INSTALACIONES ELECTRICASEl proyecto toma en cuenta los consumos estimados de las cargas y los requerimientos tcnicos que solicitan las mquinas a ser adquiridas por el cliente. Con base en esta planificacin se desarrolla la distribucin elctrica del campamento. Especficamente, el presente trabajo contempla los detalles sobre: el dimensionamiento de las acometidas determinando las cadas de tensin; la instalacin de los conductores y su canalizacin; el diseo del centro de transformacin y distribucin; el uso de tableros y la seleccin de protecciones y la puesta a tierra de toda la instalacin.Se explican mediante planos, diagramas y esquemas la distribucin de la instalacin elctrica, se especifica tambin el sistema de emergencia, la seleccin de protecciones y la seleccin de transformadores.1). LA DISTRIBUCION ELECTRICALa distribucin elctrica debe suplir dos cargas principales, la zona de maquinarias y el resto del campamento. Los equipos y cargas presentan un consumo de 2 MVA. Ante la peticin de las cargas, se asumi que la empresa de servicios debe acondicionar la subestacin ms cercana y conveniente para el despacho llamada UNCP.2). ESTIMACIN DE DEMANDA La demanda del campamento se conforma por diversos tipos de carga. Los equipos industriales que se encuentran funcionando en el campamento, alimentados por el transformador de 2000kVA conectado a la acometida de media tensin A4. Por ltimo estn las cargas de los servicios de oficinas e iluminacin general alimentados por la acometida de baja tensin A2. En la siguiente seccin se presentan los factores usados para cada tipo de carga. La estimacin total de la carga del campamento toma en cuenta los criterios establecidos por el cliente y por los proveedores de maquinaria.2.1). EQUIPOS INDUSTRIALES Y MAQUINARIAS. El campamento est equipado, entre las cargas ms relevantes, con: gra pluma, gras puente con capacidad de 52T, planta de concreto, ventiladores, bombas de achique, compresores, iluminacin, sistemas contra fuego y tomas de fuerza industrial. Estos equipos representan cargas importantes dentro de la estimacin neta del consumo para el campamento. La suma de las demandas nominales de estas cargas arroja un total de 1465kVA. Este consumo es alimentado desde el transformador de 2000kVA ubicado en el centro de distribucin de media tensin.Dentro de las cargas industriales se destacan los motores y las soldadoras por su alto consumo de potencia, en sus perodos de tipo transitorio y subtransitorio, al arrancar. Estos eventos de arranque y parada no siguen un patrn fijo. Para estimar la demanda se hace a partir del caso de demanda crtica mayor, que se puede presentar en esta operacin aleatoria. Los factores aplicados a la carga industrial cuentan con la salvedad de un funcionamiento continuo, ya que el campamento requiere un rgimen de trabajo de tres turnos para cumplir con los tiempos previstos de realizacin de la obra. Esto se refiere a lograr trabajar la mayor cantidad de horas en un da.2.2). EQUIPOS DE OFICINAS Y AFINES La carga de oficinas, vestuario, comedor y vigilancia representan una carga aproximada de 300kVA, repartidos entre el voltaje de 480/277V y 208/110V. En los equipos de oficina se ubican sistemas de aire acondicionado con un consumo total estimado en 30kVA. Sumado a esta carga se encuentran todos los equipos alimentados por toma corrientes de uso general y de la iluminacin. Los equipos de emergencia como bombas de agua para sistema contra incendios tambin estn incluidos dentro de este estimado El subtablero de oficina queda alimentado desde un transformador de 480/208V con 150kVA.Con el fin de poder tener un campamento de tipo modular, que se pueda mover con facilidad para la siguiente locacin de perforacin, las oficinas son hechas a partir de mdulos tipo contenedor. Estos mdulos tienen servicio de aire acondicionado por medio de unidades Split y unidades de ventana, cuentan con tomas de corriente para alimentar equipos de cafetera, de escritorio, impresin, copiado y uso general. Los conteiner tienen sistema de iluminacin y sistema de alarmas contra incendio. La carga de oficinas es suplida desde un subtablero derivado de un transformador 150kVA 480/208V. Las cargas de iluminacin son alimentadas a 480V. La distribucin interna y el proyecto elctrico de los mdulos no entran dentro del alcance de este proyecto.El rea de vestuarios, comedor y vigilancias son cargas sencillas de iluminacin y tomas de fuerza con consumos reducidos.

