Download - Proyecto de Distribucion 2011
República Bolivariana de VenezuelaUniversidad Nacional Experimental Politécnica
“Antonio José de Sucre”Vicerrectorado Puerto Ordaz
Departamento de Ingeniería Eléctrica Cátedra: Sistema de Distribución
Puerto Ordaz, octubre de 2011
Introducción
Los sistemas de distribución establecen la principal vía de entrega de energía
eléctrica que necesitan los proyectos urbanísticos para su desarrollo. Hoy en día, existen
diversas técnicas para satisfacer la demanda de energía que solicita el consumidor, por lo
tanto es sumamente importante definir los equipos y conductores adecuados en las redes de
distribución, esto con el fin de permitir el flujo continuo y seguro de la energía eléctrica que
necesitarán las distintas cargas al sistema.
Este proyecto estará basado en el esquema de distribución de la UD- 339, en
específico del sector IE 3U. Para ello se realizarán los cálculos adecuados y así lograr
establecer los distintos circuitos de alimentación para las zonas pertenecientes al proyecto
urbanístico; como zonas comerciales, residenciales, educativas, recreación; entre otros.
Obteniendo los conductores específicos para los circuitos de baja tensión, así mismo se
realizara el estudio para los circuitos de alta tensión y alumbrado público; con respecto al
último se obtendrán las lámparas y postes adecuados, aplicando los métodos
correspondientes para garantizar una buena iluminación de todos los sectores de dicho
proyecto.
Es necesario destacar que para los cálculos que se realizaran, se tomaran en cuenta
la proyección a futuro de la demanda, por lo que se deberán establecer los calibres
adecuados de los conductores, al igual que la selección ideal de las potencias de los bancos
de transformadores a utilizar.
En cuanto a la red de alta tensión, actualmente existen diversas topologías en cuanto
a su distribución entre ellas red radial o redes en antena, red en bucle abierto, y red en
anillo. En nuestro proyecto, se estableció una red de distribución anillada, ya que, en dicho
urbanismo existe la presencia de cargas importantes a las cuales se les debe garantizar el
suministro eléctrico.
Todo el estudio a realizar estará basado bajo las Normas de Redes de Distribución
CADAFE, cumpliendo con los requisitos necesarios para contar con un apropiado estudio
del Sistema de Distribución.
Objetivo General:
Diseñar un Sistema de Distribución de forma mixta que sea capaz de alimentar de
forma segura y confiable a la UD – 339.
Objetivo Especifico:
Establecer para cada zona las estimaciones de la demanda.
Seleccionar los calibres de los conductores y los equipos apropiados del sistema.
Realizar los planos de las redes de Baja Tensión, Alumbrado Público y Alta
Tensión.
Determinar las características de la Red de Baja Tensión, Alta Tensión y
Alumbrado Público.
Delimitación:
El estudio a realizar será en la UD – 339 y estará dividida de la siguiente manera:
Total de viviendas Unifamiliar 278 (R3).
2 Parcelas Multifamiliares “R5”.
4 Áreas para Servicio de Recreación Pasiva.
2 Área para Servicio Deportivo.
3 Área para Servicio Educativo.
1 Área para Servicios Asistenciales.
Memoria Descriptiva
La memoria descriptiva establecida en el proyecto, explica de forma general los
criterios empleados para el Diseño del Sistema de Distribución de la UD – 339, asimismo
como las normas que se tomaron en cuenta para su elaboración.
El proyecto posee el diseño de la red eléctrica de alta tensión, baja tensión y
alumbrado público para parte de la UD – 339, sector IE 3U la cual se encuentra ubicada en
Ciudad Guayana, Municipio Caroní, Estado Bolívar.
Este urbanismo está conformado por 278 parcelas de viviendas unifamiliar de tipo
“R3”, 2 Parcelas Multifamiliares de tipo “R5”, 3 áreas deportivas, 3 áreas para Servicio
Educativo, 4 Áreas para Servicio de Recreación Pasiva, 2 Área para Servicio Deportivo, 1
Área para Servicio Educativo y 1 Área para Servicios Asistenciales.
Las redes de baja tensión y alumbrado público, serán subterráneas. Y se emplearán
tanquillas E2, y bancadas B2 y B3. Para aquellas bancadas que estén a lo largo de la acera
serán B2 ya que a través de ellas circularán un (1) circuito de baja tensión y uno (1) de
alumbrado público. Las bancadas B3 serán utilizadas para aquellos circuitos que atreviesen
la calzada, según lo establecido en la norma. Empleándose un sistema trifásico de cuatro
hilos para la distribución en la red de Baja Tensión.
En cuanto a la red de alta tensión, actualmente existen diversas topologías de redes
de distribución entre ellas encontramos: sistema radial simple, sistema radial expandido,
sistema primario selectivo, sistema primario en anillo, sistema secundario selectivo, sistema
secundario selectivo distribuido, sistema secundario mallado, y sistemas combinados.
La red de distribución de alta tensión de este sistema será primario en anillo, el cual
protege contra la pérdida de una de las fuentes de suministro; cada subestación es
conectado a dos alimentadores primarios a través de un equipo de seccionadores para
proveer una alimentación normal y una alternativa. Una falla en la fuente de suministro
normal debido a un cable fallado puede aislarse y el servicio restablecido seccionado.
En el urbanismo se utilizaron un total de 16 bancos de transformadores todos
trifásicos, conformados de la siguiente manera:
Transformador DemandaValor del Banco de
Transformación
TX1 116.28 KVA 3*50KVA
TX2 45.05 KVA 3*25 KVA
TX3 90.44 KVA 3*37.5KVA
TX4 58.14 KVA 3*25 KVA
TX5 58.14 KVA 3*25 KVA
TX6 83.98 KVA 3*37.5 KVA
TX7 73.52 KVA 3*37.5 KVA
TX8 51.68 KVA 3*25 KVA
TX9 51.68 KVA 3*25 KVA
TX10 51.68 KVA 3*25 KVA
TX11 73.52 KVA 3*37.5 KVA
TX12
TX13 58.14 KVA 3*25 KVA
TX14 58.14 KVA 3*25 KVA
TX15 35.73 KVA 3*15 KVA
TX16 35.73 KVA 3*15 KVA
*Para estos valores ya se toma en consideración el 20% de reserva
Y contando con un total de 23 circuitos asociados a los transformadores con su
correspondiente distribución.
Cálculos Eléctricos
Estudio de Carga
Cargas Residenciales
Viviendas Unifamiliares tipo R3
Los cálculos realizados para las zonas R3 se determinaron los porcentajes de artefactos para
el urbanismo, según las condiciones de vida. Para ello se razono como hora pico las 7:00pm
considerando que a esta hora se concentraría la mayor carga. Tomando como muestra 20
viviendas para el cálculo y con la implementación de las curvas de demandas diversificadas
de la Westinghouse, se obtuvo la siguiente tabla (1):
ArtefactosValor/
Vivienda
Demanda
Diversificada
(KVA)
Factor HorarioDemanda
Total
Luz y Misceláneos 20 0.55 1 11
Refrigeración 20 0.053 0.95 1.007
Calentador de
agua15 0.76 0.8 9.12
Congelador
(Tipo Residencial)18 0.086 0.98 1.517
Cocina Eléctrica 15 0.62 0.3 2.79
Secadora 18 1.45 0.26 6.786
Aire
Acondicionado
(12000BTU)
20 0.31*3 0.91 16.926
Aire 20 1.36 0.91 24.752
Acondicionado
(24000BTU)
Demanda
Total (KVA)73.898
Consumo por vivienda=73.898 KVA20
=3.6949 KVA
Consumototal por viviendas R 3=×278=1.0271 MVA
Viviendas Multifamiliares tipo R5
Para los cálculos de las zonificaciones tipo R5, se empleará el método de las áreas:
Debido a que el urbanismo cuenta con dos zonificaciones de este tipo se procederá a
realizarse los cálculos necesarios según el área de cada una:
R5 (a):
Á rea bruta ( AB ) de R 5=16382.576 m2
Á rea ú tilde construcci ó n=AUC=90 %∗AB=14744.318 m2
Á rea deestacionamiento=AE=10 %∗AB=1638.2576 m2
Á rea decirculaci ón=AC=10 %∗AB=1638.2576 m2
Alumbrado y Tomacorriente:
KVAalumbrado y T /C=AUC × 50VA
m2=14744.318 ×50
VA
m2=737.215 KVA
Alumbrado Exterior
KVAalumb . ext=AE× 2VA
m2=1638.2576 ×2
VA
m2=3.276 KVA
Alumbrado de Circulación
KVAalumb .∘ .=AC × 4VA
m2=1638.2576 × 4
VA
m2=6.55 KVA
Demanda Total
St=KVAalumbrado y T /C+ KVAalumb.ext+KVAalumb .∘ .=747.041 KVA
R5 (b):
Á rea bruta ( AB ) de R 5=18085.45 m2
Á rea ú tilde construcci ó n=AUC=90 %∗AB=16276.9 m2
Á rea deestacionamiento=AE=10 %∗AB=1808.545 m2
Á rea decirculaci ón=AC=10 %∗AB=1808.545 m2
Alumbrado y Tomacorriente:
KVAalumbrado y T /C=AUC × 50VA
m2=16276.9 ×50
VA
m2=813.845 KVA
Alumbrado Exterior
KVAalumb . ext=AE× 2VA
m2=1808.545 ×2
VA
m2=3.617 KVA
Alumbrado de Circulación
KVAalumb .∘ .=AC × 4VA
m2=1808.545 × 4
VA
m2=7.234 KVA
Demanda Total
St=KVAalumbrado y T /C+ KVAalumb.ext+KVAalumb .∘ .=824.696 KVA
CARGAS NO RESIDENCIALES
SERVICIOS EDUCATIVOS
El Servicio Educativo (SE) (A):
Á rea Bruta ( AB )=3003.67 m2
AUC=60 % AB=1802.202 m2
AE=10 % AB=300.367 m2
AC=10 % AB=300.367 m2
Calculo de la demanda:
Alumbrado y Tomacorriente:
KVAalumbrado y T /C=AUC × 30VA
m2=1802.202 ×30
VA
m2=54.066 KVA
Alumbrado Exterior
KVAalumb . ext=AE× 10VA
m2=300.367 × 10
VA
m2=3.00367 KVA
Alumbrado de Circulación
KVAalumb .∘ .=AC × 4VA
m2=300.367× 4
VA
m2=1.2014 KVA
Aire Acondicionado e Hidroneumático.
