MINISTERIO DE ENERGA Y MINASDIRECCIN EJECUTIVA DE PROYECTOSESTUDIO DEFINITIVO DE LA LNEA DE TRANSMISIN EN 66 kV AYACUCHO SAN FRANCISCOINFORME N 9302-5-004-0VOLUMEN IIICALCULOS JUSTIFICATIVOSRev. 1JULIO - 2006MINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte APROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A.MINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte AESTUDIO DEFINITIVO DE LA LNEA DE TRANSMISIN EN 66KV AYACUCHO SAN FRANCISCO VOLUMEN IIICALCULOS JUSTIFICATICOSPARTE A: LINEAS DE TRANSMISIONINDICECAPITULO 1A : INTRODUCCIN 11.1 Objetivo 11.2 Alcances 11.3 Antecedentes 11.4 Determinacin del rea del Proyecto 2CAPITULO 2A: ANLISIS DEL SISTEMA ELECTRICO 122.1 Introduccin 122.2 Criterios de Operacin 122.3 Resultados de los Flujos de Carga 142.4 Conclusiones del Flujo de Carga 142.5 Anlisis de Cortocircuito 15CAPITULO 3A: CALCULOS ELECTROMECNICOS 173.1 Normas Aplicables 173.2 Caractersticas Principales de la Lnea de Transmisin 173.3 Seleccin del Trazo de Ruta 173.4 Criterios de Diseo Elctrico 193.5 Criterios de Diseo Mecnico 58CAPITULO 4A: CALCULOS DE CIMENTACIONES 724.1 Objetivo 724.2 Normas Vigentes 724.3 Geologa y Geotecnia 724.4 Seleccin del Tipo de Fundacin 724.5 Fundaciones de Concreto Armado 734.6 Fundaciones de Parrillas Metlicas 764.7 Materiales 774.8 Procesamiento de Clculos 78ANEXOSMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte AESTUDIO DEFINITIVO DE LA LNEA DE TRANSMISIN EN 66KV AYACUCHO SAN FRANCISCOCALCULOS JUSTIFICATICOSPARTE A : LINEAS DE TRANSMISIONCAPITULO 1A.INTRODUCCION1.1. ObjetivoEl presente documento tiene como objetivo presentar los clculos justificativos del proyectoESTUDIO DEFINITIVO DE LA LNEA DE TRANSMISIN EN 66 kV AYACUCHO SAN FRANCISCO Y SUBESTACIONES.1.2. AlcancesEl presenteinformecomprendeloscriteriosdediseosdelassiguientes instalaciones:-Lnea de Transmisin en 66 kV Ayacucho San Francisco-Ampliacin de la Subestacin Mollepata (Ayacucho) en 66 kV-Nueva Subestacin San Francisco 66/22,9kV 1.3. AntecedentesEl Ministerio de Energa y Minas a travs de la Direccin Ejecutiva de Proyectos (DEP/MEM), en el marco del Plan de Electrificacin Rural (PER), ha ejecutado la construccin de la C.H. de San Francisco de 2x680 kW y el Pequeo Sistema ElctricoSanFranciscoI Etapa, losmismosqueseencuentranenactual operacin con 30 localidades energizadas.El Ministerio de Energa y Minas mediante Resolucin Directoral N 184-04-EM/DM de fecha 04 de octubre del 2004, autoriza la convocatoria del proceso de Concurso Pblico Nacionalpara el desarrollo del Estudio Definitivo de la Lnea de Transmisin en 66 kV Ayacucho San Francisco y de los Estudios de Factibilidad de los Proyectos Pequeo Sistema Elctrico San Francisco II Etapa y Pequeo Sistema Elctrico San Francisco III Etapa, incluyendo los respectivos estudios de Impacto Ambiental.El 15dediciembredel 2004el ComitEspecial otorgalaBuenaProa PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A(PEPSA),y el 05 de enero del 2005 se suscribe el contrato N 05-001-EM/DEP de Servicios de Consultora, entre la Direccin Ejecutiva de Proyectos del MEM y PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. para la elaboracin del Proyecto.PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 5 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte A1.4. Determinacin del Area del Proyecto1.4.1 Ubicacin y PoblacinElrea de ubicacin del proyecto se encuentra entre los Departamentos de Ayacucho y Cusco, comprendiendo bsicamente las provincias de Huamanga, Huanta y La Mar en Ayacucho y La Convencin en Cusco.Las localidades del rea de influencia que conforman el P.S.E San Francisco seubicanensumayoraenel valledelosRosApurmacyEne, enla frontera entre los departamentos de Ayacucho y Cusco,y pertenecen a las Provincias de Huanta, La Mar y La Convencin. Geogrficamente el proyecto se emplaza entre los paralelos:* 123500 y 131000Latitud Sur* 734500 y 741500 Longitud OesteEl PSESanFranciscoademsdelas30localidadesqueyacuentancon servicioelctricoenlaI Etapa, incluira78localidadesensuIIEtapa, 83 localidades en una III Etapa y en un futuro mediato a 164 localidades pertenecientes a la IV Etapa.En el siguiente cuadrose muestra el resumen de la poblacin beneficiada.CUADRO N 1.1POBLACIN BENEFICIADA AO 2005ETAPANUMERO DE LOCALIDADESPOBLACIONBENEFICIADAVIVIENDASII 78 26 251 5 152III 83 34 907 7 433IV 164 27 551 5 1841.4.2 Vas de Acceso y ComunicacinEl acceso al rea del proyecto desde Lima es:- Por va area mediante vuelos diarios a la ciudad de Ayacucho.- Por va terrestre, mediantela Carretera Panamericana Sur hasta la localidad de San Clemente en Pisco; luego por la carretera principaldenominada Va Los Libertadores hasta la ciudad de Ayacucho.DesdelaciudaddeAyacuchoexistelacarreteraAyacuchoTambo-San Francisco de 185 km de recorrido, la misma que se encuentra asfaltada hasta lalocalidaddeQuinua, enbuenestadoyconpermanentemantenimiento hastalalocalidaddeTambo; mientrasquelavaafirmadaTamboSan Franciscoseencuentraenlaactualidadenmal estadoqueseagravaen pocas de lluvia por la circulacin de camiones de carga pesada. El tiempo total de viaje, en camioneta, de Ayacucho a San Francisco es aproximadamente el siguiente:PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 6 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte A* 8 horas en los meses de Marzo a Noviembre* 12 horas en los meses de Diciembre a FebreroPara la comunicacin telefnica, se cuenta con este servicio en la ciudad de Ayacucho y en las localidades de Quinua, Tambo, San Francisco y Kimbiri.1.4.3 Condiciones ClimatolgicasEl rea del Proyecto de la Lnea de Transmisin se caracteriza por presentar hasta dos zonas con condiciones climatolgicas claramente diferenciadas: el climafrgidosecocorrespondientealazonadelasierraaltacomprendido entre los 3 000 y 4 450 m.s.n.m. (Zona I), y el clima clido hmedo en la zona de ceja de selva comprendido entre los 600 y 3 000 m.s.n.m. (Zona II).Del anlisis de la informacin meteorolgica de ambas zonas del proyecto, se adopt las siguientes condiciones climatolgicas para el diseo de la lnea: CUADRO N 1.2CONDICIONES CLIMATOLOGICASZONA I IIElevacin (m.s.n.m.) 3 000 4 450 600 3 000Temperatura (C)MximaMnimaMedia25-51038522Precipitacin pluvialTasa anual(mm) 800 2 400Humedad Relativa 62% 80%Nivel Isoceraunico(das-tormenta / ao) 40 60Mxima velocidad de viento (m/s) 22 22

El climaenambaszonasdel proyectoesnormalmentedespejadoycon pocas de lluvias fuertes entre Diciembre y Marzo. El ambiente es limpio y de baja contaminacin. Auncuandonoexisteinformacinespecificadeacumulacindenieveo formacindehieloenlosconductoresdelaslneasexistentes, noseha descartadolaposibilidaddeocurrenciaenlaspartesmasaltas(ZonaI). Como previsin, se adoptar una capa de hielo de poco espesor (6 mm).Enel Anexo1seincluyeel procesamientodeinformacinobtenidadelas estaciones meteorolgicas existentes en la zona del proyecto (Estaciones de La Quinua, Pichari y Machente), los mismos que sirvieron de referencia para la elaboracin del cuadro anterior.PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 7 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte A1.4.4 Localidades BeneficiadasLas localidades beneficiadas sern las siguientes:CUADRO N 1.3LOCALIDADES DEL AREA DE INFLUENCIA Localidades con Servicio Elctrico (PSE San Francisco I Etapa):ITEM DEPARTAMENTO PROVINCIA DISTRITO LOCALIDAD DENOMINACIN1 AYACUCHO HUANTA SIVIA SIVIA PUEBLO2 AYACUCHO LA MAR AYNA CARMEN PAMPA ANEXO3 AYACUCHO LA MAR AYNA LIMONCHAYOC ANEXO4 AYACUCHO LA MAR AYNA NARANJAL ANEXO5 AYACUCHO LA MAR AYNA NUEVA FLORIDA ANEXO6 AYACUCHO LA MAR AYNA ROSARIO ANEXO7 AYACUCHO LA MAR AYNA SAN ANTONIO ANEXO8 AYACUCHO LA MAR AYNA SAN FRANCISCO PUEBLO9 AYACUCHO LA MAR AYNA SAN MARTIN ANEXO10 AYACUCHO LA MAR SAN MIGUEL PALMAPAMPA ANEXO11 AYACUCHO LA MAR SAN MIGUEL PAMPAHUASI CASERIO12 AYACUCHO LA MAR SAN MIGUEL PICHIWUILLCA CASERIO13 AYACUCHO LA MAR SAN MIGUEL SORZA (PIRIATO) CASERIO14 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA CHAMAYRUCHAYOC CASERIO15 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA COMUMPIARI ANEXO16 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA GLORIAPATA ANEXO17 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA MARINTARI PUEBLO18 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA MOZOBAMBA ALTA CASERIO19 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA PAMPA MIRAFLORES CASERIO20 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA PAN DE AZUCAR CASERIO21 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA RINCONADA BAJA CASERIO22 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA SAN AGUSTIN CASERIO23 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA SANTA ROSA PUEBLO24 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI KIMBIRI PUEBLO25 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI KIMBIRI ALTO ANEXO26 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI SANPATUARIANARO OTROS27 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI CCATUNRUMI ANEXO28 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI OMAYA CASERIO29 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI PICHARI PUEBLO30 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI PICHARI BAJO CASERIOPROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 8 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte AII Etapa (Ao 2 008)ITEM DEPARTAMENTO PROVINCIA DISTRITO LOCALIDAD DENOMINACIN1 AYACUCHO LA MAR ANCO AGUA DULCE ANEXO2 AYACUCHO LA MAR ANCO AMARGURA ANEXO3 AYACUCHO LA MAR ANCOANCHIWAY (PUKITAKIRIATO)ANEXO4 AYACUCHO LA MAR ANCO ARWUIMAYO ANEXO5 AYACUCHO LA MAR ANCO LECHEMAYO ANEXO6 AYACUCHO LA MAR ANCO LIBERTADORES ANEXO7 AYACUCHO LA MAR ANCO NAIN ANEXO8 AYACUCHO LA MAR ANCO NARANJAL ANEXO9 AYACUCHO LA MAR ANCOSAN ANTONIO (NUEVO PROGRESO)ANEXO10 AYACUCHO LA MAR ANCOSAN MARTIN (NUEVO PROGRESO)ANEXO11 AYACUCHO LA MAR ANCO PALTAYPATA ANEXO12 AYACUCHO LA MAR ANCO PATAHUASI ANEXO13 AYACUCHO LA MAR ANCO PATERINE ANEXO14 AYACUCHO LA MAR ANCO PORVENIR ANEXO15 AYACUCHO LA MAR ANCO SAN VICENTE ANEXO16 AYACUCHO LA MAR ANCO VILLA UNIN ANEXO17 AYACUCHO LA MAR AYNA LAS PALMAS ANEXO18 AYACUCHO LA MAR AYNA PASATAUNIDAD AGROPECUARIA19 AYACUCHO LA MAR SAN MIGUEL MONTERRICO ANEXO20 AYACUCHO LA MAR SAN MIGUEL CAAPIRIATO CASERIO21 AYACUCHO LA MAR SAN MIGUEL CHAUPIMAYO CASERIO22 AYACUCHO LA MAR SAN MIGUEL CHONTABAMBA CASERIO23 AYACUCHO LA MAR SAN MIGUEL SAN JOSE ANEXO24 AYACUCHO LA MAR SAN MIGUEL VALSAMUYOCC ANEXO25 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSACANAL (CANALCCASSA )CASERIO26 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA IRIBAMBA CASERIO27 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA BUENA VISTA CASERIO28 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA CHONTACCOCHA CASERIO29 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA HUANTACHACA CASERIO30 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA HUAYRAPATA CASERIO31 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA LA UNION CASERIO32 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA LA VICTORIA CASERIO33 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA LUISIANA (HACIENDA)UNIDAD AGROPECUARIA34 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA NUEVA FORTALEZA CASERIO35 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA NUEVA JERUSALEN CASERIO36 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA NUEVO PARAISO CASERIO37 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA SAN LUIS CASERIO38 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA SIMARIBA CASERIOITEM DEPARTAMENTO PROVINCIA DISTRITO LOCALIDAD DENOMINACIONPROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 9 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte A39 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA UNION MEJORADA CASERIO40 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA VISTOSO CASERIO41 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI CAMONACHOARI CASERIO42 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI CAMONIATO CASERIO43 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI CHIRUMPIARIPUEBLO44 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI HELARES CASERIO45 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI IRAPITARI CASERIO46 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI LIMATAMBO ANEXO47 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI LOS ANGELES ANEXO48 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI MALVINAS ANEXO49 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI MANITEA BAJA ANEXO50 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI MANITINQUIARI OTROS51 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI MAPITUARI CASERIO52 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI MAQUETE - SERANTA ANEXO53 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI MAQUETE BAJO CASERIO54 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI CALIFORNIA CASERIO55 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI NUEVA ESPERANZA CASERIO56 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI PALESTINA ALTA CASERIO57 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI PALESTINA BAJA ANEXO58 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI PROGRESO ANEXO59 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI PUEBLO LIBRE ALTO ANEXO60 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI PUEBLO LIBRE BAJO ANEXO61 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI PUERTO RICO CASERIO62 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI QUINTIARINA ALTA CASERIO63 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI SIRENACHAYOCC ANEXO64 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI SAMANIATO ANEXO65 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI SANPATUARI ALTA CASERIO66 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI SANPATUARI BAJA CASERIO67 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI SANTA FE CASERIO68 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI SEVICHIARI ANEXO69 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI TAHUANTINSUYOLOBO PUEBLO70 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI UNION ROSALES ANEXO71 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI BETHEL CASERIO72 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI VILLA EL SALVADOR ANEXO73 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI VILLA QUINTIARINA CASERIO74 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI VISTA ALEGRE ANEXO75 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI VISTA ALEGRE ALTO ANEXO76 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI VISTA ALEGRE BAJO ANEXO77 CUZCO LA CONVENCIN VILCABAMBA TALANCA ANEXO78 CUZCO LA CONVENCIN VILCABAMBA VILLA VIRGEN ANEXOIII Etapa (Ao 2 008)ITEM DEPARTAMENTO PROVINCIA DISTRITO LOCALIDAD DENOMINACION1 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA AREQUIPA CASERIO2 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA CANAYRE PUEBLO3 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA CORAZON PATA CASERIO4 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA CORONEL PORTILLO CASERIO5 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA GLORIA AMARGURA ANEXO6 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA JUNIN LIBERTAD CASERIO7 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA LLOCHEGUA PUEBLOITEM DEPARTAMENTO PROVINCIA DISTRITO LOCALIDAD DENOMINACION8 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA LOS ANGELES CASERIO9 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA MATUCANA CASERIOPROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 10 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte A10 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA MAYAPO PUEBLO11 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA NUEVA ESPERANZACASERIO12 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA PERIAVENTE ALTA CASERIO13 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA PERIAVENTE BAJA CASERIO14 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA PUERTO AMARGURA ANEXO15 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA PULPITO CASERIO16 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA SAN ANTONIO CASERIO17 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA SANTA ROSA CASERIO18 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA SOL NACIENTE ANEXO19 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA VILLA VIRGENCASERIO20 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA VILLA VIRGEN BAJA ANEXO21 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA YARURI CASERIO22 AYACUCHO HUANTA SIVIA AREQUIPACASERIO23 AYACUCHO HUANTA SIVIA BALSAMAYOCC CASERIO24 AYACUCHO HUANTA SIVIA CASERVINECASERIO25 AYACUCHO HUANTA SIVIA CCOLLOTAYOC CASERIO26 AYACUCHO HUANTA SIVIA CHALLHUAMAYO CASERIO27 AYACUCHO HUANTA SIVIA CHUVIVANA ANEXO28 AYACUCHO HUANTA SIVIA COMPAA BAJA ANEXO29 AYACUCHO HUANTA SIVIA CRUZ CCASA CASERIO30 AYACUCHO HUANTA SIVIA GRANJA SIVIA CASERIO31 AYACUCHO HUANTA SIVIA GUAYAQUIL ANEXO32 AYACUCHO HUANTA SIVIA HUAMANPATA ANEXO33 AYACUCHO HUANTA SIVIA MATUCANA CASERIO34 AYACUCHO HUANTA SIVIA MONTERRICO CASERIO35 AYACUCHO HUANTA SIVIA NAZARETHALTA CASERIO36 AYACUCHO HUANTA SIVIA NOVILLOCCASA CASERIO37 AYACUCHO HUANTA SIVIA NUEVA ALIANZA CASERIO38 AYACUCHO HUANTA SIVIA NUEVA UNION CASERIO39 AYACUCHO HUANTA SIVIA NUEVO PROGRESO CASERIO40 AYACUCHO HUANTA SIVIA PAMPA HERMOZAUNIDAD AGROPECUARIA41 AYACUCHO HUANTA SIVIA ROSARIO ACON CASERIO42 AYACUCHO HUANTA SIVIA SAN GERARDO CASERIO43 AYACUCHO HUANTA SIVIA SANAMARCA CASERIO44 AYACUCHO HUANTA SIVIA SANTA ROSA BAJA CASERIO45 AYACUCHO HUANTA SIVIA SEVITE ALTA CASERIO46 AYACUCHO HUANTA SIVIA SEVITE BAJAUNIDAD AGROPECUARIA47 AYACUCHO HUANTA SIVIA TORRE RUMI ANEXO48 AYACUCHO HUANTA SIVIA TRIBOLINEPUEBLO49 AYACUCHO HUANTA SIVIA TRIBOLINE ALTO CASERIO50 AYACUCHO HUANTA SIVIA VERDE CCOCHAUNIDAD AGROPECUARIA51 AYACUCHO HUANTA SIVIA VILLA MEJORADA CASERIO52 AYACUCHO LA MAR AYNA AYNA ANEXO53 AYACUCHO LA MAR AYNA CCENTABAMBA ANEXO54 AYACUCHO LA MAR AYNA MACHENTE ANEXO55 AYACUCHO LA MAR AYNA SAN PEDRO ANEXO56 AYACUCHO LA MAR AYNA SANTA CRUZ CASERIO57 AYACUCHO LA MAR AYNA VILLA LIBERTAD CASERIOITEM DEPARTAMENTO PROVINCIA DISTRITO LOCALIDAD DENOMINACION58 AYACUCHO LA MAR AYNA VILLA RICA CASERIO59 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI CATARATA ANEXO60 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI GRAN SHINUNGARI ANEXO61 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI LIBERTAD CASERIOPROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 11 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte A62 CUZCO LA CONVENCIN PICHARIMANIBIWI (MANIRINE NATIVOS)CASERIO63 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI MANTARO ANEXO64 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI MIMIRINE PAISANOSUNIDAD AGROPECUARIA65 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI NATIVIDAD CASERIO66 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI NOGAL PAMPA CASERIO67 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI NUEVO PROGRESO CASERIO68 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI OTARI CASERIO69 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI PARAISO CASERIO70 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI PEDRO RUIZ GALLOUNIDAD AGROPECUARIA71 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI PICHARI ALTO CASERIO72 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI PUEBLO LIBRE ANEXO73 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI PUERTO COCOS CASERIO74 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI PUERTO MAYO ANEXO75 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI QUISTO CENTRAL CASERIO76 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI QUISTO VALLE CASERIO77 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI SAN CRISTOBAL CASERIO78 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI SAN MARTIN (OTARI) ANEXO79 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI SAN PEDRO CASERIO80 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI SANQUIRHUATO CASERIO81 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI TARANCATO ANEXO82 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI TERESA CASERIO83 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI TIRINCAVINE CASERIOIV Etapa (Ao 2 013)ITEM DEPARTAMENTO PROVINCIA DISTRITO LOCALIDAD DENOMINACIN1 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA BUENOS AIRES CASERIO2 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA CHIHUILLOUNIDAD AGROPECUARIA3 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA EL PACIFICO CASERIO4 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA JUNIN PROGRESOUNIDAD AGROPECUARIA5 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA LORETO CASERIO6 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA PAMPA HERMOZAUNIDAD AGROPECUARIA7 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA ROSARIO SANTILLANA CASERIO8 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA SAN ANTONIO NORTEUNIDAD AGROPECUARIA9 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA SAN CRISTOBAL CASERIO10 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA SANTA TERESAUNIDAD AGROPECUARIA11 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA UNIONUNIDAD AGROPECUARIA12 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA UNION SAN MIGUEL CASERIO13 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA VILLA PROGRESOUNIDAD AGROPECUARIA14 AYACUCHO HUANTA LLOCHEGUA WACATOUNIDAD AGROPECUARIA15 AYACUCHO HUANTA SIVIA ANTECCASA CASERIO16 AYACUCHO HUANTA SIVIA BUENOS AIRES CASERIOITEM DEPARTAMENTO PROVINCIA DISTRITO LOCALIDAD DENOMINACION17 AYACUCHO HUANTA SIVIA CAAPAMPA CASERIO18 AYACUCHO HUANTA SIVIA CHONGOS CASERIO19 AYACUCHO HUANTA SIVIA COMPAA ALTA CASERIO20 AYACUCHO HUANTA SIVIA COTONIA CASERIO21 AYACUCHO HUANTA SIVIA GLORIAPATA CASERIOPROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 12 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte A22 AYACUCHO HUANTA SIVIA GRANJA SIVIA BAJA CASERIO23 AYACUCHO HUANTA SIVIA INDEPENDENCIA CASERIO24 AYACUCHO HUANTA SIVIA MATUCANA ALTA CASERIO25 AYACUCHO HUANTA SIVIA NAZARETH BAJA CASERIO26 AYACUCHO HUANTA SIVIA NUEVA ESPERANZA CASERIO27 AYACUCHO HUANTA SIVIA PAMPA AURORA CASERIO28 AYACUCHO HUANTA SIVIA PAMPA HUASI CASERIO29 AYACUCHO HUANTA SIVIA QUINPITIRIQUIUNIDAD AGROPECUARIA30 AYACUCHO HUANTA SIVIA RAMADILLA CASERIO31 AYACUCHO HUANTA SIVIA RAMOSPAMPA CASERIO32 AYACUCHO HUANTA SIVIA RETIRO CASERIO33 AYACUCHO HUANTA SIVIA SANTA ROSA ALTA UNIDAD AGROP.34 AYACUCHO HUANTA SIVIA TUTEROCHAYOCCUNIDAD AGROPECUARIA35 AYACUCHO HUANTA SIVIA TUTUMBARU CASERIO36 AYACUCHO LA MAR ANCO 6 DE AGOSTO CASERIO37 AYACUCHO LA MAR ANCO BELLAVISTA ANEXO38 AYACUCHO LA MAR ANCO BERLIN CASERIO39 AYACUCHO LA MAR ANCO BUENA GANA ANEXO40 AYACUCHO LA MAR ANCO CAJADELACASERIO41 AYACUCHO LA MAR ANCO CCOLLAPAMPA CASERIO42 AYACUCHO LA MAR ANCO CERRO DE ORO CASERIO43 AYACUCHO LA MAR ANCO HERMOZA CASERIO44 AYACUCHO LA MAR ANCO HUAYRAPATA ANEXO45 AYACUCHO LA MAR ANCO IRAN ANEXO46 AYACUCHO LA MAR ANCO ISOCCASA CASERIO47 AYACUCHO LA MAR ANCO MAGAS CASERIO48 AYACUCHO LA MAR ANCO MEJORADA CASERIO49 AYACUCHO LA MAR ANCO MIRAFLORES ANEXO50 AYACUCHO LA MAR ANCO PAMPA AURORA ANEXO51 AYACUCHO LA MAR ANCO ROSARIO PAMPA ANEXO52 AYACUCHO LA MAR ANCO ROSASPATA CASERIO53 AYACUCHO LA MAR ANCO SANTA ROSA CASERIO54 AYACUCHO LA MAR AYNA AGUARUCHAYOCC CASERIO55 AYACUCHO LA MAR AYNA ARIZONA ANEXO56 AYACUCHO LA MAR AYNA AURORA CASERIO57 AYACUCHO LA MAR AYNA CALICANTO ANEXO58 AYACUCHO LA MAR AYNA CEDROCUCHO CASERIO59 AYACUCHO LA MAR AYNA CHEPITA CASERIO60 AYACUCHO LA MAR AYNA GRINGO YACU ANEXO61 AYACUCHO LA MAR AYNA LOS ANGELESUNIDAD AGROPECUARIA62 AYACUCHO LA MAR AYNA MONTERRICO ANEXO63 AYACUCHO LA MAR AYNA NUEVA UNION ANEXO64 AYACUCHO LA MAR AYNA PALTAYPATAUNIDAD AGROPECUARIA65 AYACUCHO LA MAR AYNA PICHCCAPUQUIO CASERIO66 AYACUCHO LA MAR AYNA PUCAYACU CASERIOITEM DEPARTAMENTO PROVINCIA DISTRITO LOCALIDAD DENOMINACION67 AYACUCHO LA MAR AYNA PUERTO PUMORINA CASERIO68 AYACUCHO LA MAR AYNA SAN CRISTOBAL ANEXO69 AYACUCHO LA MAR AYNA SAN QUIROHATO CASERIO70 AYACUCHO LA MAR AYNA SANTA TERESA CASERIO71 AYACUCHO LA MAR AYNA SOL NACIENTE CASERIO72 AYACUCHO LA MAR AYNA VILLA HERMOZA UNIDAD AGROPE73 AYACUCHO LA MAR AYNA VILLA VISTA CASERIOPROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 13 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte A74 AYACUCHO LA MAR SAN MIGUEL SANABAMBA CASERIO75 AYACUCHO LA MAR SAN MIGUEL SANTA CRUZNIYOCC CASERIO76 AYACUCHO LA MAR SAN MIGUEL VILLA RICA CASERIO77 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA ANTECCASA CASERIO78 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA CATUTE CASERIO79 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA CCAHUASANA CASERIO80 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA HUANCHI CASERIO81 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA NUEVA GENERACION CASERIO82 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA PATACCOCHA CASERIO83 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA RANRAMAYO CASERIO84 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA RINCONADA ALTA CASERIO85 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA RUMIPATA CASERIO86 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA SAN CRISTOBAL CASERIO87 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA SAN PEDRO CASERIO88 AYACUCHO LA MAR SANTA ROSA YANASACHA CASERIO89 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI CASHIROVENI OTROS90 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI CCORICHAYOCC CASERIO91 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI CORAZON PATA CASERIO92 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI HUAYANAY OTROS93 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI IVANQUIRIARI CASERIO94 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI KAPIRUSIATO OTROS95 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI LA LIBERTAD CASERIO96 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI MANITEA ALTA ANEXO97 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI MASERINE CASERIO98 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI NUEVA ALIANZA CASERIO99 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI NUEVE DE DICIEMBRE CASERIO100 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI PALMA DE ORO CASERIO101 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI POMORINE OTROS102 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI PORVENIR CASERIO103 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI SAN LUIS CASERIO104 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI SIWAYLLAWATO CASERIO105 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI SOL NACIENTE ANEXO106 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI UNION VISTA ALEGRE CASERIO107 CUZCO LA CONVENCIN KIMBIRI VILLA ESMERALDA CASERIO108 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI AMARGURA CASERIO109 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI CERRITO LIBERTAD CASERIO110 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI CUVIRIARI CASERIO111 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI KATONGO CASERIO112 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI KUVIRIARI UNIDAD AGROP.113 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI MIRAFLORES CASERIO114 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI MONKIRINSHIUNIDAD AGROPECUARIA115 CUZCO LA CONVENCIN PICHARINUEVA AGRUPACION ASHANINKACASERIO116 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI NUEVA ESPERANZA CASERIO117 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI PITIRINQUINI CASERIOITEM DEPARTAMENTO PROVINCIA DISTRITO LOCALIDAD DENOMINACION118 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI PORVENIRUNIDAD AGROPECUARIA119 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI PUERTO OVAGUIRI CASERIO120 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI PUMAYACUUNIDAD AGROPECUARIA121 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI QUINQUIVIRI CASERIO122 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI QUIPIACHIARI UNIDAD AGROP123 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI SANKIROSHI CASERIO124 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI SANTA INES CASERIO125 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI SHIANTUISHIARI CASERIOPROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 14 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte A126 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI SHIROTIARI CASERIO127 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI TUPAC AMARU II CASERIO128 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI UNION TARANCATOUNIDAD AGROPECUARIA129 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI VILLA REALUNIDAD AGROPECUARIA130 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI VILLA VISTAUNIDAD AGROPECUARIA131 CUZCO LA CONVENCIN PICHARI YURINAQUIUNIDAD AGROPECUARIA132 JUNIN SATIPO PANGOA ALTO AMAZONAS CASERIO133 JUNIN SATIPO PANGOA BOCA MANTARO CASERIO134 JUNIN SATIPO PANGOA CERRO VERDE CASERIO135 JUNIN SATIPO PANGOA CORIRI CASERIO136 JUNIN SATIPO PANGOA FLORIDA CASERIO137 JUNIN SATIPO PANGOA MIRAFLORES CASERIO138 JUNIN SATIPO PANGOA NUEVA AMERICA CASERIO139 JUNIN SATIPO PANGOA NUEVA UNION CASERIO140 JUNIN SATIPO PANGOA PAQUICHARI CASERIO141 JUNIN SATIPO PANGOA REMOLINO CASERIO142 JUNIN SATIPO PANGOA SAN ENE CASERIO143 JUNIN SATIPO PANGOA SAN JUAN MANTARO CASERIO144 JUNIN SATIPO PANGOA SAN MIGUEL DEL ENE CASERIO145 JUNIN SATIPO PANGOA SELVA VIRGEN CASERIO146 JUNIN SATIPO PANGOA SHAORIATO CASERIO147 JUNIN SATIPO PANGOA SHIMPICHIRIATO CASERIO148 JUNIN SATIPO PANGOA TUNUNTUARI CASERIO149 JUNIN SATIPO PANGOA TUPAC AMARU CASERIO150 JUNIN SATIPO PANGOA UNION MANTARO CASERIO151 JUNIN SATIPO PANGOA YAVIRO CASERIO152 JUNIN SATIPO RIO TAMBO ALTO ENE CASERIO153 JUNIN SATIPO RIO TAMBOLOS ANGELES (PRIMAVERA)CASERIO154 JUNIN SATIPO RIO TAMBO NATALIO SANCHEZ CASERIO155 JUNIN SATIPO RIO TAMBO PAMPA ALEGRE CASERIO156 JUNIN SATIPO RIO TAMBO PUERTO ROCA CASERIO157 JUNIN SATIPO RIO TAMBO QUIMAROPITARI CASERIO158 JUNIN SATIPO RIO TAMBO SAN GABRIEL CASERIO159 JUNIN SATIPO RIO TAMBO SELVA DE ORO CASERIO160 JUNIN SATIPO RIO TAMBO SHAMPINTIARI CASERIO161 JUNIN SATIPO RIO TAMBO SOL NACIENTE CASERIO162 JUNIN SATIPO RIO TAMBO TAMBO DEL ENE CASERIO163 JUNIN SATIPO RIO TAMBO TSIROTIARI CASERIO164 JUNIN SATIPO RIO TAMBO VALLE ESMERALDA CASERIOPROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 15 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte ACAPITULO 2A:ANLISIS DEL SISTEMA ELECTRICO2.1. IntroduccinEl anlisisdel sistemaelctricotieneporobjetoevaluarel comportamiento elctricodelaalternativaseleccionadaparalasdiferentescondicionesde operacindel sistema, paraverificar laregulacindetensinydefinir las caractersticas del equipamiento de las instalaciones proyectadas.Para evaluar elsistema elctrico se han efectuado simulaciones de flujo de carga para elescenario de mxima demanda en un horizonte de 20 aos (2005 2025). En el anlisis de flujo de carga se ha considerado la operacin del sistema en pocas de estiaje, es por ello que la C.H. de Cangallo solo despacha con un grupo; este escenario es la condicin mas desfavorable para el sistema. 2.2. Criterios de Operacin2.2.1 Mxima DemandaLamximademandacorrespondealaproyeccinparaunperodode20 aos, y comprende a todas las localidades que se encuentran dentro del rea deinfluencia del proyecto (I, II, III y IV Etapa), comosemuestraenel siguiente cuadro: AoMximas Demandas (kW)I Etapa Existente II EtapaEstudio III EtapaEstudioIV EtapaFuturoTotal PSE San Francisco2005 1 184,95 0,00 0,00 0,00 1 184,952006 1 292,61 0,00 0,00 0,00 1 292,612007 1 368,61 0,00 0,00 0,00 1 368,612008 1 431,40 569,83 754,77 0,00 2 756,002009 1 487,30 622,77 825,99 0,00 2 936,052010 1 539,09 659,74 875,12 0,00 3 073,962011 1 588,27 690,49 915,54 0,00 3 194,292012 1 635,69 718,01 951,39 0,00 3 305,082013 1 679,24 743,63 984,50 494,22 3 901,592014 1 721,89 768,06 1 015,85 534,88 4 040,682015 1 763,93 791,71 1 045,99 562,92 4 164,552016 1 805,55 813,52 1 073,51 585,97 4 278,542017 1 846,91 834,95 1 100,38 606,39 4 388,642018 1 888,15 856,14 1 126,80 625,24 4 496,322019 1 929,35 877,18 1 152,89 643,05 4 602,472020 1 970,59 898,16 1 178,76 660,15 4 707,662021 2 011,96 919,12 1 204,49 675,72 4 811,282022 2 053,49 940,12 1 230,13 690,89 4 914,642023 2 095,24 961,20 1 255,75 705,79 5 017,982024 2 137,26 982,39 1 281,39 720,47 5 121,502025 2 179,57 1 003,72 1 307,07 735,01 5 225,37PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 16 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte AAl final del periodo de estudio la mxima demanda asciende a 5 225,37 kW.EnlosCuadrosN 2.1, 2.2del Anexo2.1, sepresentael detalledela Proyeccin del consumo de Energa y de Mxima Demanda para el PSE San Francisco por cada Etapa.La tasa de crecimiento de la demanda del sistema Machahuay-Huanta-Ayacucho-Cangallo es el promedio entre la tasa determinada por el OSINERG-GARTparala fijacin deTarifas y Compensaciones paralos Sistemas Secundarios de Transmisin 2005 y la tasa estimada por Electrocentro; informacin que fue proporcionada por la Oficina de Estudios de la DEP/MEM mediante el Oficio N 127-05-EM/DEP-OEST. En el siguiente cuadro se detalla la tasa de crecimiento asumida para el estudio:SistemaTasa de Crecimiento % (2005-2025)Ayacucho 2,89%Cangallo 2,57%Huanta 2,40%Machahuay 2,57%La demanda de la mina Cobriza fue tomada del registro de datos de marzo de 2005.2.2.2 Oferta Laofertadelaspequeas centraleshidroelctricas comprometidasenel sistema analizado es: Central Hidroelctrica Potencia (MW) San Francisco G1 0,45San Francisco G2 0,45Cangallo G1 0,90Cangallo G2 0,902.2.3 Parmetros elctricosLos parmetros elctricos que han servido de base para la realizacin de los anlisis de operacin del sistema se muestran en el Anexo 2.2.2.2.4 ConsideracionesPara el anlisis de flujo de carga en la condicin de mxima demanda se han tomado las siguientes consideraciones:-El factor de potencia para todas las cargas es de 0,95.-La central hidroelctrica Cangallo solo despacha con un grupo.-A partir del ao 2010 se considera generacin en Ayacucho de 5 MW.PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 17 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte A-En el ao 2 015 se considera 10MW de generacin en Ayacucho.-El nivel de tensin en la barra de Mantaro 220 kV, para el periodo de punta es de 239 kV.-Se considera, para el futuro, la repotenciacinde la C.H. San Francisco en 1,5 MW.2.3.Resultados de los Flujos de CargaLa conexin de la lnea de transmisin Ayacucho San Francisco a la S.E Mollepata contribuir a mejorar el nivel de tensin del sistemadebido a que dicha lnea entrega potencia reactiva como consecuencia de lo limitado de la carga.Paramantener el nivel detensinenel ladode22,9kVenlaS.E. San Francisco es importante que el transformador de 66/22,9 kV este provisto de taps que cubran la cada de tensin mnima de 59,69kV en ellado de alta tensin.Con el ingreso de generacin elctrica en Ayacucho a partir del ao 2010 con una generacin mnima de 5 MW y 10 MW en el ao 2015, el nivel de tensin en el lado de 66 kV de todo el sistema se mantiene por encima de 0,97 p.u en todo el horizonte del estudio por lo que el tap del transformador de Ayacucho operar prcticamente en su posicin nominal con el cual tiene margen para regular las tensiones ante cualquier perturbacin en el sistema. En el siguiente cuadro se muestran la cada de tensin en la lnea Mollepata San Francisco 66 kV, donde la barra de envo corresponde a Mollepata y la barra de recepcin a San Francisco.Conductor: AAAC 95 mm2Cada de tensin en la Lnea de TransmisinAO ENVO RECEPCIN CAIDA DE TENSINkV kV kV %2008 60,50 59,69 0,81 1,3%2010 66,83 65,91 0,92 1,4%2015 66,76 64,98 1,78 2,7%2020 66,16 63,91 2,25 3,4%2025 64,40 61,60 2,80 4,3%Los resultados grficos del anlisis de flujo de carga se muestran en el Anexo 2.3.2.4. Conclusiones del Flujo de CargaLos resultados del anlisis muestranqueel nivel detensinentodoel horizonteanalizadocumplenconloestablecidoenlaNormaTcnicade Calidad de Suministros Elctricos.PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 18 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte ACon el ingreso de generacin en Ayacucho todo el sistema elctrico involucradomejoraentodoslonivelesdetensin, por loqueel nivel de tensin de operacin debera estar en 66 kV.La potencia de generacin mnima a ser instalada necesariamente en Ayacucho en el ao 2010 es de 5 MW y para el ao 2015 de 10 MW, con lo que se garantiza una adecuada operacin del sistema.2.5. Anlisis de CortocircuitoEl propsito del anlisis de cortocircuito es determinar el comportamiento del Sistema elctrico de Mollepata San Francisco ante fallas en la red y verificar que el equipamiento soporte las exigencias de estas fallas.2.5.1 Criterios para determinar las magnitudes de corrientes de fallaPara estimar las corrientes de falla en las diferentes barras se han aplicado los siguientes criterios:- La red delSEIN se redujo a un equivalente en la barra de Mantaro a excepcin de las grupos de Mantaro y Restitucin por tener una contribucin local en el barra analizada.- Se han utilizado impedancias subtransitorias de los elementos involucrados, a fin de calcular los niveles mximos de falla.- Los niveles mximos de falla se calculan para la operacin actualdel sistema.- Para el clculo de los niveles mximos de cortocircuito se considera que todos los grupos de la C.H. Mantaro y Restitucina se encuentran operando.2.5.2 Corrientes de falla en barraSehanestimadolascorrientesdefallaenbarrasparafallastrifsicasy monofsicas.La siguiente tabla muestra los niveles mximos de falla tanto trifsico como monofsico a tierra.PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 19 128555437.docBARRATensin (kV)Potencia de Cortocircuito Trifsico (MVA)Corriente de Cortocircuito Trifsico (kA)Potencia de Cortocircuito Monofsico a Tierra (MVA)Corriente de Falla Monofsica a Tierra (kA)Mantaro 220 5376,2 14,109 7450,3 19,552Cobriza I 69 383,2 3,206 479,0 4,008Cobriza II 69 130,5 1,092 109,8 0,918Machahuay 66 128,3 1,074 108,5 0,908Huanta 69 81,2 0,679 92,6 0,775Mollepata 69 70,8 0,593 86,9 0,727Ayacucho 69 68,6 0,574 84,9 0,711San Francisco 69 44,0 0,368 55,3 0,463San Francisco 22,9 31,5 0,794 34 0,858MINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte ASe remarca que estos resultados corresponden al sistema elctrico actual al cual se agreg la lnea de transmisin Mollepata San Francisco; por lo tanto no se consider la generacin futura en Ayacucho.Enel siguientecuadrosemuestrael nivel decortocircuitoconsiderando generacin de 10 MW en Ayacucho.BARRATensin (kV)Potencia de Cortocircuito Trifsico (MVA)Corriente de Cortocircuito Trifsico (kA)Potencia de Cortocircuito Monofsico a Tierra (MVA)Corriente de Cortocircuito Monofsico a Tierra (kA)Mantaro 220 5394,1 14,156 7473,0 19,612Cobriza I 69 402,7 3,370 499,3 4,178Cobriza II 69 155,1 1,298 120,1 1,005Machahuay 66 153,0 1,281 119,0 0,996Huanta 69 113,1 0,946 116,7 0,976Mollepata 69 107,0 0,896 117,6 0,984Ayacucho 69 105,4 0,882 117,2 0,981San Francisco 69 54,1 0,455 57,0 0,477San Francisco 22,9 37,5 0,901 42,0 1,060Considerandounaplantade10MWenAyacuchoel nivel decorrientede cortocircuito trifsico en San Francisco 66 kV se incrementa en 23% y 13% en la barra de 22,9 kV. Enel Anexo2.4sepresentanlosresultadosdelassalidasdel anlisisde cortocircuito. PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 20 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte ACAPITULO 3A. CALCULOS ELECTROMECNICOS 3.1. Normas AplicablesLos criterios empleados en el diseo de la Lnea de Transmisin en 66 kV se rigenpor lasdisposicionesdel NuevoCdigoNacional deElectricidaddel Per(CNE-Suministro2001) ynormasinternacionalestalescomoIEEEe IEC, las mismas que establecen los requerimientos mnimos a que se sujeta el desarrollo de la ingeniera del proyecto.3.2. Caractersticas Principales de la Lnea de Transmisin- Tensin nominal : 66 kV- Tensin Mxima : 72,5 kV- Frecuencia : 60 Hz- N de circuitos : 1- Longitud : 84,7 km - Conductor de fase : Aleacin de Aluminio (AAAC) de 95 mm- Cable de guarda : Acero de Extra Alta Resistencia (EHS) de 38 mm2- Estructuras : Torres metlicas autosoportadas- Aislamiento : Aisladores polimricos de goma de silicn- Puesta a tierra : Conductor deaceroconrecubrimientode cobre de 35 mm2, electrodo de acero con recubrimiento de cobre 16 mm x 2,4 m3.3. Seleccin del Trazo de Ruta3.3.1 Coordinacin con Entidades Involucradas en el EstudioPreviamentealaseleccindel trazoderuta, sesostuvieronreunionesde coordinacin con la DEP/MEM, DISTRILUZ, ELECTROCENTRO S.A., CORPAC, MinisteriodeAgriculturaeINRENA, tantoenlaciudaddeLima como en la ciudad de Ayacucho.3.3.2 Criterios de Seleccin de RutaPara la definicin del trazo de ruta de la Lnea de Transmisin se tuvieron en consideracin los siguientes aspectos:PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 21 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte A- Plantear alternativasdetrazoderutatratandodemantener el menor nmero posible de ngulos, para evitar, en lo posible, ngulos de desviacin de gran magnitud.- Evitar elrecorrido por la zona declarada como Santuario Histrico de la Pampa de Ayacucho (300 Hectreas).- Evitar el recorrido por zonas protegidas por el Instituto Nacional de Cultura (INC), talescomolaszonasarqueolgicaspertenecientesalacultura Huari.- Evitar el recorrido por zonas pobladas, as como por terrenos inundables, suelos hidromrficos y geolgicamente inestables.- Aproximarse a trochas y caminos existentes, de modo que se facilite el transporte y el montaje en la ejecucin de la obra.- Evitar, en lo posible, cruces con otras lneas de transmisin existentes. El cruceconlaLneadeTransmisinen220kVMantaroSocabayase realizar enforma perpendicular al eje de la lnea.- Evitar enloposible, impactosambientales, visualesydeotrotipoque podran aparecer durante y despus de la ejecucin de la lnea. 3.3.3 Ruta de la LneaLa ruta de la Lnea de Transmisin en 66kV Ayacucho - San Francisco, se muestra en los planos de trazo de ruta (Planos N 9302-LT-002 (1/5a 5/5) a escala 1/25 000 y Plano N 9302-LT-001 a escala 1/ 100 000).La Lnea de Transmisin en su mayor parte, recorre casi en forma paralela a la carrera Ayacucho Tambo San Francisco, yzonas de sierra alta, puna y ceja de selva de topografa bastante accidentada. A partir de la localidad de Machente y hasta la llegada en la Subestacin San Francisco, lalnearecorreunazonadevegetacinmuytupida, compuesta por arbustos y rboles de regular y gran tamao, tpico de la zona de ceja de selva del Per.Las caractersticas ms importantes del trazo de ruta son:- Longitud Total :84,7 km- Nmero de Vrtices :17- Altitud mxima:4 450 m.s.n.m.- Altitud mnima :705 m.s.n.m.A continuacin se presenta un cuadro con las coordenadas de todos los vrtices del trazo de ruta de la Lnea de Transmisin:PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 22 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte ACOORDENADAS UTMPSAD56VERTICE Distancia Distancia ESTE NORTE COTA Angulo deParcial (m) Acumulada (m) (m) (m) (m.s.n.m.) Deflexin V-0 0.0 0.0 584769 8550047 2872 -352243V-1 2282.3 2282.3 587016 8550450 2556 -3523'40"V-2 1399.5 3681.8 587996 8551449 2768 2245'51"V-2A 1803.4 5485.2 589658 8552147 2859 -305'00"V-3 3634.2 9119.4 592928 8553733 2963 -1832'30"V-4 6292.7 15412.1 597423 8558137 3816 -2431'07"V-5 9291.8 24703.9 600764 8566807 4235 3200'58"V-6 7704.7 32408.6 606982 8571356 3449 -3529'20"V-6A 2038.8 34447.4 607623 8573292 3672 -2259'32"V-7 8869.7 43317.1 606903 8582132 3823 1748'37"V-8 5853.9 49171.0 608235 8587832 3238 3850'29"V-9 7069.5 56240.5 613806 8592185 2171 3045'10"V-10 7746.0 63986.5 621490 8593163 1461 -5637'48"V-10A 2792.2 66778.7 622719 8595671 1967 -750'37"V-11 4862.6 71641.3 624243 8600288 1589 4425'44"V-12 8394.8 80036.1 631894 8603742 766 -1554'45"V-13 4087.8 84123.9 635016 8606382 785 -8215'56"V-14 527.0 84650.9 634733 8606826 705 -782745 3.3.4 Ancho de Franja de ServidumbreSegn el Cdigo Nacional de Electricidad (CNE), regla 219.B.4. (Tabla 219),el ancho mnimo de la Franja de Servidumbre a lo largo de toda la lnea ser de 16 m para lneas de transmisin en 66 kV.3.4. Criterios de Diseo Elctrico3.4.1 Tensin y Nmero de CircuitosDe acuerdo con las evaluaciones tcnico-econmicas realizadas en el Informe N 1 Formulacin y Evaluacin del Proyecto de Transmisin, resulta conveniente el empleo del nivel de tensin de 66 kV en simple circuito para el abastecimientodeenergaelctricaal Pequeo SistemaElctricodeSan Francisco en todas sus etapas.3.4.2 Seleccin del ConductorEl conductor ser de aleacin de aluminio (AAAC) por ser el mas econmico y mecnicamente el ms adecuado.De acuerdo a los anlisis de flujos de potencia, para el nivel de tensin de 66 kV la seccin mnima requerida es de 70 mm2, por lo tanto para la seleccin de la Seccin Econmica del conductor de aleacin de aluminio (AAAC) se hanevaluado conductores de70, 95, 120, 150y 200mm2deseccin, teniendo en cuenta lo siguiente :PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 23 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte A- Costo de Inversin Inicial- Costos de compra de Energa y Potencia- Costos de prdidas de Potencia y Energa por efecto Joule- Costos de prdidas de Potencia y Energa por efecto CoronaLa seccin econmicamente ms adecuada es la que minimiza la funcin de optimizacin (FO) donde FO = (Inversin, prdidas).En el Cuadro N 3.1 del Anexo 3 se muestran las caractersticas tcnicas de los conductores evaluados. a) Costos de Inversin InicialLoscostosdeinversindelaLneadeTransmisinparacadaseccinde conductor se presentan en el Cuadro N 3.3 del Anexo 3. Estos costos corresponden a costos por kilmetro de lnea e incluyen equipos, materiales, construccin, montaje, puestaenservicio, transporte, segurosy aranceles de importacin.b) Costos de Compra de Energa y PotenciaLos costos estimados de compra de energa y potencia en la barra de 66 kV de la S.E. Mollepata, para efectos de la presente evaluacin, es de 4,64 Ctvs US$/kWh y 125 US$/kW-ao respectivamente. Los clculos de estos costos se adjuntan en el Anexo 3 (Cuadro N 3.2).c) Prdidas por Efecto CoronaSi el gradiente de potencial en el conductor alcanza un valor lo suficientemente grande para que rebase al correspondiente a la rigidez dielctrica del aire, se producen prdidas de energa debido a las descargas parciales que se forma a travs del medio (efecto corona).Latensinparalacual comienzanlasperdidasatravsdel aire, sellama Tensin Critica Disruptiva, que se calcula mediante la siguiente formula:rDr m m Ut c clog 84 donde:mc = Coeficiente de rugosidad del conductor (0,85) = Factor de correccin de la densidad del aire dado por:Th+

,_

27310 926 , 31833676 logsiendo,h = Altura sobre el nivel del mar en metrosPROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 24 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte AT = Temperatura media en C correspondiente a la altura hmt = Coeficiente que depende del tiempomt = 1 con tiempo secomt = 0,8 con tiempo lluviosor = Radio del conductoren cmD = Distancia media geomtrica de los conductores en cmPara la estimacin de las perdidas por fase, por Efecto Corona se ha utilizado la siguiente formula debida a Peek:( ) ( )5 210 25241 + c cV VDrf PkW/kmdonde:f = Frecuencia (60Hz)V = Tensin mxima de la lnea por fase (kV) 3 /c cU V (kV)Para la estimacin de las perdidas de energa (Ej) por Efecto Corona se ha utilizado la siguiente formula:cP H M Ec 30donde:M = N de meses (M = 4 para tiempo lluvioso y M = 8 para tiempo seco)H = N de horas (H = 8 para tiempo lluvioso y H = 24 para tiempo seco)Debido a que la lnea de transmisin en proyecto se desplaza por zonas con diferentes cotas sobre el nivel del mar, las perdidas corona se evaluarn por tramos de vrtice a vrtice, de tal forma de obtener un valor mas real.En el Anexo 3, se muestran los clculos para cada conductor evaluado.d) Perdidas por Efecto JoulePara estimar las perdidas de energa debidas al Efecto Joule (Ej) se utiliza la siguiente relacin:j p P f Ej . donde:fp = Factor de perdidasPj = Prdidas Joule, en kW, definido segn la siguiente relacin: 3210. 3. . 31]1

Cos VPR Pmj (kW)PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 25 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte Adonde,Pm = Potencia mxima por la lnea en cada ao, en kWCos = Factor de potencia (0,95)V = Tensin Nominal de la lnea, en kV (66kV)R = Resistencia de la lnea por fase, en OhmLos resultados de los costos de las perdidas deenerga por cada ao y para cada seccin de conductor se presenta en el Anexo 3.e) Seccin Econmica del ConductorFinalmente, de acuerdo a los resultados de evaluacin de la seccin econmicadel conductor quesepresentanenel Anexo3, laseccinde 95 mm2 resulta ser la mas econmica.3.4.3 Caractersticas del Conductor SeleccionadoEl conductor seleccionado presenta las siguientes caractersticas tcnicas:- Material: Aleacin de aluminio (AAAC)- Seccin nominal (mm) : 95- Seccin real (mm) : 93,27- N de alambres : 19 - Dimetro total (mm) : 12,5- Masa unitaria (kg/km) : 256- Carga de rotura (daN) : 2 871- Mdulo elasticidad final (daN/mm) : 6 082-Coeficiente de dilatacin trmica (1/C): 23 E-06-Resistencia elctrica a 20C (Ohm/km): 0,3583.4.4 Seleccin del Cable de GuardaEl conductor empleado para el Cable de Guarda deber satisfacer, simultneamente, los requisitos de orden mecnico y trmico (capacidad de corrientedecortocircuito).El cabledeguardaadoptadoparalaLneade Transmisin es el acero galvanizado grado EHS de 38mm2 de seccin, de las siguientes caractersticas:- Material: Acero de Extra AltaResistencia (EHS)- Seccin nominal (mm) : 38- Seccin real (mm) : 38,36- Dimetro total (mm) : 7,94- Masa unitaria (kg/km) : 299- Carga de rotura (daN) : 4 989- Mdulo elasticidad final (daN/mm) : 17 237-Coeficiente de dilatacin trmica (1/C): 11,5 E-06PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 26 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte A3.4.5 Capacidad de Corriente de Cortocircuito del Cable de GuardaLa corriente que circule por el cable de guarda durante una falla a tierra no debe producir elongamientos permanentes o reduccin de su carga de rotura, colocando en riesgo la seguridad electromecnica de la lnea.Por lo tanto se debe verificar la capacidad trmica del cable de guarda frente a la corriente de cortocircuito, mediante la aplicacin de la siguiente formula:

,_

+ + aRFctSI 2011 ln1868 , 420donde,I : Corriente admisible (A)S : Seccin (mm2)c : Calor especifico (cal/g C) : Peso especifico (g/cm3)20: Resistividad del metal a 20C en c.c. (mm2/m) : Coeficiente de variacin de resistencia por temperatura (1/C)a : Temperatura ambiental (C)m : Temperatura mxima admisible (C) = m - at : Tiempo de duracin de la corriente de cortocircuito (s)FR : Factor de relacin entre la resistividades a corriente alterna yContinuaConsiderando que la Temperatura Mxima Admisible para el cable de acero es de 200C, el resultado que se obtiene es el siguiente:CONDUCTORccal/gCg/cm3mm2/m(1/C)a(C)t(s)FR I(kA)EHS-38mm20,114 7,8 0,201 0,0032 38 0,5 1 2,61Finalmente, considerandoquelaMximaCorrientedeCortocircuitoquese puede dar en elsistema es de 0,73 kA (Ver Capitulo 2A), y asumiendo un tiempo de falla de 0,5 segundos, el cable de guarda adoptado cumple con la capacidad de cortocircuito en ms del 350%. 3.4.6 Capacidad de Transporte de Corriente del ConductorEl procedimiento esta basado en el IEEE Standard 738 para el clculo de la relacin corriente temperatura de conductores desnudos (International PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 27 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte AElectrical and Electronics Enginners Standard for Calculating the Current Temperature Relationship of Bare Conductors).Los parmetros utilizados se resumen en el cuadro siguiente:DESCRIPCION UNIDAD VALORConductor:DimetroResistencia elctrica a:- 25C- 75C-mmOhm/kmOhm/kmAAAC 95 mm12,50,337640,40444Coeficiente de absorcin solar - 0,5Emisividad - 0,5Medio ambiente:Temperatura ambienteVelocidad del vientoAngulo de viento sobre el conductorAltitudLatitudHora del daDireccin del conductorAtmsferaCCm/sgradosm.s.n.m.SurHras--25 (zona I) 38 (zona II)0,61904 450/3 00012,510Este-OesteLimpiaa) Capacidad Trmica del ConductorLacapacidadtrmicadetransmisinsedeterminapartir delasiguiente expresin:donde,S : Capacidad de transmisin, MVAV : Voltaje entre fases, kVI: Corriente de fase, AConsiderando una temperatura mxima de diseo para el conductor de aleacindealuminiode95mm2igual a75C, sucapacidadmximade corriente llega a 268 A (Grafico 4.1 Anexo 4).Por lotanto, segarantizaunacapacidaddetransmisinmximadehasta 30 MVA.b) Temperatura Mxima del Conductor por CorrienteLa corriente mxima que circular por la Lnea de Transmisin se calcula a partir de la Mxima Demanda alcanzada por el sistema elctrico del PSE San Francisco en sus cuatro etapas para un periodo de 20 aos, esto es:PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 28 128555437.doc310 * * * 3 I V SMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte Adonde,P:Mxima Demanda = 5,22 MW V:Voltaje entre fases = 66 kVCos:Factor de potencia = 0,95luego,Por lo tanto de acuerdo al Grafico de Corriente vs Temperatura en el conductor (Anexo 4), la mxima temperatura que alcanzar el conductor para esta corriente ser de 35 C en la zona I y de 47 C en la zona II. Para el diseo de la Lnea de Transmisin se tomar el valor de 50C en la Hiptesis de Flecha Mxima del conductor.3.4.7 Diseo del Aislamiento3.4.7.1MaterialTomando como base la normalizacin del Concesionario que operar la Lnea de Transmisin, y por su menor costo de suministro y de montaje, se emplearn aisladores polimricos de goma de silicn tipo suspensin.3.4.7.2Premisas de DiseoEl diseoyseleccindel aislamientodelaLneadeTransmisinde66kV Ayacucho San Francisco se realizar tomando en cuenta la clasificacin de zonaspor alturasobreel nivel del mar (ZonasI yZonaII), yademsse efectuar utilizando el mtodo estadstico simplificado y por distancia de fuga, segn se describe a continuacin:A. Diseo por sobretensin a frecuencia industrialB. Diseo por sobretensin de impulso tipo rayoC. Diseo por distancia de fuga.Dado las caractersticas de la topografa de la lnea, se tomarn los siguientes valores de cotas para el diseo del aislamiento en ambas zonas,::Zona I : Cota de diseo = 4 450 m.s.n.m.Zona II : Cota de diseo = 3 000 m.s.n.m. PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 29 128555437.doc Cos VPIMAX 3A IMAX48 MINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte AA. DISEO POR SOBRETENSIN A FRECUENCIA INDUSTRIALNormalmente, secalculael VoltajeCrticoDisruptivo(VCFO)corregidopor factores ambientales y se verifica que este sea menor al Voltaje de Sostenimiento definido por las Normas IEC (IEC 71-2).a.1) Clculo de la Tensin Crtica Disruptiva a Frecuencia IndustrialEn primer lugar se calcula la sobretensinlnea a tierra a frecuencia industrial ( ) VF1:VFVKsv KfLL13 Donde : VLL3= Valor de la tensin lnea a tierra (38,1 kV)Ksv = sobretensin permitido en operacin normal, 5%(Ksv = 1,05).Kf =Factor de incremento de la tensin en las fases sanas durante una falla monofsica a tierra (Kf = 1,25).Remplazando :VF1= 50,0 kV LaTensinCrticaDisruptiva(VCFO) secalcularmediantelaexpresin definida por la IEC.( ) 5 , 3 11VFVCFODonde : = 2 % para tensin a frecuencia industrial.Reemplazando :VCFO = 53,76 kVLuego, se calcula la Tensin Crtica Disruptiva Corregida por altitud (VCFOc) para frecuencia industrial 60 Hz (Norma IEC 71-2):a cK VCFO VCFO donde : PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 30 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte A

aK = Factor de correccin por altitud, dado por la siguiente relacin:

,_

8150Hmae KdondeHeslaaltitudsobreel nivel del mar enmetros, ym=1parael frecuencia Industrial 60Hz (IEC 71-2).Luego,H = 4 450 m.s.n.m. (Zona I)H = 3 000 m.s.n.m. (Zona II)Por lo tanto:Ka = 1,73 (Zona I)Ka = 1,44 (Zona II)Remplazando:kV VCFOc93 73 , 1 76 , 53 (Zona I)kV VCFOc4 , 77 44 , 1 76 , 53 (Zona II)a.2) ComparacinentrelaTensinCrticaDisruptivaCalculadoconla Tensin de SostenimientoDe acuerdo a normas IEC, la Tensin de Sostenimiento a frecuencia industrial es de 140 kV rms.Lo que implica que para eldiseo delaislamiento a frecuencia industrialse utilizar el Voltaje Resistente definido en la Norma IEC, cuyo valor corregido por altura esta dado por:kV VR 242 73 , 1 140 (Zona I)kV VR 202 44 , 1 140 (Zona II)La Tensin Crtica Disruptivo correspondiente ser:kV VCFOc26093 , 0242 (Zona I)kV VCFOc21793 , 0202 (Zona II)a.3) Longitud del AisladorPROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 31 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte ALa Tensin Crtica Disruptiva a frecuencia industrial bajo lluvia requerido para el aislador polimrico es iguala 260 kV para la Zona I y de 217 kV para la Zona II.De las tablas de los fabricantes se obtiene que los aisladores polimricosque cumplen dichos valores tienen las siguientes longitudes:Zona I Zona IILongitud del aislador (mm) (*) 1 020 900Distancia de arco seco(mm) 790 675VCFO a Frecuencia Industrial Bajo Lluvia (kV)275 240(*) DATOS DE CATALOGO DE AISLADORES POLIMRICOS NGKB. DISEO POR SOBRETENSIN DE IMPULSO TIPO RAYOSiguiendolasrecomendacionesdelaIECparael clculodeestetipode sobretensiones se tiene lo siguiente:b.1) Clculo de la Tensin Critica de Flameo (CIFO)EslatensindedescargaanteOndadeImpulsoCritico, deunaislador Corresponde a un valor medio de la tensin de descarga por rayos, la cual se coordina con la Tensin de Sostenimiento del sistema.donde: CIFO = Critical Impulse Flashover VoltajeU(90%) =TensindeSostenimientodel Sistemaconunaprobabilidadde ocurrencia del 90 % de Flashover Voltaje (325 kV)= Desviacin Standard del 3%Reemplazando :CIFO= 338 kVSe calcula la Tensin Crtica Disruptiva a Impulso Corregido por altitud (CIFOc), de acuedo a Norma IEC 71-2:a cK CIFO CIFO Donde :

aK= Factor de correccin por altitud, dado por la siguiente relacin:

,_

8150Hmae KPROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 32 128555437.doc( ) * 3 , 1 1%) 90 (UCIFOMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte Adonde Hes la altitud sobre el nivel del mar en metros, y m = 1 para la Tensin Disruptiva a Impulso tipo Rayo (IEC 71-2).Luego,H = 4 450 m.s.n.m. (Zona I)H = 3 000 m.s.n.m. (Zona II)Por lo tanto:Ka = 1,73 (Zona I)Ka = 1,44 (Zona II)Reemplazando:kV CIFOc585 73 , 1 338 (Zona I)kV CIFOc487 44 , 1 338 (Zona II)b.2) Longitud el AisladorLa Tensin Crtica Disruptiva a Impulsorequerido para elaisladores iguala 585 kV para la Zona I y de 487 kV para la Zona II.De las tablas de los fabricantes se obtiene que los aisladores polimricosque cumplen dichos valores tienen las siguientes longitudes:Zona I Zona IILongitud del aislador (mm) (*) 1 290 1 110Distancia de arco seco(mm) 1 060 880VCFO a Impulso (kV)610 510(*) DATOS DE CATALOGO DE AISLADORES POLIMRICOSNGKC. DISEO POR DISTANCIA DE FUGALa seleccin de los aisladores para un determinado nivel de contaminacin se efectuar segn las recomendaciones para distancia de fuga presentadas en la norma IEC-60815.La Lnea de Transmisin en estudio se caracteriza por presentar zonas montaosas y agrcolas a lo largo de su recorrido, adems de presentar baja densidad de viviendas, sin presencia de industrias que contaminen el ambiente yconfrecuenteslluvias. Deacuerdoaestasconsideracionesysegnlas recomendaciones IEC-60815, la zona del proyecto presenta la siguiente clasificacin:Grado de contaminacin:Ligero (Grado I)Distancia de fuga especfica : K = 16 mm/kVc.1) Clculo de la Distancia de Fuga Requerida (Dfmn)La distancia de fuga mnima se calcula por:PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 33 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte ADfmn = K . Um . Fcdonde,Um : Tensin mxima del sistema en kV(72,5 kV)Fc : Factor de correccin por altitud Por lo tanto, se obtienen los siguientes resultados:Altitud(m.s.n.m.)Factor de Correccinpor altura (Fc)Lnea de Fuga Total (mm)Zona I 4 450 1,73 2 007Zona II 3 000 1,44 1 670c.2) Longitud del AisladorDelastablasdelosfabricantesseobtienequelosaisladorespolimricos debern tener las siguientes longitudes:(*) DATOS REFERENCIALES DE CATALOGO DE AISLADORES POLIMRICOS NGK3.4.7.3Seleccin del AisladorEl aislamiento de la lnea de transmisin determinado por los criterios definidos lneas arribaestarconformadopor aisladores polimricos que cumplan con las siguientes caractersticas tcnicas:CARACTERSTICAS ZONA I ZONA IITensin Disruptiva:- A Frecuencia Industrial Bajo Lluvia (kV)- A Impulso (kV)350610300510Distancia de arco seco(mm) 1060 880Longitud de Fuga Mnimo (mm) 2 007 1 670Longitud Mxima del Aislador Polimrico (m) 1,29 1,11Longitud Total Mxima (considerando herrajes) (m) 1,44 1,26a) Requerimiento MecnicoEl requerimiento mecnico de larga duracin se da cuando el aislador trabaja en anclaje con el conductor en la condicin de carga ms frecuente (Teds-c = 5,74 kN).PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 34 128555437.docZona I Zona IILongitud mnima de Fuga (mm)2 007 1 670Longitud del aislador (mm) (*) 1 200 1 020MINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte ALa carga mecnica garantizada del aislador TSML considera un coeficiente de uso Cuso = 20% para el tiro ms frecuente de larga duracin. Luego,TSML 5,74 / 0,20 =29 kNEl mayor requerimiento mecnico de corta duracin se da cuando el aislador trabaje en anclaje al tener que soportar el tiro mximo del conductor (Tmc = 13,18 kN).La carga mecnica garantizada del aislador TSML considera un coeficiente de uso Cuso = 60% para el tiro mximo de corta duracin del conductor. Luego,TSML 13,18 /0,60=21,97 kNPor lotanto, lacargamecnicagarantizadadel aislador serde70kN correspondiente al nivel inmediato de cargas mecnicas garantizadas disponibles.b) Caractersticas Tcnicas del AisladorCon talde uniformizar eluso de los aisladores polimricos,en la Lnea de Transmisin en 66kV Ayacucho San Francisco, seutilizar un solo tamao de aisladores que cumpla con los requerimientos de ambas zonas del Proyecto.Luego el aislador seleccionado deber cumplir con las siguientes caractersticas tcnicas:PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 35 128555437.doc- Tipo- Norma- Material:NcleoRecubrimientoCampanas- Conexiones - Longitud total mximo- Longitud de fuga mnimo- Distancia de arco seo- Carga mecnica garantizada- Tensin Disruptiva de Prueba: * A Frecuencia IndustrialBajo lluvia

* A ImpulsoPositivo SuspensinIECFibra de vidrioGoma de siliconGoma de siliconHorquilla - Bola1 290 mm2 007 mm1 060 mm70 kN350 kV610 kVMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte A3.4.8.1Distancia Mnima Horizontal entre Conductores de acuerdo a las FlechasSegnel CdigoNacional deElectricidad(CNESuministro2001), reglas 235.B.1.b y 235.B.2, la distancia mnima de seguridad en la estructura para conductores de lnea mayores de 35 mm esta dado por:donde:H : Distancia mnima horizontal entre conductores (mm)kV : Mxima tensin de servicio (72,5 kV)S : Flecha (para: T=25C, Pv=0) : Mximo ngulo de oscilacin de la cadena del aislador l : Longitud de cadena del aislador (l=1 440 mm)Para la estructura tipo S1, se tiene:= 60Vano lateral mximo = 550 mS = 17 950 mmLuego, H = 3 360 mmAdems, segnregla235.B.1.b(3), ladistanciadeseguridadHdeberser incrementada en un 3% por cada 300 m que sobrepase de 1 000 m.s.n.m.. Por lo tanto considerando la altura mxima de 4 450 m.s.n.m resulta: H = 1,35 x 3 360 = 4 536 mm(separacin mnima entre conductores)Por lo tanto se adoptar una separacin horizontal entre conductores de fase mnima de 4,6 m para la estructura tipo S1. Para la estructura tipo S2, se tiene:= 60Vano lateral mximo = 900 mS = 46 110 mmLuego, H = 4 299 mm Adems, segnregla235.B.1.b(3), ladistanciadeseguridadHdeberser incrementada en un 3% por cada 300 m que sobrepase de 1 000 m.s.n.m.. Por lo tanto considerando la altura mxima de 4 450 m.s.n.m resulta:H = 1,35 x 4 299 = 5 783 mm(separacin mnima entre conductores)PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 36 128555437.doc + + Sen l S kV H * * 12 , 2 * 8 * 6 , 7MINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte APor lo tanto se adoptar una separacin horizontal entre conductores de fase de 5,80 m para la estructura tipo S2. 3.4.8.2Distancia Mnima del Conductor a Superficie de EstructuraA. Por Sobretension de Impulso tipo RayoSedeterminaapartirdelaTensindeSostenimientoaImpulsotipoRayo segnIEC71-1, estoes325kV, correspondientealatensinmximade servicio de 72,5 kV.Luego, deacuerdoalaTablaA.1delaNormaIEC71-2(Anexo5), la distancia mnima a masa por sobretensin de impulso es igual a630 mm.Considerando el factor de correccin por altitud para ambas zonas, se tiene:Dc = 630 x 1,73 = 1 090 mm(Zona I)Dc = 630 x 1,44 = 907 mm (Zona II)Adoptndose el siguiente valor para el dimensionamiento de las estructuras:a = 1,10 m B. Por Sobretensin a frecuencia Industrial 60 HzSedeterminaapartir deTensindeSostenimientoafrecuenciaindustrial segn IEC 71-1, esto es 140 kV r.m.s., correspondiente a la tensin mxima de servicio de 72,5 kV.Luego, deacuerdo ala Figura5.1del Anexo 5(segn publicacin del CIGRE), sepuededeterminarladistanciamnimaamasaparalaTensin CriticaDisruptivaPicocorrespondientede198kVafrecuenciaindustrial, siendo igual a 300 mm.Considerando el factor de correccin por altitud para ambas zonas, se tiene:Dc = 300 x 1,73 = 519 mm(Zona I)Dc =300 x 1,44 = 432 mm(Zona II)Adoptndose el siguiente valor para el dimensionamiento de las estructuras:c = 0,60 m C. Diagramas de separaciones mnimasFueron elaborados en base a la separacin standard (por Tensin de Impulso), separacin mnima (por Tensin a Frecuencia Industrial), dimensiones de los ensambles de aisladores y criterios para la oscilacin de la cadena de aisladores (ver Item 3.5.7.3).PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 37 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte ALos diagramas de separaciones mnimas se muestran en los Grficos N 5.2 y 5.3, incluidos en el Anexo 5, para las torres tipo S1 y S2 respectivamente.3.4.8.3Distancias Mnimas de Seguridad al TerrenoTomando como referencia elNuevo Cdigo Nacionalde Electricidad (CNE) Tablas232-1ay233-1corregidaspor tensionesquesobrepasande23kV (regla 233.C.2.a) y corregidas por altura, considera las siguientes distancias mnimas deseguridadencondiciones finales del conductor (despus de creep):- Al suelo sobre terreno no transitado por vehculos: 7,0 m- Sobre trochas, calles y caminos rurales : 8,0 m- Sobre carreteras, calles y avenidas : 8,0 m- A otras lneas que se cruzan : 3,5 m- A puntos no accesibles de construcciones : 4,5 m- A lneas de telecomunicaciones : 3,0 m3.4.9 Calculo de la Tasa de Salida de LneaPara la mayora de lneas de transmisin en zonas de altura, las desconexiones por descargas atmosfricas constituyen el factor principalde las desconexiones no programadas.Se han desarrollado diversos mtodos para estimar la tasa de desconexiones pordescargasatmosfricas. Sinembargo, dadalanatural aleatoriedaddel fenmeno, la falta de datos validados en el Per, las variaciones producidas por los desniveles de los terrenos circundantes ala lnea, as como la variacin de la resistencia de puesta a tierra por la composicin del terreno, corriente de descarga, y tiempo, hacen que cualquier mtodo deba considerar estas incertidumbres. Por otra parte, estos niveles de incertidumbre permiten hacer simplificaciones del fenmeno y de esta manera evaluar comparativamente los factores de mayor influencia en la tasa de desconexiones.La proteccin contra descargas atmosfricas se ha efectuado de acuerdo con el criterio de la tasa de salida de lnea (OR) el cual es de1,0 desconexiones/100 km/ao, segn normas internacionales.A continuacin se muestra el proceso de clculo basado en el IEEE Standard 1243-1997, para la zona de mayor altura por constituir la ms crtica.3.4.9.1Tasa de descargas disruptivas por falla de apantallamientoLa descarga de los rayos se da a lo largo de recorridos parciales y aleatorios que en general tienen una direccin mas o menos vertical. El mtodo utilizado paraestimarlasdesconexionesmencionadasenestecasocorrespondeal modelo electrogeomtrico, el cual define bsicamente las distancias de PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 38 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte Aimpacto del rayo en su recorrido final como radios de arcos con centro en los conductores de fase y cable de guarda.La altura promedio del cable de guarda esta dada por la siguiente relacin:EM = GY - (2/3)GSDonde:EM = Altura promedio del cable de guarda, mGY = Altura del cable de guarda, mGS = Flecha del cable de guarda a mitad de vano, mLa densidad anual de las descargas atmosfricas por rea GF, expresada en descargas/km/ao, puede ser estimada con la siguiente relacin:GF = 0,04 (T)1,25Siendo T el nivel cerunico de la zona. Para T = 40 das-tormenta/ao, se tiene:GF = 4,02 descargas a tierra/km/aoLa tasa anualde descargas atmosfricas sobre la lnea, RN(descargas/100 km/ao), esta dada por la siguiente ecuacin:RN =GF( 28 (GY)0.6 + B) descargas/ 100 km 10donde :GF = densidad anual de las descargas atmosfricas por rea,descargas/km/ao.GY = altura del cable de guarda, m.B =Separacin de cables de guarda, m (Para un cable, B = 0)Para GF= 4,02 descargas/km/ao y GY=19,5 m, obtenemos:RN= 67 descargas/100 km/aoA continuacin se procedi a calcular para cada combinacin de conductor y cable de guarda el proceso siguiente:La altura promedio del conductor esta dada por la siguiente relacin:RH = CY- ( 2/3) CSDonde :RH=Altura promedio del conductor, mCY =Altura del conductor, mPROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 39 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte ACS =Flecha del conductor a mitad de vano, mLa impedancia propia del conductor se calcula con esta expresin:Siendo :SZ = