Consideraciones de Diseño

Según ELECTROCENTRO (2918) “Es necesario tener muy en cuenta las siguientes consideraciones:

a. Tipo de Subestación

“Las Subestaciones Huancayo Este y Chilca serán una subestación de transformación de 60/22,9/10 kV, tipo convencional, con un esquema de barra simple en 60 kV, 22,9 kV y 10 kV”.

b. Protección

Protección de Líneas 60 kV

“Para la protección de las Líneas se ha previsto un relé de tecnología numérica con las siguientes funciones: Protección diferencial de sobrecorriente de fases (67) y sobrecorriente homopolar (67N), complementada por las funciones de protección de sobrecorriente de fases (51) y sobrecorriente homopolar (51N)”.

Protección de Líneas 22,9 kV y 10 kV

“Para la protección de las Líneas se ha previsto un relé de tecnología numérica con las siguientes funciones: Protección de sobrecorriente de fases (51) y sobrecorriente homopolar (51N)”.

“Debido a que el devanado de 22.9 KV está conectado en (delta) se ha previsto una reactancia tipo transformador zig-zag para la

70 formación de un neutro artificial y la consiguiente puesta a tierra a través de una resistencia”.

Protección del Transformador de Potencia

“Para la protección del transformador se ha previsto un relé de tecnología numérica con las siguientes funciones: Protección diferencial (87T), protección de sobrecorriente de fases (51) y protección de sobrecorriente homopolar (51N)”.

c. Operación de las Subestaciones

Las Subestaciones Huancayo Este y Chilca han sido concebidas para trabajar normalmente sin operador, es decir, deben ser Subestaciones no atendidas y estarán previstas para integrarse al futuro Centro de Control de Electrocentro”.

Según ELECTROCENTRO (2918) “Es necesario tener en cuenta también las siguientes consideraciones

d. “Fuente de Alimentación de los Servicios Auxiliares en C.A.

La alimentación de los servicios auxiliares de C.A. de la Subestación será efectuada desde un transformador de servicios auxiliares de 10/0,400 – 0,230 kV, 100 kVA el cual alimentará a un Tablero de Servicios Auxiliares”.

e. “Tablero de Servicios Auxiliares de C. A.

Este Tablero consistirá de tres barras trifásicas mas una barra del neutro e interruptores automáticos para la protección de los circuitos

71 correspondientes a las siguientes cargas eléctricas en 380 V (fase- fase) y 220 V (fase-neutro):

Iluminación, tomacorrientes y resistencias de calefacción de equipos.

Iluminación del patio”.

Tomacorrientes del patio.

Iluminación y tomacorrientes en el Edificio de Control.

Ventiladores del transformador de potencia.

Tomacorriente para el tratamiento del aceite del transformador de potencia.

Cargador de baterías 220 Vcc.

Cargador de baterías 48 Vcc”.

Según ELECTROCENTRO (2918) “Es necesario tener en cuenta también las siguientes consideraciones

f. “Tableros de Servicios Auxiliares en C.C. 220 VCC y 48 VCC Los SS. AA. de Corriente continua alimentarán a las cargas consideradas esenciales, cuya alimentación será ininterrumpida, aún cuando ocurran defectos o interrupción en los circuitos de alta tensión.

Son consideradas cargas esenciales los circuitos de control y protección, los equipos de alarma, señalización y supervisión, la iluminación de emergencia tanto en el Patio de Llaves como en el

72 Edificio de Control, y la alimentación de los equipos de telecomunicaciones y telecontrol”.

Los conmutadores de mando, circuitos de señalización y alarmas, la RTU y el sistema de fibra óptica serán alimentados desde el tablero de servicios auxiliares en 48 Vcc.

g. Circuitos de Iluminación y Tomacorrientes

Según Electrocentro (2018) “Se ha previsto dos sistemas de iluminación en la subestación:

Iluminación Normal en corriente alterna del patio de maniobras y caminos, así como de los ambientes del Edificio de Control. Las luminarias serán alimentadas en 220 V desde el Tablero de Servicios Auxiliares en C.A., ubicado en la Sala de Control de la Subestación.

Iluminación de Emergencia en 220 VCC, será de funcionamiento automático y proporcionará la iluminación necesaria para el desplazamiento de las personas en los casos de falla del suministro de corriente alterna. La iluminación de emergencia será alimentada desde el Tablero de Servicios Auxiliares en C.C., ubicado en la Sala de Control de la subestación”.

“Se ha previsto también iluminación de emergencia en los siguientes ambientes del Edificio de Control: Sala de Control, Sala de Celdas 10 kV, Sala de Telecomunicaciones y Sala de Baterías.

En lo que concierne a los tomacorrientes, se ha previsto dos circuitos trifásicos de tomacorrientes en el patio”.