KVA AA
e Hidroneumatico=AUC × 40
VA
m2=1802.202× 40
VA
m2=72.088 KVA
Demanda Total
St=KVAalumbrado y T /C+ KVAalumb.ext+KVAalumb .∘ .+KVA AA
e Hidroneumatico
St=130.359 KVA
El Servicio Educativo (SE) (B):
Á rea Bruta ( AB )=4998.43 m2
AUC=60 % AB=2999.058 m2
AE=10 % AB=499.843 m2
AC=10 % AB=499.843 m2
Calculo de la demanda:
Alumbrado y Tomacorriente:
KVAalumbrado y T /C=AUC × 30VA
m2=2999.058 ×30
VA
m2=89.97174 KVA
Alumbrado Exterior
KVAalumb . ext=AE× 10VA
m2=499.843× 10
VA
m2=4.99943 KVA
Alumbrado de Circulación
KVAalumb .∘ .=AC × 4VA
m2=499.843 × 4
VA
m2=1.999372 KVA
Aire Acondicionado e Hidroneumático.
KVA AA
e Hidroneumatico=AUC × 40
VA
m2=2999.058 × 40
VA
m2=119.96232 KVA
Demanda Total
St=KVAalumbrado y T /C+ KVAalumb.ext+KVAalumb .∘ .+KVA AA
e Hidroneumatico
St=216.931 KVA
El Servicio Educativo (SE) (C):
Á rea Bruta ( AB )=6785.562m2
AUC=60 % AB=4071.3372 m2
AE=10 % AB=678.55 m2
AC=10 % AB=678.55 m2
Calculo de la demanda:
Alumbrado y Tomacorriente:
KVAalumbrado y T /C=AUC × 30VA
m2=4071.3372× 30
VA
m2=122.140116 KVA
Alumbrado Exterior
KVAalumb . ext=AE× 10VA
m2=678.55 ×10
VA
m2=6.7855 KVA
Alumbrado de Circulación
KVAalumb .∘ .=AC × 4VA
m2=678.55× 4
VA
m2=2.7142 KVA
Aire Acondicionado e Hidroneumático.
KVA AA
e Hidroneumatico=AUC × 40
VA
m2=4071.3372 × 40
VA
m2=162.853488 KVA
Demanda Total
St=KVAalumbrado y T /C+ KVAalumb .ext+KVAalumb .∘ .+KVA AA
e Hidroneumatico
St=294.49 KVA
SERVICIOS DE RECREACIÓN PASIVOS
Servicio Recreacional pasivo (SRP) (a):
Á rea bruta=1551.99 m2
Alumbrado Exterior
KVAalumb . ext=AB× 10VA
m2=1551.99 ×10
VA
m2=15.519 KVA
Servicio Recreacional pasivo (SRP) (b):
Á rea bruta=1072.606m2
Alumbrado Exterior
KVAalumb . ext=AB× 10VA
m2=1072.606 ×10
VA
m2=10.726 KVA
Servicio Recreacional pasivo (SRP) (c):
Á rea bruta=655.099 m2
Alumbrado Exterior
KVAalumb . ext=AB× 10VA
m2=655.099 ×10
VA
m2=6.55 KVA
Servicio Recreacional pasivo (SRP) (d):
Á rea bruta=1551.99 m2
Alumbrado Exterior
KVAalumb . ext=AB× 10VA
m2=1551.99 ×10
VA
m2=15.519 KVA
SERVICIO ASISTENCIAL
Servicio Asistencial (SA):
Á rea Bruta ( AB )=3051.6 m2
AUC=50 % AB=1525.8 m2
AE=10 % AB=305.16 m2
AC=10 % AB=305.16 m2
Calculo de la demanda:
Alumbrado y Tomacorriente:
KVAalumbrado y T /C=AUC × 60VA
m2=1525.8 × 60
VA
m2=91.548 KVA
Alumbrado Exterior
KVAalumb . ext=AE× 2VA
m2=305.16 ×2
VA
m2=610.32 VA
Alumbrado de Circulación
KVAalumb .∘ .=AC × 4VA
m2=305.16× 4
VA
m2=1.22 KVA
Aire Acondicionado e Hidroneumático.
KVA AA
e Hidroneumatico=AUC × 60
VA
m2=1525.8 × 60
VA
m2=91548VA
Demanda Total
St=KVAalumbrado y T /C+ KVAalumb.ext+KVAalumb .∘ .+KVA AA
e Hidroneumatico
St=184.92 KVA
SERVICIOS DEPORTIVOS
Servicios Deportivos (SD)(a) = (SD)(b)
Á rea Bruta ( AB )=1200.01m2
AUC=50 % AB=600.005 m2
AE=15 % AB=180.0015 m2
AC=12 % AB=144.0012m2
Calculo de la demanda:
Alumbrado y Tomacorriente:
KVAalumbrado y T /C=AUC × 10VA
m2=600.005 ×10
VA
m2=6.00005 KVA
Alumbrado Exterior
KVAalumb . ext=AE× 12VA
m2=180.0015 ×2
VA
m2=2.160018 KVA
Aire Acondicionado e Hidroneumático.
KVA AA
e Hidroneumatico=AUC × 40
VA
m2=600.005 × 40
VA
m2=24.6002 KVA
Demanda Total
St=KVAalumbrado y T /C+ KVAalumb.ext+KVA AA
e Hidroneumatico
St=32.160268 KVA
Para conocer la demanda total del Urbanismo, se procederá a realizarse la
sumatoria de cada una de las demandas de las zonificaciones, obteniendo el
siguiente resultado:
DemandaTotal delUrbanismo=R 3+R 5a+R 5b+SRPa+SRPb+SRPc+SRP d+SDa+SDb+SDc+SA+SEa+SEb
DemandaTotal delUrbanismo=1.0271 MVA+747.041 KVA+824.696 KVA+130.359 KVA+216.931 KVA+249.45 KVA+15.519 KVA+10.726 KV A+6.55 KVA+15.519 KVA+184.92 KVA+32.160268 KVA+32.160268 KVA
DemandaTotal delUrbanismo=3.4931 MVA
ESTUDIO DE LA RED DE BAJA TENSIÓN
Ahora se procederá a realizar los cálculos de los conductores para baja tensión, para
ello se tomara cada transformador y a partir de este se estudiaran todo y cada uno de los
circuitos asociados a dicho transformador empleando los métodos de capacidad de carga y
caída de tensión como sigue:
Cabe destacar que todos los cálculos se realizaron en base a lo siguientes parámetros:
Fp=0.9 ; ∇V % max=3.5 %
Para el transformador Tx1
Están asociados dos circuitos C17 y C16, calculados a continuación,
respectivamente.
Realizando los cálculos por capacidad de carga para el circuito C17, tenemos que:
I= 54 KVA
√3 × 0.208 KVA=151.39 A
Resultando un conductor: 4 #2/0, THHN, Cu, 75ºC
Los cálculos por caída de tensión serán:
∆ V %=K × [(10 × 30 )+(30 ×6 )+(50 × 6 )+(70 ×6 )+ (90 ×6 ) ]∆ V %=K ×1757.4=0.00082438 × 1200=1.44 %
Cable: 4 #2/0, THHN, Cu, 75ºC
Realizando los cálculos por capacidad de carga para el circuito C16, tenemos que:
I= 54 KVA
√3 × 0.208 KVA=151.39 A
Resultando un conductor: 4 #2/0, THHN, Cu, 75ºC
Los cálculos por caída de tensión serán:
∆ V %=K × [(24.4 ×30 )+( 44.4×6 )+ (64.4×6 )+ (84.4×6 ) ]∆ V %=K ×1891.2=0.00082438 ×1891.2=1.5 %
Cable: 4 #2/0, THHN, Cu, 75ºC
24.4 m 20 m 20 m 20 m
30 KVA 6 KVA 6 KVA 6 KVA