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



m2=16276.9 ×50

VA

m2=813.845 KVA

Alumbrado Exterior


m2=1808.545 ×2

VA

m2=3.617 KVA



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:



m2=1802.202 ×30

VA

m2=54.066 KVA

Alumbrado Exterior


m2=300.367 × 10

VA

m2=3.00367 KVA



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):


AUC=60 % AB=2999.058 m2

AE=10 % AB=499.843 m2

AC=10 % AB=499.843 m2




m2=2999.058 ×30

VA

m2=89.97174 KVA

Alumbrado Exterior


m2=499.843× 10

VA

m2=4.99943 KVA



m2=499.843 × 4

VA

m2=1.999372 KVA


KVA AA


VA

m2=2999.058 × 40

VA

m2=119.96232 KVA

Demanda Total


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




m2=4071.3372× 30

VA

m2=122.140116 KVA

Alumbrado Exterior


m2=678.55 ×10

VA

m2=6.7855 KVA



m2=678.55× 4

VA

m2=2.7142 KVA


KVA AA


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


m2=1072.606 ×10

VA

m2=10.726 KVA

Servicio Recreacional pasivo (SRP) (c):


Alumbrado Exterior


m2=655.099 ×10

VA

m2=6.55 KVA

Servicio Recreacional pasivo (SRP) (d):


Alumbrado Exterior


m2=1551.99 ×10

VA

m2=15.519 KVA

SERVICIO ASISTENCIAL

Servicio Asistencial (SA):


AUC=50 % AB=1525.8 m2

AE=10 % AB=305.16 m2

AC=10 % AB=305.16 m2




m2=1525.8 × 60

VA

m2=91.548 KVA

Alumbrado Exterior


m2=305.16 ×2

VA

m2=610.32 VA



m2=305.16× 4

VA

m2=1.22 KVA


KVA AA


VA

m2=1525.8 × 60

VA

m2=91548VA

Demanda Total


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




m2=600.005 ×10

VA

m2=6.00005 KVA

Alumbrado Exterior


m2=180.0015 ×2

VA

m2=2.160018 KVA


KVA AA


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

Proyecto de Distribucion 2011

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