73 Según ELECTROCENTRO (2918) “Es necesario tener en cuenta también las siguientes consideraciones

h. “Conductores Aislados de Control, Fuerza e Iluminación

Los cables de control tendrán un aislamiento clase 0,6/1 kV, de polietileno reticulado, para operación normal a 90 °C, multipolar, con capa de protección en PVC, con calibres de la serie métrica.

Los cables de fuerza tendrán un aislamiento clase 0,6/1 kV, de polietileno reticulado, para operación normal a 90º C, unipolar, con capa de protección en PVC, con calibres de la serie métrica.

Los cables de iluminación tendrán un aislamiento clase 0,6/1 kV, de compuesto termoplástico, para operación normal a 75º C, unipolar y sin capa de protección”.

i. Tomacorrientes

“Se ha previsto la cantidad necesaria de tomacorrientes monofásicos en el edificio de control de tal manera que permita realizar trabajos simultáneos, evitando el empleo de adaptadores para más de una conexión.

Los tomacorrientes ubicados en el exterior serán monofásicos y trifásicos. Serán instalados en el interior de un gabinete metálico o de fibra de vidrio apropiado para intemperie, adosada a las estructuras metálicas del Patio de 60 kV y 22,9 kV.

74 Todos los tomacorrientes estarán provistos de toma de puesta a tierra y no podrá ser utilizado el conductor de neutro como conductor de puesta a tierra.

El tomacorriente trifásico, ubicado cerca del futuro transformador de potencia, destinado para la conexión de la máquina de tratamiento de aceite estará precedido de un interruptor, ambos instalados en un gabinete de las mismas características a las indicadas en el párrafo anterior.

Los tomacorrientes exteriores para corriente continua de 220 V, serán instalados en una caja metálica o de fibra de vidrio, adosada a las estructuras metálicas del Patio”.

Según ELECTROCENTRO (2918) “Es necesario tener en cuenta también las siguientes consideraciones

j. Iluminación

“Considerando que la operación normal de la subestación será sin operador, la iluminación en los diferentes ambientes del Edificio de Control será diseñado para lograr los siguientes niveles mínimos de iluminación, considerando un factor de envejecimiento del 20 %:

La iluminación del patio de maniobras consistirá en una luminaria tipo proyector, equipada con una lámpara de vapor de sodio, montada en los pórticos metálicos de la Subestación.

En el caso de la iluminación de los caminos la luminaria será del tipo de alumbrado público y será montada en un poste de C.A.C”.

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“El encendido de las luminarias del patio de maniobras y de los caminos será iniciado por una célula fotoeléctrica que será ubicada estratégicamente en el exterior del Edificio de Control.

En el tablero de servicios auxiliares de C.A. se instalará el contactor necesario para el encendido automático mediante el contacto de una célula fotoeléctrica y de un contacto (posición auto) de un selector de tres posiciones. La segunda posición (posición manual) del selector permitirá encender y apagar la iluminación manualmente en caso de falla de la célula. La última posición (Remoto), quedará como reserva.

La iluminación normal en el exterior será diseñada para obtener una intensidad luminosa de 20 Lux”.

“La iluminación de emergencia será por lo menos de 1 Lux en el centro de los caminos y/o zonas de desplazamiento del personal de mantenimiento”.

k. Baterías 220 Vcc, 48 Vcc y Cargadores

“Las baterías serán de níquel-cadmio. La capacidad será determinada de acuerdo con las cargas alimentadas por el banco, aplicando el factor de demanda y no la suma aritmética de las cargas. La capacidad del banco será calculada para un régimen de descarga de 5 horas.

El cargador será del tipo rectificador de silicio controlado, provisto con su respectivo transformador y todos los dispositivos de control y regulación de tensión y capaces de compensar toda la energía

76 consumida por las cargas esenciales y el banco de baterías. Su alimentación será en 380/220 V, 60 Hz”.

l. Cadenas de Aisladores

“Los aisladores para las cadenas de anclaje y de suspensión de los conductores aéreos de alta tensión podrán ser de porcelana o de vidrio”.

Estructuras de Pórticos y Soporte de Equipos

“Las estructuras de pórticos y soporte de equipos serán de acero galvanizado. Deberá adoptarse, preferiblemente, un sistema completo de estructura en celosía con igual distribución geométrica de elementos en todas las caras.

En las estructuras deberán tenerse en cuenta los accesorios necesarios para la fijación de las cadenas de aisladores, aisladores soporte de barras, seccionadores tripolares con y sin cuchilla de puesta tierra, transformadores de medida de corriente, transformadores de medida de tensión y pararrayos.

La estructura soporte de equipos y barras serán dimensionadas considerando los equipos y los requisitos de altura y distancias establecidas en el presente Estudio, considerando las cargas debido a conductores, viento y los esfuerzos electrodinámicos”.