Redes elctricas en las oficinas y dormitorios de los ingenieros y tcnicos

Redes elctricas en los dormitorios de los peones

Redes elctricas en el comedor

3). SELECCIN DEL CALIBRE DE LOS ALIMENTADORES. 3.1) SELECCIN ALIMENTADORES BAJA TENSIN. Los alimentadores propuestos para esta instalacin industrial son cables de cobre, trenzado revestido, tipo THHN, THW y XLPE. Para la distribucin de la baja tensin se usan conductores de tipo 48THHN/THWN. El revestimiento THHN consta de una chaqueta de nylon con propiedades idneas para la instalacin en este tipo de ambientes: - Apropiados para instalarse en lugares hmedos o secos. - Gran resistencia a la abrasin, al aceite y a los agentes qumicos. - Anti-flama, resistente a la propagacin de incendios. El calibre mnimo a usar en la instalacin es #12 an cuando ste quede sobredimensionado en los clculos, hay que tener en cuenta que la instalacin de tipo industrial debe contar con contingencias y por normas de la empresa establece esto.3.2). DIMENSIONAMIENTO DE TRANSFORMADORES Y TABLEROS PRINCIPALES Con los valores de demanda, para el campamento, se debe seleccionar los tableros y transformadores para la distribucin en baja tensin. La acometida en 480V suple en la primera etapa 300kVA, esta se recibe en un mdulo de medicin de la compaa de servicios de la Electricidad de Caracas C.A., que luego va al tablero principal. La capacidad del interruptor principal para esta etapa es de 3X400A, a partir de este se conecta el tablero principal de 18 espacios. Este tablero distribuye a un subtablero de iluminacin, otro de servicios auxiliares y a un transformador 480/208V de 150kVA.La acometida de media tensin se conecta con un transformador de 2000kVA con una proteccin en de fusibles en el lado de alta y un interruptor de 3x1700A tipo ND, con capacidad de interrupcin de 50kA en el lado de baja. Luego se conecta un tablero principal de 48 espacios y un voltaje de 480V. De este tablero se distribuye la electricidad para las cargas industriales. El transformador seleccionado baja tensin es de tipo seco con una potencia de 150kVA. Sus funcin es llevar el voltaje de 480V a 208/110V para alimentar las cargas de oficina y las tomas de uso general en el campamento. Este transformador se ubica dentro de la caseta de distribucin B.T. El transformador de 2000kVA es de tipo ACEITE. La salida de este equipo va a un transfer manual que selecciona entre la planta auxiliar y la alimentacin principal.4). MDULO DE DISTRIBUCION En funcin de los requerimientos del cliente para crear un proyecto modular, se dise una celda de distribucin modular. Basado en esto se plantea un mdulo de 2.5m. de largo 2.8m. de profundidad y una altura de 2,3m., adentro se aloja el tablero principal de B.T. y dos subtableros. Dentro tambin se encuentra el transformador seco reductor de 150kVA. El mdulo est construido en su totalidad por hierro con acabados de alta resistencia a los efectos ambientales y agentes corrosivos. Sus puertas se abren en un ngulo de 180 para dar fcil acceso a todo su interior. Adosado al mdulo se encuentra un gabinete con los equipos de medicin de la compaa de servicios. Los detalles de este diseo pueden verse en los anexos. En la figura se observan unas perspectivas del diseo.

Vistas en perspectiva del mdulo de baja tensin y el armario de medicin.

5). SISTEMA DE CANALIZACIONES. La distribucin de los alimentadores en baja tensin para cada zona del campamento se hace a travs de bancadas y tanquillas. Los empalmes para llegar a los tableros se hacen con tuberas tipo Conduit. Las bancadas constan de tubo PVC de tipo elctrico con un dimetro acorde al nmero de conductores que se van a canalizar, son vaciadas con un concreto pesado de 250kg/cm para soportar el paso de camiones cargados con material pesado. Los tubos de canalizacin PVC son llenadas a un mximo de 40% dejando un espacio de reserva para el paso de algn conductor extra si se requiere y evitando sobrecalentamientos por exceso de calor generado. De las tanquillas donde se tienen las terminaciones o empalmes de las bancadas se derivan en sitios especficos, tuberas tipo Conduit, con sus accesorios para empalmar con los subtableros de donde se distribuyen los circuitos ramales. La canalizacin de la media tensin est propuesta en bancadas recubiertas con concreto pesado; al igual que en baja tensin. El tramo de canalizacin que va desde la celda de seccionamiento hasta el prtico, es hecho en bancada, una vez entrado en el tnel el alimentador de media tensin va colocado superficialmente sobre perchas fijadas a los anillos de concreto.

5.1). CAJAS DE EMPALME MEDIA TENSION El conductor va instalado en secciones de 100m. El empalme de de cada tramo se hace en una caja metlica dotada de tres aisladores independientes. Cada aislante de cermica va fijado a la placa del fondo de la caja, en el otro extremo se le coloca un dispositivo de pernos donde se hace la unin del conductor. El mtodo para la conexin es de tipo lpiz, en ambos extremos se exponen 5cm. de cable y son fijados al dispositivo de conexin mediante tornillos. La disposicin de estos elementos dentro de la caja puede verse en la figura . Para ms detalles se pueden ver las laminas presentadas en la seccin de anexos.

Detalle de caja de empalme de baja tensin

6). NIVELES LUMINOSOS, Y TIPOS DE LMPARAS El diseo del alumbrado debe cumplir con los lux mnimos requeridos para cada rea. En esta seccin se detallan los datos de las luminarias 6.1) Iluminacin Ordinaria y de Trabajo: La iluminacin para el campamento ser dividida en dos tipos. Una parte se encarga de iluminar la parte perifrica por medio de luminarias de 400W de tipo HPS. Estas se ubican en postes de 9 metros con lo cual se obtiene una distribucin uniforme de las cantidades lumnicas.7). SISTEMA DE PUESTA A TIERRA. La puesta a tierra en el campamento se realiza usando una puesta de malla interconectada. En funcin de la distribucin de las zonas y la llegada de las acometidas se dispone de dos mallas de tierra para lograr una instalacin segura. La malla para la seccin de media tensin es formada por una cuadricula de 8x4 recuadros de 2 metros por lado cada uno. El conductor de la periferia es de cobre calibre 500mcm desnudo, mientras que los internos son de cobre, desnudos y de calibre 4/0. Esta configuracin va enterrada 40 cm y anclada por 6 barras Cooperweld. La soldadura de unin entre estos conductores y entre los conductores y las barras es de tipo exotrmica para garantizar la unin ante factores externos como la humedad. Conectada a esta malla se encuentra otra con la misma configuracin en la cercana del centro de distribucin de baja tensin.

Detalle de pozo a tierra

8). CARACTERSTICAS ELCTRICAS DEL SISTEMA Para los efectos de los clculos elctricos de la acometida, se tienen en cuenta las siguientes caractersticas. - Tensin nominal de la red 12,47 kV - Tensin mxima de servicio 12,6 kV - Frecuencia nominal 60 Hz - Factor de potencia 0,80 (atraso) - Conexin del neutro: Efectivamente puesta a tierra - Potencia de cortocircuito mnima 250 MVA

CONCLUSIONES Los proyectos de instalaciones elctricas deben estar enmarcados y diseados bajo las normas referentes a la materia, principalmente bajo el Cdigo Elctrico Nacional, as como tambin respecto a CADAFE, Electricidad de Caracas y cualquier otra normativa aplicable de acuerdo a la naturaleza del proyecto a realizar.

Como hallazgo del presente trabajo, es importante destacar que si bien las normas garantizan seguridad y confiabilidad, generalmente no son garantes de la economa en el proyecto, ya que en el mercado si bien existen diversas opciones para una misma aplicacin, la norma no necesariamente contempla aquella opcin ms econmica.

Por otra parte, las opciones existentes en el mercado, reducen costos integrando ciertas funciones; sin embargo, esta posibilidad tampoco es contemplada por la normativa aplicable, restringindose a alternativas en ocasiones obsoletas o de limitadas funciones.

En este proyecto se uso el criterio de menor costo, a peticin del cliente, escogiendo un dispositivo de transferencia manual.