate depending on the purpose of the plot, always in accordance with the allowed for the Town hall of Noblejas and with the client, owner of the area. The totality of the electric power for the estate will come from the electrical substation of Union Fenosa Ocaña 66/20 kV, next to the consumption place and will be transported by air distribution line in high voltage (20 kV) up to an air - underground support that will bury the line at the entry of the estate.
The project is composed by four big blocks. The network of high voltage, of low voltage and the centers of seccionamiento and transformation are used for the supply of electric power of the housings, commercial places, tertiary equipment, etc while the fourth block corresponds to the network of the street lighting.
The network of high voltage originated from Ocaña 66/20 kV goes on to one of the cells from line of the center of seccionamiento, and next, there will leave two cables (one for every line cell) for the distribution in ring. The used conductors are made of aluminum of 240 mm2 with an admissible maximum intensity higher than the maximum
waited intensity in permanent regime of 263,57 A. For short circuit conditions, the above mentioned conductor supports intensities of 60,71 kA and, for the most unfavorable incidence, the maximum intensity waited will be 14,43 kA.
The tubes buried under the sidewalks or under the roadway will be 160 mm of diameter, superior to the minimum demanded by the regulation of high voltage. The network will count with the protections of the substation Ocaña 66/20 kV that will break in 0,4 seconds. The configuration in ring of the network of high voltage allows to improve the continuity in the service before accidents in the network since the seccionadores between the above mentioned accident will be, isolating the area for restoration of the damages, being supported the supplying in the rest of the estate. Finally, the ground of the network will be carried out connecting to ground the metallic screen of the cables in the beginning and end of every segment of line, in the terminal cells.
To minimize the losses in the electric power distribution, this one is realized in 20.000 V but, as the final consumption is carried out to 400 V, a transformation of the voltage is needed. This happens in the centers of transformation distributed by the whole estate according to the centers of gravity of the charges. Transformers of 630 kVA will be used for it, installed in exterior Ormazábal buildings. Every transformer will have got a protection cell to be protected against incidences like short circuits, by fuses of 63 A (higher than the maximum intensity in permanent regime), they will be connected by the low tension panel and each transformer will install a oil well to avoid losses of immersed mineral oil of his vats.
The protection ground of the buildings has been carried out by a structure made of copper and buried pikes. The length of the structure and the number of pikes has depended on the dimensions of the building to be isolated furthermore on the contact voltage and paso voltage. The ground has had to be reinforced with an insulating soil in the centers of transformation and seccionamiento because the values expected from contact voltage was very higher than the admissible maximum. The service ground has had to be separated from the protection ground and has been realized by a steel pike at a calculated minimal distance.
The circuits of the distribution network of low voltage depart from the low voltage panel of the centers of transformation and, of underground form, they come up to the entry chests to the plots of housings that they are going to feed. The used canalizations are buried under pavement, preferably, with a diameter of 225 mm pipe, value corresponding to the minimum demanded by the Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (REBT) for conductors' sections of 240 mm2. For the cases of minor sections, there is supported
the diameter of 225 mm of pipe to contemplate future enlargement.
The section of the conductors used in every circuit has been measured according to supporting the maximum intensity in permanent regime and a maximum falling of voltage of 5 %, according to the Particular Rules of Union Fenosa. For it, conductors of 240, 150, 95 and 50 mm2 have been used. In the low voltage panel of the centers of
transformation there are located fuses (in each circuit) with a value of intensity the immediately normalized higher than the maximum intensity in permanent regime, so that
it interrupts the supply in short circuit conditions to guarantee the safety in the consumptions.
The ground of the distribution network in low voltage will be realized: with the connection of the neutral one of the transformer to the service ground in the centers of transformation and every 200 meters approximately (and preferably in derivations) connecting the metallic screen of the cable isolated to ground.
Finally, there has been projected the network of street lighting of the estate´s roads, because the total power is higher than 5 kW, according to the REBT. There have been used two types of lights, of 250 W and of 150 W depending on the importance of the traffic of the roads and, have left a sufficient distance between them to assure an intensity of light of 20 lux for principal roads and 15 lux for secondary roads. The feeding of the circuits is taken from control and protection panel in three centers of transformation of the estate and connected to his low voltage panel, following again the criterion of center of gravity of the charges. The canalizations for the underground network will be buried under pipe 63, 90 and 110 mm in diameter depending on the section of the conductor of the circuit. The above mentioned section has been calculated to support the maximum intensity in permanent regimen and to obey with maximum falling voltage that the REBT fixes in 3 %.
Each of the circuits of the street lighting is provided with a magnetotermico and differential switch for the protection before absences and indirect contacts, as well as a magnetotérmico and differential general switch in every control and protection panel.
1.- Memoria
1.1.- Memoria descriptiva
1.2.- Anexo I: Cálculos
1.1
Índice
A.- Introducción pag
A.1.- Antecedentes 13
A.2.- Objeto del proyecto 13
A.3.- Descripción de la urbanización 14
A.4.- Descripción del proyecto 14
A.5.- Normativa de aplicación 15
A.6.- Previsión de cargas para el suministro 16
B.- Red de media tensión B.1.- Topología 23
B.2.- Descripción de los conductores 24
B.3.- Descripción de las canalizaciones 27
B.4.- Protecciones de la red de Media Tensión 28
B.5.- Puesta a tierra 28
C.- Centros de transformación C.1.- Características generales de los centros de transformación 29
C.2.- Programa de necesidades y potencia instalada en kVA 30 C.3.- Descripción de la ubicación y de los CT elegidos 30
C.4.- Obra civil de los CT y centro de maniobra 32
C.5.- Pozos apagafuegos de los centros de transformación 34
C.6.- Instalación eléctrica principal 35
C.6.2.- Transformadores de MT/BT 39
C.6.3.- Cuadros de baja tensión 40
C.6.4.- Interconexión celda-transformador 42
C.6.5.- Interconexión transformador-cuadro de BT 42
C.7.- Instalación de puesta a tierra 43
C.7.1.- Puesta a tierra de protección 43
C.7.1.1.- Datos de partida 43
C.7.1.2.- Tensión de contacto 44
C.7.1.3.- Tensión de paso 45
C.7.2.- Puesta a tierra de servicio 45
C.8.- Prescripciones contra incendios 46
C.9.- Señalizaciones y material de seguridad 47
D.- Red de baja tensión D.1.- Topología 48
D.2.- Descripción de los conductores 48
D.3.- Puesta a tierra del neutro 49
D.4.- Descripción de las canalizaciones 50
E.- Red de alumbrado público E.1.- Criterios establecidos para el diseño 52
E.2.- Descripción de la red de alumbrado 52
E.3.- Descripción de las canalizaciones 54
E.4.- Cuadro de protección y maniobra 55
E.4.1.- Toma de corriente y contadores 55
E.4.2.- Descripción de los cuadros de maniobra 56
E.4.3.- Ahorro de energía 57
E.5.- Descripción de los conductores, empalmes y conexiones 57
F.- Bibliografía
F.1.- Referencias de libros y de páginas web 60
A.- Introducción
A.1.- Antecedentes
Las Normas Subsidiarias del municipio de Noblejas (situado en la provincia de Toledo) definen el Sector 13 del mismo como suelo urbanizable. UFACON S.L. presenta un encargo por el cual se redacta el presente Proyecto de Urbanización, para dotar al sector citado anteriormente de las infraestructuras y servicios necesarios para su abastecimiento de energía eléctrica.
A.2.- Objeto del proyecto
El objeto del proyecto es definir a nivel de detalle y constructivo todos los elementos necesarios para el suministro de energía eléctrica a las 1039 viviendas, locales comerciales, zonas terciarias y equipamientos de la urbanización que se situará en el municipio de Noblejas, provincia de Toledo (mostrado en el documento Planos, en el plano nº1: plano de situación).
El proyecto abarca la descripción de las obras para la construcción y puesta en funcionamiento de las infraestructuras para la red de electricidad y el alumbrado público. Éstas estarán formadas por la red de media tensión, el número y la ubicación de los centros de transformación, el reparto de la energía eléctrica en baja tensión a lo largo de toda la urbanización y las necesidades de alumbrado público para la misma.
A.3.- Descripción de la urbanización
La urbanización del Sector 13 de Noblejas presenta la siguiente dotación en cuanto a viviendas a construir:
• 57 viviendas unifamiliares aisladas
• 414 viviendas unifamiliares adosadas
• 568 viviendas plurifamiliares
a esto hay que añadir 20.000 m2 de equipamiento terciario, 6200 m2 de locales
comerciales, una zona de equipamientos y 6 viales de los cuales 5 son utilizados para conectar cada una de las zonas que constituyen la urbanización (viales internos) y un vial que sirve de acceso al complejo de la urbanización. La topografía de dichos viales será presentada posteriormente, en el apartado de alumbrado público.
Se ha decidido dividir la totalidad de la urbanización en grupos de viviendas más pequeños y próximos entre sí para el cálculo de su abastecimiento eléctrico. La numeración de estas zonas se presenta en el documento de Planos, en el plano nº 2: Distribución de parcelas).
A.4.- Descripción del proyecto
El presente proyecto está constituido por las siguientes partes:
• Red de Media Tensión.
• Centros de Transformación
• Red de Baja Tensión.
La alimentación a la Urbanización sita en el Sector 13 de las NN.SS. de Noblejas se realizará desde la Subestación de Ocaña 66/20 kV que Unión Fenosa tiene en Ocaña, siguiendo indicaciones de la propia compañía eléctrica suministradora.
La unión desde la Subestación hasta la Urbanización se realizará a través de un circuito aéreo que se soterrará a la entrada de la urbanización mediante apoyo de paso de aéreo a subterráneo.
Quedará fuera del proyecto la red aérea de media tensión entre la subestación más próxima a la urbanización y el apoyo aéreo-subterráneo para soterrar la red de media tensión. Así mismo, no se llevará a cabo la red eléctrica interior de cada una de las viviendas.
A.5.- Normativa de aplicación
Las instalaciones se diseñarán y se realizarán conforme a los siguientes Reglamentos y Normativas:
• Reglamento sobre Condiciones Técnicas y Garantías de Seguridad en Centrales Eléctricas, Subestaciones y Centros de Transformación, aprobado por Decreto 3.275/1.982 de 12 de Noviembre, e Instrucciones Complementarias al mismo, aprobadas por Orden del Ministerio de Industria y Energía de 6 de Julio de 1.984.
• Orden del Ministerio de Industria y Energía de 10 de Marzo de 2.000 por la que se modifican las Instrucciones Técnicas Complementarias MIE RAT 01, 02, 06, 14, 15, 16, 17, 18 y 19 del Reglamento sobre Condiciones Técnicas y Garantías de Seguridad en Centrales Eléctricas, Subestaciones y Centros de Transformación.
• REAL DECRETO 223/2008, de 15 de febrero, por el que se aprueban el Reglamento sobre condiciones técnicas y garantías de seguridad en líneas eléctricas de alta tensión y sus instrucciones técnicas complementarias ITC-LAT 01 a 09.
• Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión e Instrucciones Técnicas Complementarias (Real Decreto 842/2002 de 2 de Agosto).
• Normas Particulares y Condiciones Técnicas y de Seguridad de la empresa distribuidora de energía eléctrica, Unión FENOSA.
• Recomendaciones UNESA sobre materiales de Líneas Subterráneas de Alta Tensión, Centros de Transformación y Líneas Subterráneas de Baja tensión.
• Normalización Nacional (Normas UNE).
• Recomendaciones de la Comisión Internacional de la Iluminación (IDAE) de Marzo de 2001 o documento que lo sustituya.
A.6.- Previsión de cargas para el suministro
La Potencia demandada por la urbanización a construir en el Sector 13 de las NN.SS. de Noblejas (Toledo) queda justificada a continuación.
La dotación de la urbanización ha sido presentada en el apartado A.3. (Descripción de la urbanización) del presente documento.
Según marca el vigente Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión en su ITC-BT-10, las viviendas unifamiliares aisladas y adosadas se considerarán incluidas en el grado de electrificación elevado, con una potencia demandada unitaria de 9.200 W, para las viviendas plurifamiliares se consideran 5.750 W a 230 V (grado de electrificación básico), para los locales comerciales una potencia de 100 W/ m2. Sobre el equipamiento
terciario no expresa una cantidad exacta por lo que se diseñará considerando 50 W/ m2.
La potencia utilizada para el cálculo de los elementos que constituyen el abastecimiento eléctrico ha sido el resultado de multiplicar la potencia instalada por el coeficiente de simultaneidad de la Tabla 1 de la ITC-BT-10, valor que varía según el número de viviendas de cada manzana.
La potencia total prevista para cada Centro de Transformación y en los circuitos que alimentan a estas se recoge en las siguientes tablas:
Centro de Transformación 1, trafo 1 y 2 (2X630 kVA): MANZANA Nº DE
VIV.
POT. UNIT. POT. INSTALADA POT. CALCULO MANZANA 5.3 19 9,20Kw/Viv. 174,80 kW 131,56 kW Total Circuito 1 131,56 kW MANZANA 5.4 y 5.5 15 9,20Kw/Viv. 138,00 kW 109,48 kW Total Circuito 2 109,48 kW MANZANA 5.6 19 9,20Kw/Viv. 174,80 kW 131,56 kW Total Circuito 3 131,56 kW MANZANA 5.6 y 7.2 19 9,20Kw/Viv. 174,80 kW 131,56 kW Total Circuito 4 131,56 kW MANZANA 7.2 18 9,20Kw/Viv. 165,60 kW 126,04 kW Total Circuito 5 126,04 kW MANZANA 8 16 9,20Kw/Viv. 147,20 kW 115,00 kW Total Circuito 6 115,00 kW MANZANA 8 16 9,20Kw/Viv. 147,20 kW 115,00 kW Total Circuito 7 115,00 kW ALUMBRADO PÚBLICO --- --- 22,32 kW 22,32 kW Total Circuito 8 22,32 kW Total CT1 882,52 kW
Centro de Transformación 2, trafo 1 y 2 (2X630 kVA): MANZANA Nº DE
VIV.
POT. UNIT. POT. INSTALADA POT. CALCULO MANZANA 5.1 Y 5.2 17 9,20Kw/Viv. 156,40 kW 156,40 kW Total Circuito 1 156,40 kW MANZANA 5.3 19 9,20Kw/Viv. 174,80 kW 131,56 kW Total Circuito 2 131,56 kW MANZANA 6.5 26 9,20Kw/Viv. 239,20 kW 163,76 kW Total Circuito 3 163,76 kW MANZANA 6.6 20 9,20Kw/Viv. 184,00 kW 136,16 kW Total Circuito 4 136,16 kW MANZANA 6.2 30 5,75Kw/Viv. 172,50 kW 113,85 kW Total Circuito 5 113,85 kW MANZANA 6.2 30 5,75Kw/Viv. 172,50 kW 113,85 kW Total Circuito 6 113,85 kW MANZANA 6.3 40 5,75Kw/Viv. 230,00 kW 142,60 kW Total Circuito 7 142,60 kW Total CT2 958,18 kW
MANZANAS Nº DE VIV.
POT. UNIT. POT. INSTALADA POT. CALCULO Equipamiento Terciario --- --- 1000,00 kW 1000,00 kW Total Circuitos 1000,00 kW Total CT3 1000,00 kW
Centro de Transformación 4, trafo 1 y 2 (2X630 kVA): MANZANAS Nº DE
VIV.
POT. UNIT. POT. INSTALADA POT. CALCULO MANZANA 4.1 20 9,20Kw/Viv. 184,00 kW 136,16 kW Total Circuito 1 136,16 kW MANZANA 4.1 20 9,20Kw/Viv. 184,00 kW 136,16 kW Total Circuito 2 136,16 kW MANZANA 4.1 20 9,20Kw/Viv. 184,00 kW 136,16 kW Total Circuito 3 136,16 kW MANZANA 4.1 20 9,20Kw/Viv. 184,00 kW 136,16 kW Total Circuito 4 136,16 kW MANZANA 4.1 20 9,20Kw/Viv. 184,00 kW 136,16 kW Total Circuito 5 136,16 kW MANZANA 4.1 15 9,20Kw/Viv. 138,00 kW 109,48 kW Total Circuito 6 109,48 kW MANZANA 4.2 9 9,20Kw/Viv. 82,80 kW 71,76 kW Total Circuito 7 71,76 kW ALUMBRADO PÚBLICO --- --- 40,05 kW 40,05 kW Total Circuito 8 40,05 kW Total CT4 902,09 kW
Centro de Transformación 5, trafo 1 y 2 (2X630 kVA): MANZANAS Nº DE
VIV.
POT. UNIT. POT. INSTALADA POT. CALCULO MANZANA 7.1 33 5,75Kw/Viv. 189,75 kW 122,475 kW Total Circuito 1 122,475 kW MANZANA 7.1 33 5,75Kw/Viv. 189,75 kW 122,475 kW Total Circuito 2 122,475 kW MANZANA 7.1 34 5,75Kw/Viv. 195,50 kW 125,350 kW Total Circuito 3 125,350 kW LOCALES COMERCIALES --- --- 620,00 kW 620,000 kW Total Circuitos 620,000 kW Total CT5 990,30 kW
Centro de Transformación 6, trafo 1 y 2 (2X630 kVA): MANZANAS Nº DE
VIV.
POT. UNIT. POT. INSTALADA POT. CALCULO MANZANA 3.5 33 5,75Kw/Viv. 189,75 kW 122,475 kW Total Circuito 1 122,475 kW MANZANA 3.5 33 5,75Kw/Viv. 189,75 kW 122,475 kW Total Circuito 2 122,475 kW MANZANA 3.5 34 5,75Kw/Viv. 195,50 kW 125,350 kW Total Circuito 3 125,350 kW MANZANA 6.1 25 5,75Kw/Viv. 143,75 kW 99,475 kW Total Circuito 4 99,475 kW MANZANA 2 30 5,75Kw/Viv. 172,50 kW 113,850 kW Total Circuito 5 113,850 kW MANZANA 2 30 5,75Kw/Viv. 172,50 kW 113,850 kW Total Circuito 6 113,850 kW MANZANA 2 30 5,75Kw/Viv. 172,50 kW 113,850 kW Total Circuito 7 113,850 kW MANZANA 6.4 30 5,75Kw/Viv. 172,50 kW 113,850 kW Total Circuito 8 113,850 kW Total CT6 925,175 kW
Centro de Transformación 7, trafo 1 (1X630 kVA): MANZANAS Nº DE
VIV.
POT. UNIT. POT. INSTALADA POT. CALCULO MANZANA 3.4 23 9,20Kw/Viv. 211,60 kW 149,96 kW Total Circuito 1 149,96 kW MANZANA 3.4 13 9,20Kw/Viv. 119,60 kW 97,52 kW Total Circuito 2 97,52 kW RESERVA --- --- 256,40 kW 256,40 kW Total Circuitos 247,48 kW Total CT7 503,88 kW
Centro de Transformación 8, trafo 1 y 2 (2X630 kVA): MANZANAS Nº DE
VIV.
POT. UNIT. POT. INSTALADA POT. CALCULO MANZANA 1.5 36 5,75Kw/Viv. 207,00 kW 131,100 kW Total Circuito 1 131,100 kW MANZANA 1.5 y 1.4 36 5,75Kw/Viv. 207,00 kW 131,100 kW Total Circuito 2 131,100 kW MANZANA 1.4 51 5,75Kw/Viv. 293,25 kW 174,225 kW Total Circuito 3 174,225 kW MANZANA 1.3 y 1.2 25 9,20Kw/Viv. 230,00 kW 159,160 kW Total Circuito 4 159,160 kW MANZANA 1.2 25 9,20Kw/Viv. 230,00 kW 159,160 kW
Total Circuito 5 159,160 kW MANZANA 1.1 14 9,20Kw/Viv. 128,80 kW 103,960 kW Total Circuito 6 103,960 kW MANZANA 3.2 y 3.3 11 9,20Kw/Viv. 101,20 kW 84,640 kW Total Circuito 7 84,640 kW MANZANA 3.1 22 9,20Kw/Viv. 202,40 kW 145,360 kW Total Circuito 8 145,360 kW Total CT8 1047,650 kW
Centro de Transformación 9, trafo 1 (1X630 kVA): MANZANAS Nº DE
VIV.
POT. UNIT. POT. INSTALADA POT. CALCULO MANZANA 9 (EQUIPAMIENTO) --- --- 504,00 kW 504,00kW Total Circuitos 504,00 kW Total CT9 504,00 kW
Centro de Transformación 10, trafo 1 (1X630 kVA): MANZANAS Nº DE
VIV.
POT. UNIT. POT. INSTALADA POT. CALCULO MANZANA 3.4 10 9,20Kw/Viv. 92,00 kW 78,20 kW Total Circuito 1 78,20 kW ALUMBRADO PÚBLICO --- --- 23,76 kW 23,76 kW Total Circuito 2 23,76 kW RESERVA --- --- 401,80 kW 401,80kW Total Circuito 101,96 kW Total CT10 503,76 kW
Potencia total de cada uno de los centros de transformación a instalar: POT. TOTAL REQUERIDA TRAFOS POT. INSTALADA CT1 882,52 kW 2x630 kVA CT2 958,18 kW 2x630 kVA CT3 1000,00 kW 2x630 kVA
CT4 902,09 kW 2x630 kVA CT5 990,30 kW 2x630 kVA CT6 925,17 kW 2x630 kVA CT7 503,88 kW 1x630 kVA CT8 1047,65 kW 2x630 kVA CT9 504,00 kW 1x630 kVA CT10 503,76 kW 1x630 kVA
Total Urbanización 8217,55 kW 10710 kVA
Se ha considerando un Cos φ = 0,9 para toda la instalación.
B.- Red de media tensión
B.1.- Topología
Para la descripción de la red subterránea de media tensión que alimentará la urbanización se va a utilizar en siguiente esquema. El tipo de red de alimentación utilizado es de bucle abierto o anillo:
La red de media tensión proveniente de la subestación Ocaña 66/20 kV, que tras su soterramiento mediante el apoyo aéreo-subterráneo, entrará en el centro de seccionamiento con tres celdas. La primera de ellas para la recepción proveniente de Ocaña y las otras dos salidas para los centros de transformación para constituir el anillo. Conectarán el centro de seccionamiento con los centros de transformación CT-1 y CT-9. El resto de centros de transformación estarán conectados en serie entre sí.
La línea subterránea se dividirá en los siguientes tramos:
- De CS a CT1: 3 metros. - De CT1 a CT2: 526 metros. - De CT2 a CT3: 12 metros. - De CT3 a CT4: 426 metros. - De CT4 a CT7: 3 metros. - De CT7 a CT5: 475 metros. - De CT5 a CT6: 3 metros. - De CT6 a CT10: 295 metros. - De CT10 a CT8: 144 metros. - De CT8 a CT9: 595 metros. - De CT9 a CS: 445 metros. - Total: 2927 metros.
Se ha elegido este tipo de red de alimentación en media tensión valorando como principal la característica de seguridad en el sistema y continuidad en el servicio. Ante incidencias en el cableado entre dos centros de transformación dados, éstas se pueden aislar con la apertura de la aparamenta correspondiente de los centros, dejando intacto el suministro en todos los circuitos de baja tensión de la urbanización y teniendo la opción de reparar la incidencia al estar aislada.
B.2.- Descripción de los conductores
Los conductores que se utilizaran serán de aluminio semirrígidos clase 2, de sección circular de varios alambres cableados con obturación longitudinal y transversal para impedir la penetración del agua y con cubierta exterior de poliolefina termoplástica libre de halógenos de color rojo resistente a la abrasión y al desgarro.
Se utilizarán cables con aislamiento de polietileno reticulado (XLPE) de acuerdo con la Norma UEFE 1.3.13.01.
Los conductores utilizados serán unipolares debidamente protegidos contra la corrosión que pueda provocar el terreno donde se instalen y tendrán resistencia mecánica suficiente para soportar los esfuerzos a los que pueden estar sometidos.
Los empalmes y conexiones de los conductores subterráneos se efectuarán siguiendo métodos o sistemas que garanticen una perfecta continuidad del conductor y de su aislamiento.
Se realizará la puesta a tierra de la pantalla metálica de los cables en los empalmes además de los extremos de la línea, con el fin de disminuir la resistencia global a tierra, no debiendo ésta superar los 20Ω.
Las características de los cables a utilizar son las que se muestran a continuación:
Serie de tensión: 12/20 KV.
Tipo: Unipolares de campo radial.
Designación: HERSATENE RHZ1 H-16 Al.
Aislamiento: Polietileno Reticulado (XLPE)
Sección nominal: 240 mm2 Aluminio.
Cubierta: Poliolefina de 2 mm de espesor de color rojo.
Diámetro aparente del conductor: 17,8-19,2 mm.
Diámetro exterior: 38,8 mm.
Intensidad admisible al aire (40ºC): 455 A (régimen permanente). Intensidad admisible enterrado (25ºC): 345 A (régimen permanente). Resistencia máxima a 105ºC: RL = 0,169 Ω/km.
Capacidad: C = 0,453 μF/km. Tensión de ensayo a 50 Hz.: 50 kV.
Tensión de ensayo con onda tipo rayo: 125 kV.
Los cables deben disponer de un componente que tenga efecto bloqueante a la propagación longitudinal del agua entre la pantalla semiconductora externa y cubierta.
En las conexiones que se realicen en las celdas de entrada y salida de cable en todos los centros de transformación, formadas por celdas compactas de SF6, se utilizarán terminales formados por bornas apantalladas, terminaciones ELASTIMOLD de 24 kV del tipo enchufable y modelo K-158-LR. para el cable a utilizar, es decir 240 Al para las entradas y salidas en todos los centros de transformación.
En todos los terminales se conectará la pantalla de los cables, por un lado a las tomas de tierra de las correspondientes al apoyo, y por el otro a las tomas de tierra de protección de los centros de transformación.
Donde fuera necesario unir cables procedentes de bobinas distintas se utilizarán empalmes que podrán ser enfilables, retráctiles en frío o con relleno de resina. Los empalmes no deberán disminuir en ningún caso las características eléctricas y mecánicas del cable empalmado debiendo cumplir las siguientes condiciones:
- La conductividad de los cables empalmados no puede ser inferior a la de un sólo conductor sin empalmes de la misma longitud.
- El aislamiento del empalme ha de ser tan efectivo como el aislamiento propio de los conductores.
- El empalme debe estar protegido para evitar el deterioro mecánico y la entrada de humedad.
- El empalme debe resistir los esfuerzos electrodinámico en caso de cortocircuito, así como el efecto térmico de la corriente, tanto en régimen normal como en caso de sobrecargas y cortocircuitos.
Las piezas de empalme y terminales serán de compresión. Los terminales serán de tipo enchufables y apantallados de acuerdo con la Norma UEFE 1.3.40.04 A.
B.3.- Descripción de las canalizaciones
Los cables irán en tubos de plástico de color rojo de 6 metros de longitud y 160 mm de diámetro (la justificación del valor seleccionado se puede comprobar en el Anexo I: Cálculos) y 2,3 mm de espesor de pared. Éstos irán siempre acompañados de un tubo de XLPE verde de 125mm de diámetro, en el que se dejará una guía para la posterior canalización de los cables de telecomunicación y/o fibra óptica.
Los tubos irán alojados en zanjas de 80 cm de profundidad y una anchura de 50 cm cuando contengan hasta dos ternas y discurran bajo acera, para así conseguir que la distancia del punto más próximo del tubo a la superficie no sea menor de 60 cm, conforme a la ITC-LAT-06. En los casos en los que los tubos discurran bajo calzada, las zanjas tendrán unas dimensiones de 100 cm de profundidad y 50 cm de anchura (en los casos de hasta dos ternas) para que la distancia anteriormente descrita sea mayor de 80 cm.
Las mencionadas dimensiones de zanjas se modificarán, en caso necesario, cuando se encuentren otros servicios en la vía pública o el número de ternas sea distinto. Más detalles en los planos nº 3, 4 y 7.
Los tubos se situarán sobre un lecho de arena de 5 cm. de espesor. A continuación se realizará el compactado mecánico, empleándose el tipo de tierra y las tongadas adecuadas para conseguir un próctor del 95%, teniendo en cuenta que los tubos de comunicaciones irán situados por encima de los de energía. Como aviso y para evitar el posible deterioro que se pueda ocasionar al realizar las excavaciones en las proximidades de la canalización, debe señalizarse con una cinta de atención de acuerdo con la Norma UEFE 1.4.02.02. a unos 15 cm del pavimento como mínimo y a 30 cm como máximo,
quedando como mínimo a 10 cm por encima de los cables. El material, dimensiones, color, etc. de la cinta de atención será el indicado en la Norma UNE 48103.
En los cruzamientos de calzadas los tubos irán hormigonados en todo su recorrido y se dispondrá un tubo de reserva. Se realizará perpendicular al eje del vial.
Se colocaran arquetas de registro de las normalizadas por Unión Fenosa. Estas arquetas se construirán rectangulares con paredes de ladrillo de 24 cm de espesor con unas dimensiones interiores de 1,8 x 1,1 x 1,6 m, tamaño suficiente para poder practicar manipulaciones en los cables con comodidad.
Éstas se colocarán en las entradas a los nuevos centros de transformación, donde se producen quiebros importantes en las alineaciones de las canalizaciones y cada cierta distancia, con el fin de facilitar cualquier trabajo de mantenimiento.
B.4.- Protecciones de la red de Media Tensión
En aquellos casos de derivación imprevista a tierra en cualquier punto de la red de Media Tensión (falta fase-tierra), los centros de transformación no dispondrán de
capacidad de corte de dicho incidente, quedando relegado el trabajo de mantener la seguridad en el sistema a la actuación de las protecciones de la subestación eléctrica de Ocaña 66, cuya temporización en la actuación se ha considerado de 0,4 seg.
Para cualquier actuación de mantenimiento o reposición en el sistema, se podrá aislar en tensión el tramo afectado mediante los seccionadores de las celdas de los centros de transformación o del centro de seccionamiento, posteriormente a la apertura de los interruptores de la subestación. El servicio se podrá restituir antes de que se haya solucionado el incidente para el abastecimiento a las parcelas no afectadas.
Conforme a la ITC-LAT-06, en su apartado 4.9, se conectarán a tierra las pantallas metálicas de los cables de la red de Media Tensión en ambos extremos de las celdas terminales.
C.- Centros de transformación
C.1.- Características generales de los centros de transformación
El objetivo último que se pretende con la instalación de centros de transformación repartidos uniformemente según los consumos finales es el de transformar la tensión de la línea de distribución de tercera categoría (con valores de intensidades asociadas que producen menores pérdidas) en tensión de utilización por parte de dichos consumos, en nuestro caso, 230/400 V.
Los tipos de centros de transformación según su emplazamiento se pueden clasificar según el siguiente esquema:
• De interior: o En edificio
o En caseta de obra civil o Prefabricado
• Interperie:
o Sobre apoyos o En cabina
Tanto los centros de transformación de interior en caseta de obra civil como prefabricados se pueden instalar en superficie, subterráneo o semienterrado.
Es importante tener en cuenta dos aspectos fundamentales de los centros de transformación: la ventilación y su puesta a tierra. La primera de ellas tiene la función de
evacuar el calor producido por las pérdidas en los arrollamientos y en el circuito magnético del transformador. La puesta a tierra pretende garantizar la seguridad de las personas limitando las tensiones a las que pudieran estar sometidas cuando estén próximas a la instalación y asegurar la integridad del material empleado en el sistema cuando se produzcan situaciones anómalas.
C.2.- Programa de necesidades y potencia instalada en kVA
Conforme con el apartado B.1 del documento Cálculos, se van a utilizar en la Urbanización transformadores de 630 kVA. La potencia aparente total es de 9130.61 kVA por lo que se hace necesaria la instalación de al menos 15 transformadores para garantizar el suministro.
Para homogeneizar las distancias de la red de baja tensión se ha decidido finalmente colocar 17 transformadores de 630 kVA repartidos en 10 centros de transformación.
C.3.- Descripción de la ubicación y de los CT elegidos
La ubicación de los centros de transformación ha pretendido conseguir que los circuitos en Baja Tensión sean lo más cortos posible, siempre y cuando lo permitan las condiciones geográficas de la urbanización. Para ello, se ha elegido como criterio el centro de gravedad de las cargas y se ha pretendido localizarlos en zonas públicas de la misma. La ubicación final se puede observar en el plano nº 5 y 6.
Los centros de transformación estarán instalados en el interior de edificios prefabricados de hormigón monobloque de la casa Ormazábal. Se han elegido dos modelos:
• Modelo PFU-3 para los centros de transformación con un aparato transformador (los centros CT-7, CT-9 y CT-10), con dimensiones exteriores 3.280 x 2.380 x 3.045 mm y con una altura vista de 2.585 mm y
dimensiones interiores útiles 3.100 x 2.200 x 2.355 mm, con 6,8 m2 de
superficie. El peso del edificio vacío con cubierta estándar y ventilación para 1000 kVA es de 10.545 kg.
• Modelo PFU-5 para los centros de transformación con dos aparatos transformadores (los centros del CT-1 al CT-6 y el CT-8), con dimensiones exteriores 6.080 x 2.380 x 3.045 mm y con una altura vista de 2.585 mm y dimensiones interiores útiles 5.900 x 2.200 x 2.355 mm, con 13 m2 de superficie. El peso del edificio vacío con cubierta estándar y
ventilación para 1000 kVA es de 17.460 kg.
• Modelo PF-15: el único centro de maniobra que se instalará en la urbanización será la recepción de la línea subterránea de media tensión proveniente de la subestación Ocaña 66/20 kV. Sus dimensiones exteriores son 3.280 x 2380 x 3045 mm con una altura vista de 2.585 mm y un peso de 2.400 kg
Estos centros tendrán la envolvente de hormigón armado y vibrado de acuerdo a lo reflejado en la RU 1303-A, diseñados para alojar: aparamenta de media tensión (hasta 24 kV), de baja tensión, transformadores y elementos auxiliares, teniendo la posibilidad de recuperarlos en el caso de necesidad de un cambio de asentamiento.
Los edificios prefabricados de hormigón tipo PFU y PF-15 están formados por las siguientes piezas principales: una que aglutina la base y las paredes, otra que forma la solera, y una tercera que forma el techo, estando la estanqueidad garantizada por el empleo de juntas de goma esponjosa entre ambas piezas principales exteriores.
Una de las principales ventajas de los modelos seleccionados de Ormazábal es la garantía de calidad uniforme y la reducción de la obra civil y montaje en el punto de instalación debido a que sus piezas se construyen en fábrica así como el montaje y el equipamiento interior.
Estas piezas son construidas en hormigón, con una resistencia característica de 300 kg/cm2, y tienen una armadura metálica, estando unidas entre sí mediante latiguillos
de cobre, y a un colector de tierras, formando de esta manera una superficie equipotencial que envuelve completamente al centro. Las puertas y rejillas están aisladas eléctricamente, presentando una resistencia de 10 kΩ respecto de la tierra de la envolvente.
Las piezas metálicas expuestas al exterior están tratadas adecuadamente contra la corrosión.
C.4.- Obra civil de los centros de transformación y centro de maniobra
Para la construcción e instalación de los centros de transformación en los lugares públicos seleccionados se van a realizar los siguientes pasos:
• Cimentación
Para la ubicación del Centro de Transformación PFU-3 es necesaria una excavación cuyas dimensiones son 4.080 x 3.180 x 560 mm, para la del Centro de Transformación PFU-5 es necesaria una excavación, cuyas dimensiones son 6.880 x 3.180 x 560 y, finalmente, para la del centro de maniobra PF-15, 4.080 x 3.180 x 560 mm. Sobre el fondo se extenderá una capa de arena compactada y nivelada de unos 10 cm de espesor.
• Solera, pavimento y cerramientos exteriores
Todos estos elementos están fabricados en una sola pieza de hormigón. Sobre la placa base, y a una altura de unos 400 mm, se sitúa la solera, que se apoya en algunos puntos sobre la placa base, y en el interior de las paredes, permitiendo este espacio el paso de cables de MT y BT, a los que se accede a través de unas troneras cubiertas con losetas.
En los huecos para transformadores, se dispone de dos perfiles en forma de "U", que se pueden deslizar en función de la distancia entre las ruedas de cada transformador.
En la parte inferior de las paredes frontal y posterior se sitúan los agujeros para los cables de MT y BT. Estos agujeros están semiperforados, realizándose en obra la apertura de los que sean necesarios para su aplicación. De igual forma, dispone de unos agujeros semiperforados practicables para las salidas a las tierras exteriores.
En la pared frontal se sitúan las puertas de acceso de peatones, las puertas de transformadores y las rejillas de ventilación. Todos estos materiales están fabricados en chapa de acero. El PFU-3 tiene una puerta de acceso de peatones y una de acceso de transformador, el PFU-5 tiene una puerta de acceso de peatones y dos de acceso de transformadores y el PF-15 tiene una puerta de acceso de peatones.
La puerta de acceso de peatones tiene unas dimensiones de 900 x 2100 mm, mientras que las de los transformadores tienen unas dimensiones de 1250 x 2100 mm. Ambos tipos de puertas pueden abrirse 180º.
La puerta de acceso de peatones dispone de un sistema de cierre con objeto de garantizar la seguridad de funcionamiento: evitar aperturas intempestivas de la misma y la violación del Centro de Transformación. Para ello se utiliza una cerradura de diseño Ormazábal, y la puerta tiene dos puntos de anclaje: en la parte superior y en la parte inferior.
Las rejillas de ventilación de los transformadores se sitúan en la parte inferior de la puerta de acceso a los mismos, y en la parte superior tras cada transformador. Estas rejillas tienen 1200 x 677 mm y están dimensionadas para una correcta ventilación del interior del centro de transformación. Todas aquellas están formadas por lamas en forma de "V" invertida, diseñadas para formar un laberinto que evite la entrada de agua de lluvia en el Centro de Transformación, e interiormente se complementa cada rejilla con una rejilla mosquitera.
• Cubiertas
Las cubiertas están formadas por piezas de hormigón, con inserciones en la parte superior para su manipulación.
• Pinturas
El acabado de las superficies exteriores se efectúa con pintura acrílica, de color blanco-crema y textura rugosa en las paredes, y marrón en el perímetro de las cubiertas o techo, puertas y rejillas de ventilación.
• Varios
Los índices de protección presentados por este edificio son:
- Centro: IP 23 - Rejillas: IP 33
Las sobrecargas admisibles en el PFU son: - Sobrecarga de nieve: 250 kg/m2
- Sobrecarga del viento: 100 kg/m2 (144 km/h)
- Sobrecarga en el piso: 400 kg/m2
Las temperaturas de funcionamiento, hasta una humedad del 100% son:
- Mínima transitoria: -15º C - Máxima transitoria: +50º C - Máxima media diaria: +35º C
C.5.- Pozos apagafuegos de los centros de transformación
Las cubas o fosas colectoras de los edificios independientes destinados a Centros de Transformación pueden dimensionarse para no recoger en su totalidad el aceite de los transformadores, siempre y cuando: no se puedan contaminar cauces superficiales o subterráneos y la tierra contaminada pueda retirarse.
El edificio PFU-3 llevará una fosa colectora de aceite (por albergar un transformador) y el PFU-5 tendrá dos fosas colectoras (una por cada transformador).
En este caso, los transformadores son de 630 kVA, con un contenido en aceite de 400 litros por lo que instalaremos un pozo apagafuegos con una capacidad igual o superior a dicho volumen de aceite.
C.6.- Instalación eléctrica principal C.6.1.- Celdas de Alta Tensión
Las celdas a emplear serán de la casa Ormazábal, correspondientes al modelo CGM, celdas con envolvente metálica, formadas por un módulo de Vn=24 kV e In=400 A y 370 mm de ancho por 850 mm de fondo por 1800 mm de alto y 140 kg de peso.
Las celdas CGM de Ormazábal están configuradas como unidad constructiva dotada de capsulado tripolar. Como medio de corte y aislamiento utiliza el hexafloruro de azufre, conocido también con el nombre de SF6, siendo su aparellaje de ejecución fija. Es insensible a perturbaciones del entorno ambiental ofreciendo una completa protección para las personas. Dispone de una clara configuración, lo que permite su maniobra sin el más mínimo problema.
Este conjunto de celdas de Ormazábal responden a Normas tanto Nacionales como Internacionales tales como:
- CEI 60056, 60129, 60255, 60256-1, 60298, 60420, 60694 y 61000-4, y las correspondientes UNE-EN
- UNESA 6407B
- Normas particulares de Sevillana de Electricidad I, S.A.
Las celdas están constituidas por un módulo metálico, con aislamiento y corte en SF6, que incorpora en su interior un embarrado superior de cobre, y una derivación con un interruptor-seccionador rotativo, con capacidad de aislamiento y posición de puesta a
tierra de los cables de acometida inferior-frontal mediante bornas enchufables. Presenta también captadores capacitivos para la detección de tensión en los cables de acometida.
Los embarrados se conectan utilizando unos elementos patentados por Ormazábal y denominados "conjunto de unión", consiguiendo una unión totalmente apantallada, e insensible a las condiciones externas (polución, salinidad, inundación, ...).
Las partes que componen estas celdas son:
• Base y frente
La altura y diseño de esta base permite el paso de cables entre celdas sin necesidad de foso, y presenta el mímico unifilar del circuito principal y ejes de accionamiento de la aparamenta a la altura idónea para su operación. Igualmente, la altura de esta base facilita la conexión de los cables frontales de acometida. La parte frontal incluye en su parte superior la placa de características eléctricas, la mirilla para el manómetro, el esquema eléctrico de la celda y los accesos a los accionamientos del mando, y en la parte inferior se encuentran las tomas para las lámparas de señalización de tensión y el panel de acceso a los cables y fusibles. En su interior hay una pletina de cobre a lo largo de toda la celda, permitiendo la conexión a la misma del sistema de tierras y de las pantallas de los cables.
•Cuba
La cuba, fabricada en acero inoxidable de 2 mm de espesor, contiene el interruptor, el embarrado y los portafusibles, y el gas SF6 se encuentra en su interior a una presión absoluta de 1,3 bares (salvo para celdas especiales). El sellado de la cuba permite el mantenimiento de los requisitos de operación segura durante más de 30 años, sin necesidad de reposición de gas.
Esta cuba cuenta con un dispositivo de evacuación de gases que, en caso de arco interno, permite su salida hacia la parte trasera de la celda, evitando así, con ayuda de la altura de las celdas, su incidencia sobre las personas, cables o la aparamenta del Centro de Transformación.
•Interruptor/Seccionador/Seccionador de puesta a tierra
El interruptor disponible en el sistema CGM tiene tres posiciones: conectado, seccionado y puesto a tierra.
La actuación de este interruptor se realiza mediante palanca de accionamiento sobre dos ejes distintos: uno para el interruptor (conmutación entre las posiciones de interruptor conectado e interruptor seccionado); y otro para el seccionador de puesta a tierra de los cables de acometida (que conmuta entre las posiciones de seccionado y puesto a tierra).
•Mando
Los mandos de actuación son accesibles desde la parte frontal, pudiendo ser accionados de forma manual o motorizada.
Las características eléctricas de las celdas serán las siguientes:
Tensión nominal (según UNE-21002): 20 kV.
Tensión soportada a frecuencia industrial durante un minuto: . A tierra entre fases: 50 kV.
. A distancia de seccionamiento: 60 kV.
Tensión soportada a onda de choque: 1’2/50 m. Tensión soportada a tierra y entre fases: 125 kV. Tensión soportada a distancia de seccionamiento: 145 kV.
Intensidad nominal en barras: 400 A.
Capacidad de cierre: 40/50 KA cresta.
Máxima intensidad de corta duración (1 seg.): 16 kA.
Capacidad de ruptura: 400 A
Intensidad de cortocircuito: 16 kA / 40 kA
Capacidad de cierre: 40 kA
Mando interruptor: manual tipo B
Estas celdas cumplen las características correspondientes a los niveles de aislamiento para la lista 2 de la Tabla I de la Instrucción MIE-RAT-12 para una tensión más elevada para el material de 24 kV eficaces.
Existirán dos tipos de celdas, unas de posición de línea (Tipo CML-24), para seccionamiento de la línea de alimentación y otras de protección de transformadores (Tipo CMP-F-24)
En todas las celdas se alojará un interruptor – seccionador de 24 kV, 400 A, cuyas características ya se han indicado. En las posiciones de protección de transformador este interruptor estará combinado a tres bases portafusibles de 24 KV, con cartuchos limitadores de A.P.R. de 24 kV., de In = 63 A.
Los fusibles se montan sobre unos carros que se introducen en los tubos portafusibles de resina aislante, que son perfectamente estancos respecto del gas y del exterior. El disparo se producirá por fusión de uno de los fusibles o cuando la presión interior de los tubos portafusibles se eleve, debido a un fallo en los fusibles o al calentamiento excesivo de estos.
Esta posición irá dotada de un doble seccionador de puesta a tierra.
La conexión de cables se realiza por la parte frontal, mediante unos pasatapas estándar.
Existirán en todas las celdas CGM los enclavamientos que se indican en la Recomendación UNESA 6404 A y que pretenden que:
- No se pueda conectar el seccionador de puesta a tierra con el aparato principal cerrado, y recíprocamente, no se pueda cerrar el aparato principal si el seccionador de puesta a tierra está conectado.
- No se pueda quitar la tapa frontal si el seccionador de puesta a tierra está abierto, y a la inversa, no se pueda abrir el seccionador de puesta a tierra cuando la tapa frontal ha sido extraída.
Los Centros de transformación objeto de este Proyecto llevarán dos celdas de línea y una de protección por cada transformador instalado en el mismo. Así mismo, el centro de maniobra PF-15 dispondrá de tres celdas de línea: la primera de ellas para la recepción de la línea aérea proveniente de Ocaña 66/20 kV y las otras dos para formar el anillo de la red de media tensión.
C.6.2.- Transformadores de MT/BT
Los aparatos transformadores a instalar cumplirán la Recomendación UNESA 5.201-d. y serán de las siguientes características eléctricas:
- Potencia nominal: 630 kVA - Grupo de conexión Dyn 11 - Tensión primaria nominal 20 kV ±5% - Tensión secundaria nominal 400 V
- Pérdidas en vacío 1300 W
- Pérdidas en carga 6500 W
- Tensión cortocircuito 4 % - Frecuencia 50 Hz
El transformador estará sumergido en aceite mineral según la norma UNE 21-320/5-IEC 296 consiguiendo menor nivel de ruido, menores pérdidas, mayor resistencia a sobretensiones y sobrecargas prolongadas frente a los transformadores en seco. Como ya se ha comentado en el apartado C.5., pozos apagafuegos de los centros de transformación, se requiere la instalación de obra civil de fosos de recogida de aceites. La refrigeración será natural (ONAN) y el color de la capa exterior será azul verdoso muy oscuro del tipo 8010-B10G según la norma UNE 48103.
Como se indicó en el cálculo de la potencia instalada en cada centro de transformación se tendrá:
CT-1 a CT-6 y CT-8, dos transformadores de 630 KVA. CT-7, CT-9 y CT10, un transformador de 630 KVA.
C.6.3.- Cuadros de baja tensión
Se proyecta para cada transformador a instalar un cuadro de B.T. del tipo normalizado por Unión Fenosa, según NORMA ONSE 30.01-12 compuesto por el módulo de acometida de cuatro salidas con BTVC tamaño 2 (400A), formadas todas ellas por regletas tripolares y con el módulo de medida y control, alimentado por transformadores de intensidad de relación 1.000/5.
Protección contra sobrecargas:
La protección contra sobrecargas se realizara mediante un termómetro de contactos, previsto en todos los transformadores, que cuando alcance una temperatura prefijada enviara orden de disparo al seccionador de carga de la celda M.T. de protección. El disparo del mismo se hará a través de una bobina alimentada a 220 V c/a.
Cada transformador llevará en M.T. una celda de protección equipada con tres cortacircuitos fusibles de alto poder de ruptura, que en caso de fusión de uno de ellos, provoque un disparo trifásico mediante la apertura del correspondiente seccionador en carga. El calibre del fusible será de 63 A.
Estructura del cuadro de B.T.:
Está compuesta por un bastidor de chapa blanca, en el que se distinguen las siguientes zonas:
•Zona de acometida, medida y de equipos auxiliares
En la parte superior del módulo AC-4 existe un compartimiento para la acometida al mismo, que se realiza a través de un pasamuros tetrapolar, evitando la penetración de agua al interior. Dentro de este compartimiento, existen cuatro pletinas deslizantes que hacen la función de seccionador.
El acceso a este compartimiento es por medio de una puerta abisagrada en dos puntos. Sobre ella se montan los elementos normalizados por la compañía suministradora.
• Zona de salidas
Está formada por un compartimiento que aloja exclusivamente el embarrado y los elementos de protección de cada circuito de salida, que son 4. Esta protección se encomienda a fusibles de la intensidad máxima más adelante citadas, dispuestos en bases trifásicas pero maniobradas fase a fase, pudiéndose realizar las maniobras de apertura y cierre en carga.
Las características constructivas y eléctricas de los cuadros de B.T. a instalar en los centros de transformación son las siguientes:
•Características constructivas:
Anchura: 580 mm. Altura: 1.690 mm.
Fondo: 290 mm.
Tensión nominal: 440 V Int. nominal embarrados: 1.600 A Aisl. a frec. ind. (1 min) entre fases y a tierra: 8 kV entre fases: 2,5 kV Aisl. a onda de choque entre fases y a tierra 20 kV
Int. nom. salidas: 400 A
Cuando se prevean más de 4 salidas por aparato transformador al módulo de acometida anteriormente descrito se le unirá un módulo de ampliación de otras cuatro salidas de 400 A. En el caso de nuevas previsiones, los módulos de ampliación tendrán dos salidas de 400 A.
C.6.4.- Interconexión celda-transformador
La unión de las celdas de protección con los transformadores correspondientes se realizará mediante cables RHV 12/20 kV de 1 x 95 mm2 en Aluminio con sus
correspondientes terminales para ese cable en ambos extremos.
Las conexiones de los pasatapas correspondientes de las celdas con los cables se ejecutarán con terminales enchufables tipo ELASTIMOLD de 24 kV del tipo enchufable y modelo K-158-LR, con conexión sencilla.
C.6.5.- Interconexión transformador-cuadro de B.T.
La unión desde los transformadores a los cuadros se realizará con cables unipolares del tipo RV 0,6/1 kV con aislamiento de Polietileno Reticulado (cable R) de 240 mm2 de sección en Aluminio.El cable R al aire de 1 x 240 mm2 Aluminio admite 430
A, de acuerdo con la Tabla 4 de la Instrucción ITC BT-07.
Para los transformadores de 630 KVA se utilizarán 3 conductores por fase en contacto mutuo (separación entre ellos igual a cero), por lo que según el factor de corrección de la Tabla 8 de la mencionada Instrucción, la intensidad máxima admisible será:
I = 3 x 430 x 0,8 = 1.032 A.
Cuando un transformador de 630 KVA desaloja: I = 630.000/(√3 x 400) = 909 A.
Para neutro se utilizará un cable de iguales características.
C.7.- Instalación de puesta a tierra
Se colocará en cada centro de transformación dos puestas a tierra bien diferenciadas y separadas una distancia determinada a calcular posteriormente:
● Puesta a tierra de protección a donde se conectará el circuito colector que existirá a lo largo de las celdas, construido con pletina de cobre de 30 x 3, las pantallas de los cables, las puertas y las cubas de los aparatos transformadores.
● Puesta a tierra de servicio a donde se conectarán los neutros de B.T. de los aparatos transformadores.
En el caso del centro de maniobra PF-15 únicamente será necesaria la puesta a tierra de protección ya que al no haber transformador, no se debe poner su neutro a tierra.
C.7.1.- Puesta a tierra de protección C.7.1.1 .- Datos de partida
Intensidad de defecto en la subestación será la correspondiente a las resistencias de 24Ω existentes en la subestación de alimentación a la red de esa zona.
Tiempo máximo de desconexión de las protecciones a tierra corresponde a 1 seg, para lo que k = 78’5 y n = 0’18, para cálculos posteriores.
Se tendrán dos tipos de sistemas de tierra distintos, uno para los centros de transformación de un aparato transformador y el centro de maniobra y otro para los centros de transformación con dos transformadores.
Para los centros de un transformador y para el centro de maniobra, el circuito de tierra de protección estará formado por el sistema nº 6 representado en la Figura 13 del libro “Instalaciones de puesta a tierra en centros de transformación” de D. Julián Moreno Clemente, formado por un rectángulo de cable de cobre desnudo de 50 mm2 de sección y
20 m de longitud (6m x 4m), con 6 picas de 2 m. de longitud y 14 mm ∅ de acero cobreado con la cabeza enterrada a 0,8 m de profundidad (por considerar que en la zona pueden ocurrir heladas).
Para los centros de dos transformadores el circuito de tierra de protección estará formado por el sistema nº 9 representado en la Figura 13 del mencionado libro formado por un rectángulo de cable de cobre desnudo de 50 mm2 de sección y 28 m de longitud
(9m x 5m), con 8 picas de 2 m. de longitud y 14 mm ∅ de acero cobreado con la cabeza enterrada a 0,8 m de profundidad.
En ambos casos los circuitos interiores se realizarán con varilla de cobre desnudo de 8 mm ∅.
C.7.1.2.- Tensión de contacto
La tensión de contacto máxima en el sistema, que depende del tiempo de actuación de las protecciones de la subestación de alimentación y de la resistividad del terreno es de 431,75 V como se puede observar en el apartado B.3.1 del documento Cálculos.
Para obtener los valores de tensión de contacto esperados se ha utilizado el método expuesto en el libro “Instalaciones de puesta a tierra en centros de
transformación” de D. Julián Moreno Clemente: (justificado en el mismo apartado del documento citado anteriormente)
●Para los centros de transformación de un aparato transformador y para el centro de maniobra se ha obtenido una tensión de contacto de 1978,45 V. ●Para los centros de transformación de dos aparatos transformadores se ha
obtenido una tensión de contacto de 1747,46 V.
Al superar los valores esperados al valor máximo de tensión de contacto, se debe tomar medidas para limitar la tensión de contacto.
Se han considerado otras redes de puesta a tierra sin conseguir reducir significativamente el valor de la tensión de contacto.
Finalmente se ha decidido como medida complementaria al sistema de puesta a tierra diseñado, colocar una plancha aislante (marca Pirelli), de caucho sintético para pavimento (serie círculo universal confort o similar), y que todo el centro esté rodeado de acera de hormigón.
C.7.1.3.- Tensión de paso
Observando los resultados obtenidos en el apartado B.4.2. del documento de Cálculos, las tensiones de paso teóricas esperables son considerablemente menores que la tensión de paso máxima permitida por lo que para ambos sistemas de puesta a tierra de protección (centros de transformación de un transformador y de dos transformadores) cumplen la normativa exigida.
C.7.2.- Puesta a tierra de servicio
Consiste en a la puesta a tierra del neutro de los aparatos Transformadores.
La puesta a tierra de servicio la constituirá un electrodo formado por una pica de acero cobreado de 2 m y 14 mm2, unida al neutro de cada transformador mediante cable RV 0,6/1 kV de 1 x 50 mm2 Aluminio.
Centros de transformación de un transformador
La Tensión del potencial absoluto del electrodo es:
Vd = Rt·Id = 17·281,63 =4787,71 V > 1.000 V
Al ser mayor que la máxima tensión que puede transmitirse a las instalaciones de baja tensión a través del neutro en los centros de transformación, procederemos a separar la tierra de protección de la de servicio. La mínima distancia entre ambas conexiones de puesta a tierra viene justificada por los cálculos del apartado B.4. de dicho documento, requiriendo ser mayor de 11,2 m.
Centros de transformación de dos transformadores
La Tensión del potencial absoluto del electrodo es:
Vd = Rt·Id = 13,5·307,92 = 4156,92 V > 1.000 V.
Al ser mayor que la máxima tensión que puede transmitirse a las instalaciones de baja tensión a través del neutro en los centros de transformación, procederemos a separar la tierra de protección de la de servicio, La mínima distancia entre ambas conexiones de puesta a tierra viene justificada por los cálculos del apartado B.4. de dicho documento, requiriendo ser mayor de 12,25 m.
C.8.- Prescripciones contra incendios
Hemos de indicar que nos encontramos en locales para centro de transformación situados en el interior de edificios destinados a alojar en su interior estas instalaciones e independiente de cualquier otro local o edificio destinado a otros usos y separado de ellos una distancia de más de 3 metros. (Caso “a” de la situación de locales para centros de transformación según la MIE RAT-14).
Como ya se ha indicado, en los centros y para los transformadores a instalar se tendrán los fosos apagafuegos colectores para 400 litros de aceite.
Dado que las instalaciones objeto de este proyecto serán de propiedad de la empresa distribuidora UNIÓN FENOSA y quedarán bajo la explotación directa de la misma, y ésta portará en sus brigadas móviles los extintores de incendio requeridos, no será necesario colocar extintores fijos en los centros de transformación.
C.9.- Señalizaciones y material de seguridad
Los centros de transformación cumplirán con las siguientes prescripciones:
●La puerta de acceso al CT llevará el Lema Corporativo.
●Las puertas de acceso al CT y, cuando las hubiera, las pantallas de protección, llevarán el cartel con la correspondiente señal triangular distintiva de riesgo eléctrico, según las dimensiones y colores que especifica la Recomendación AMYS 1.4.10, modelo AE-10.
●En un lugar bien visible del CT se situará un cartel con las instrucciones de primeros auxilios a prestar en caso de accidente. Su tamaño será como mínimo UNE A-3.
●La instalación para el servicio propio del CT llevará un interruptor diferencial de alta sensibilidad de acuerdo con la Norma UNE 20383.
●Salvo que en los propios aparatos figuren las instrucciones de maniobra, en el CT, y en lugar bien visible habrá un cartel con las citadas instrucciones.