Según ELECTROCENTRO (2918) “Es necesario tener en cuenta también las siguientes consideraciones

m. Barras Flexibles

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“Las barras y los conductores de conexión de los equipos de maniobra en 60 kV estarán constituidos por conductores flexibles de aleación de aluminio de 240 mm².

Las barras y los conductores de conexión de los equipos de maniobra en 22,9 kV estarán constituidos por conductores flexibles de aleación de aluminio de 120 mm²”.

Según ELECTROCENTRO (2918) “Es necesario tener en cuenta también las siguientes consideraciones

n. Sistema de Puesta a Tierra

“Se instalará una red de tierra consistente en conductores de cobre desnudo de 70 mm² (o 2/0 AWG) de sección, enterrados a una profundidad de 0,8 m a partir de la superficie sin piedra chancada, la cual abarcará prácticamente toda el área de la Subestación.

El Contratista de la obra, en la elaboración del Estudio Ejecutivo, verificará que dicha sección del conductor, las dimensiones de las cuadrículas, las tensiones de paso, de toque y de transferencia cumplan con las recomendaciones establecidas en el documento IEEE Std 80-2000 Guide for Safety in AC Substation Grounding. Para la verificación utilizará la corriente de cortocircuito monofásico que será calculado en el Estudio de Coordinación de Protecciones.

El valor de la resistividad eléctrica del suelo deberá ser medida por el Contratista una vez terminado el movimiento de tierras y compactado del suelo de la Subestación y en tiempo seco, después de

78 transcurrido como mínimo dos semanas desde la última precipitación pluvial”.

“El Contratista debe instalar dieciséis (16) electrodos de puesta a tierra, uniformemente repartidos en la periferia de la malla.

Todas las conexiones de la red de tierra profunda, tales como cruces, uniones, conexiones a los equipos y estructuras metálicas, serán efectuadas mediante conectores soldados por procedimiento exotérmico.

Los equipos de maniobra y estructuras metálicas serán conectados a la red de tierra profunda mediante bucles de doble conexión, mediante conductores de cobre desnudo de 70 mm² (2/0 AWG)”.

Según la Norma ISO (2018) “Las torres terminales de la línea de transmisión, así como los pórticos de Línea, serán conectados a la red de tierra profunda mediante un conductor de igual sección al de la red de tierra profunda (70 mm² o 2/0 AWG).

En la red de tierra profunda serán previstas por lo menos dos cajas de inspección para facilitar las mediciones periódicas de la resistencia de puesta a tierra”.

“ Por las canaletas de cables de control ubicadas en el Patio, así como en el Edificio de Control se llevarán por lo menos dos derivaciones de la red de tierra profunda, mediante cables de cobre desnudo de 70 mm² (AWG 2/0). A estas derivaciones se conectarán los soportes

79 metálicos de cables, así como todas las partes metálicas de los Tableros y equipos.

Las partes fijas de las puertas metálicas ubicadas en el cerco perimetral del Patio será puesto a tierra mediante cable de cobre desnudo de 70 mm² (AWG 2/0). Las partes giratorias de las puertas serán conectadas a las partes fijas mediante conductor flexible de igual o mayor sección”.

“La conexión de los pararrayos y el neutro del transformador de potencia serán conectados a la red de tierra profunda con cable aislado tipo XLPE de 1 kV.

Las pantallas protectoras de los cables de control deberán ser conectas a los puntos más cercanos de la red la tierra.

El valor de la resistencia de puesta a tierra de la malla de la Subestación deberá ser igual o menor que 1,5 Ohm”.

o. Protección de la Subestación contra Rayos

Para la protección de la Subestación contra rayos, en los pórticos y torres terminales de Línea se instalará una malla aérea de cable de acero tipo EHS de 50 mm² de sección, conectada a la red de tierra profunda de la Subestación mediante cable de cobre desnudo de 70 mm² (2/0 AWG).

p. Equipamiento en la Casa de Control

“El Edificio de Control consta de los siguientes ambientes necesarios parara la operación de la Subestación:

80 Sala de control, equipada con: Un tablero de control, tableros de protección, tablero de regulación automática de tensión, tablero de servicios auxiliares en corriente alterna a 380/220 V, tableros de servicios auxiliares en corriente continua a 220 Vcc y 48 Vcc y tableros de los cargadores de baterías 220 Vcc y 48 Vcc”.

Sala de celdas tipo metalenclosed 10 kV.

Sala de telecomunicaciones, equipada con: Un tablero de telecontrol y un tablero de la RTU.

Sala de baterías, con bancos de baterías de plomo ácido de 220 Vcc - 75 Ah y 48 Vcc – 150 Ah.

Sala del transformador de servicios auxiliares”.