“SUMINISTRO, TRANPORTE, MONTAJE, OBRAS CIVILES, PRUEBAS Y PUESTA EN SERVICIO DE LA OBRA NUEVA LT 138 KV SET TRUJILLO NORTE Y SET TRUJILLO

NOROESTE”

MEMORIA DESCRIPTIVA LINEA DE TRANSMISION 138 kV

CAMPERU SRL.

S.E.T. TRUJILLO NOR-OESTE Y LINEA DE TRANSMISION 138KV Memoria Descriptiva – Línea de Transmisión 138KV

FEBRERO 2009

LINEA DE TRANSMISION 138 kV

1.0 LINEA DE TRANSMIION

1.1 Generalidades1.2 Características del Sistema de Transmisión1.3 Condiciones Climatológicas1.4 Distancias Mínimas de Seguridad1.5 Trazo de Ruta de la Línea1.6 Materiales Principales Utilizados en el Diseño de la Línea de Transmisión 138 kV.

1.6.1 Conductores1.6.2 Postes de Acero Galvanizado1.6.3 Puesta de Tierra

a) Materiales de Sistema de Puesta a Tierrab) Disposiciones de Puesta a Tierra

1.7 Criterios de Diseño Mecánico

1.7.1 Tensado de Conductores1.7.2 Hipótesis de Cálculo Mecánico1.7.3 Cambio de Estado del Conductor

1.8 Fundaciones

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1.0 LINEA DE TRANSMISION 138kV

1.1 Generalidades

La energía eléctrica que abastece a la ciudad de Trujillo y zonas aledañas proviene del Sistema Interconectado Centro Norte, mediante la línea de transmisión Lima - Chimbote - Trujillo en 220 kV, esta energía se distribuye a través de un sistema de transmisión en 138 kV, el mismo que se desarrolla a partir de la subestación Trujillo Norte perteneciente al Sistema Interconectado Centro Norte (SICN).

Las líneas de Transmisión en 138 kV asociada a la subestación Trujillo Nor-Oeste, presentan un recorrido que en su mayor parte recorre zonas urbanizadas de la ciudad de Trujillo, desplazándose por la zona oeste de la ciudad.

La línea de transmisión en 138 kV Trujillo Nor-Oeste, comprende una longitud total aproximada de 5,56 Km, y se ha adoptado la utilización de postes de acero galvanizado y aisladores rígidos horizontales con la finalidad de ubicarse en las calles y avenidas de la ciudad.

1.2 Características del Sistema de Transmisión

A continuación se detallan las principales características de la línea de Transmisión en 138 kV; S.E. Trujillo Norte – S.E. Trujillo Nor Oeste:

Tensión : 138 kVN° de ternas : una (01) Longitud : 5.56 km Conductor Activo : Aleación de Aluminio (AAAC) de 240 mm² de

secciónEstructuras : Postes de acero galvanizado.

y postes de maderaAisladores : Rígidos

a) Aislador tipo Suspensión

Poliméricos

b) Aislador Horizontal Tipo Poste

Tipo Line poste Poliméricos.

1.3 Condiciones Climatológicas

En base a la información obtenida de SENAMHI, la zona por donde se desplazará la línea de transmisión en 138 kV Trujillo Nor-Oeste, presenta las siguientes condiciones climatológicas que serán utilizados en el proyecto:

Temperatura mínima : 10 °CTemperatura media : 20.0 °CTemperatura máxima : 28.6 °CViento máximo : 60 KphHumedad relativa : 84.7%

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1.4 Distancias Mínimas de Seguridad

Las distancias de seguridad para la línea de Transmisión en 138 kV Trujillo Nor-Oeste, serán las siguientes:

Al suelo sobre terreno no transitado por vehículos : 8.0 m Sobre trochas, calles y caminos rurales : 8.5 m Sobre carreteras, calles y avenidas : 9.0 m A otras líneas de menor tensión que se cruzan : 3.0 m A puntos no accesibles de construcciones : 4.0 m A líneas de telecomunicaciones : 3.0 m

1.5 Trazo de Ruta de la Línea

Para la selección del trazo de la ruta, de la línea de transmisión en 138 kV asociada a la S.E. Trujillo Nor-Oeste, se han tomado en cuenta criterios y detalles correspondientes a líneas de transmisión para zonas urbanas. Previo a la selección del trazo, se coordinó con la oficina de planeamiento urbano de la Municipalidad de Trujillo, obteniéndose los planos correspondientes al Plan de Desarrollo Metropolitano:

Así mismo, se coordinó con personal del Instituto Nacional de Cultura, con la finalidad de establecer los límites de las zonas arqueológicas e identificar otras zonas intangibles.

El trazo de la ruta se inicia en la torre doble terna ubicada en el frente de la subestación Trujillo Norte, desplazándose paralelamente a la avenida principal que recorre el Parque Industrial, para luego efectuar un ángulo y dirigirse a lo largo de toda la Av. Cahuide, posteriormente el trazo se desplazará por un pequeño tramo colindante con la zona intangible de Chan - Chan, para luego avanzar por terrenos de uso agrícola, en forma paralela a los caminos existentes, hasta cruzar la avenida Metropolitana y llegar finalmente a los terrenos donde se ubicará la subestación Trujillo Nor-Oeste.

1.6 Materiales Principales Utilizados en el Diseño de la Línea de Transmisión en 138 kV

Entre los materiales principales utilizados para el diseño de la línea de transmisión en 138 kV, podemos mencionar los siguientes: conductor de aleación de aluminio (AAAC) de 240 mm², postes de acero galvanizado, postes de madera , aisladores no cerámico de goma de silicona, aisladores rígidos en posición horizontal tipo Line Post, sistema de puesta a tierra con conductor copperweld N° 2 AWG y electrodos de 5/8” de diámetro , 2.40 metros de longitud. Seguidamente se presentan las características de los principales materiales a utilizarse en la instalación de la línea de transmisión en 138 kV:

1.6.1 Conductor

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El conductor seleccionado para la Línea de Transmisión 138 kV Trujillo Norte - Trujillo Nor-Oeste , presenta las siguientes características:

Material : Aleación de Aluminio Código : Cairo Sección Nominal : 240 mm² N° de hilos : 19 Diámetro de los hilos : 2.87 mm Diámetro exterior : 20.50 mm Peso unitario : 0.657 kg/m Carga de rotura : 6726 kg Módulo elasticidad final : 6350 kg/mm² Coeficiente de expansión : 23 E-06 °C-1

Resistencia eléctrica 20°C : 0.1399 ohm/km

1.6.2 Postes de Acero Galvanizado

Los postes de acero galvanizado a utilizar son de 21.00 m y 24.00 m de longitud, empotrados en el suelo una longitud de 2.60 m y 2.90 m. Estos postes tendrán previstos los dispositivos necesarios para llevar aisladores rígidos horizontales en alineamiento y ángulos menores y cadenas de anclaje con aisladores poliméricos. Se empleará dos (02) postes de acero galvanizado de 24.00m de longitud, considerado como postes especiales debido a la necesidad de ganar altura y cumplir con las distancias mínimas de seguridad, como se indican en los planos.

Siendo las prestaciones de los postes de acero galvanizado las siguientes:

TIPOPOSTE

PRESTACION VANO VIENTO(m)

VANO GRAVANTE

(m)

VANO MAXIMO

(m)S5 Alineamiento (5°) 150 450 170

S15 Angulo menor (15°) 150 450 170S5A Alineamiento (5º) 170 525 225

S15A Angulo menor (15º) 170 525 2252S5 Alineamiento(5º)

(Doble Terna)150 450 170

A60 Angulo mediano (60°) 150 450 170A90 Angulo mayor y terminal

(90°)150 450 170

1.6.3 Aislamiento

Para el aislamiento de la línea en 138 kV, se ha previsto usar aisladores rígidos horizontales del tipo Line Post y los aisladores tipo suspensión de goma de silicona serán usados en anclaje.

Los aisladores rígidos horizontales se usarán en los postes de acero galvanizado a instalarse a lo largo del tramo urbano de la ciudad de Trujillo y serán unidades enteras para el nivel de 138 kV.

a) Características de los Aisladores y de las Cadenas de Suspension y Anclaje

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Los aisladores a utilizar en el tramo rural de la línea de transmisión 138 kV, tendrán las siguientes características:

a1) Aislador tipo Suspensión

Isoelectric ISI-CAN-A54-120SB

Voltaje de descarga de impulso crítico- Onda Positiva : 1250 kV- Onda Negativa : 1310 kV

Voltaje de descarga a frecuencia industrial 60 Hz- Seco : 760 kV- Húmedo : 650 kV

Distancia de fuga : 6500 mm Longitud entre extremos : 2475 mm (Aprox.) SML (Specified Mechanical Load) : 120KN     (Carga mecánica Especificada) RTL (Routine Test Load) : 60KN.    (Carga de prueba a rutina)                        Peso aproximado : 10.7 Kg

                                                                                               

b) Aislador Horizontal Tipo Poste

Tipo Line post Isoelectric ISI-MAX-A33-BGB :

Voltaje de descarga de impulso crítico- Onda positiva : 1110 kV- Onda negativo : 1170 kV

Voltaje de descarga a frecuencia industrial 60 Hz.- Seco : 675 kV- Húmedo : 585 kV

Distancia de fuga : 6150 mm Longitud entre extremos : 2175 mm Trabajo máximo a flexión : 820 Kg.        (Cantilever)             Carga de trabajo a tracción : 4600 Kg.      ó compresión Peso aproximado : 30.5 Kg

          Los aisladores de goma de silicona tipo suspensión utilizarán los siguientes accesorios:

Aisladores tipo suspensión serán utilizados en anclaje :

- Grillete recto- Conector casquillo - ojo alargado- Grapa de anclaje tipo compresión

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Los aisladores rígidos horizontales (line post) a ser usados para el alineamiento y ángulos menores, tendrán los siguientes accesorios:

- Grapa de suspensión- Varilla de armar

1.6.4 Puesta a Tierra

El Sistema de puesta a tierra estará conformado por distintas configuraciones.

Se han previsto configuraciones conformadas por dos electrodos en posición vertical de copperweld y contrapesos en anillo y contrapesos longitudinales de conductor copperweld N° 2 AWG.

Es decir, se utilizarán materiales y disposiciones típicas mediante electrodos copperweld y contrapesos de conductor copperweld, las cuales han sido calculados, encontrando resistencias adecuadas de acuerdo a normas internacionales y aplicaciones en instalaciones similares.

a) Materiales del Sistema de Puesta a Tierra

El sistema de puesta a tierra de la Línea de Transmisión en 138 kV, esta constituido por los siguientes elementos:

Conductor copperweld N° 2 AWG, Electrodo copperweld de 5/8” x 2.40m, Conector de bronce de dos vías paralelas, Conector de bronce conductor - electrodo, Conector estructura - conductor N° 2 AWG

b) Disposiciones de Puesta a Tierra

Las disposiciones de puesta a tierra a utilizar en cada una de las estructuras a instalar de la línea de transmisión son típicas, es decir, electrodos en disposición vertical, contrapesos lineales y/o en anillo y combinaciones de ellos, a lo largo de toda la línea dependiendo del grado de resistividad del terreno. Los detalles se observan en el plano Nº SETNO-OE-030-02.

En las puestas a tierra de la línea se utilizan básicamente tres disposiciones clásicas y son las siguientes:

Tipo A1 : Dos jabalinas de copperwerld + conductor copperweld en anillo

Tipo A2 : Cuatro jabalinas de copperwerld + conductor copperweld en anillo.

Tipo B2 : Dos jabalinas de copperwerld + conductor copperweld en anillo + contrapeso longitudinal con conductor copperweld, de longitud variable dependiendo del valor de la resistividad.

1.7 Criterios de Diseño Mecánico

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Los criterios a utilizar para el diseño mecánico de las instalaciones se regirán por las disposiciones del Código Nacional de Electricidad - Tomo IV, de la norma alemana VDE 0210/5.69 y normas internacionales.

Las condiciones climatológicas que regirán en el estudio, serán las establecidas en el acápite 1.3 del presente documento

1.7.1 Tensado del Conductor

La selección del esfuerzo unitario para la condición EDS, se calculó en base, a las normas alemanas VDE 0210/5.69 y en función a criterios de uso práctico en el diseño de líneas de transmisión.

De acuerdo a la norma mencionada se considerará el esfuerzo unitario igual a 4.52 kg/mm² para el tensado del conductor en condiciones EDS iniciales, que corresponden al 15% del esfuerzo de rotura del conductor.

1.7.2 Hipótesis de Cálculo Mecánico

Para el cálculo mecánico del conductor se ha considerado las siguientes hipótesis de acuerdo a las condiciones ambientales de la zona del proyecto, las que se muestran a continuación:

HIPOTESIS N° 1 TENSION DE CADA DIA (E.D.S.)

- Temperatura media : 20.0 °C- Presión de viento : 0 kg/m²- Esfuerzo de trabajo : 15% del U.T.S.

HIPOTESIS N° 2 ESFUERZOS MAXIMOS

- Temperatura : 10.0 °C- Presión de viento : 15 kg/m²- Esfuerzo de trabajo : 40 % de tiro de rotura

HIPOTESIS N° 3 FLECHA MAXIMA

- Temperatura máxima : 60 °C- Presión de viento : 0

HIPOTESIS N° 4 FLECHA MINIMA

- Temperatura : 10.0 °C- Presión de viento : 0 kg/m²

Se ha seleccionado el tiro EDS en condiciones iniciales igual a 15% del tiro de rotura del conductor; mientras que la máxima temperatura adoptada para la condición de flecha máxima será de 60 grados celsius, en donde se toma en cuenta el efecto “creep” que actúa sobre el conductor.

1.7.3 Cambio de Estado del Conductor

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El cambio de estado del conductor para los diferentes vanos y distintas condiciones ambientales, se basara por la siguiente ecuación cúbica:

Donde:

Tf = tiro horizontal final (kg)d = vano (m)Wi = peso unitario inicial (kg/m)Wf = peso unitario final (kg/m)S = sección del conductor (mm²)i = esfuerzo horizontal unitario inicial (kg/mm²)t1 = temperatura inicial (°C)t2 = temperatura final (°C) = coeficiente de dilatación lineal (1/°C)E = módulo de elasticidad final (kg/mm²)

H/D = relación desnivel/vano

1.8 Fundaciones

Las fundaciones de los postes de acero galvanizado son del tipo monobloque, cuyas características de diseño y construcción se establecieron en función del tipo de armado y el tipo del terreno.

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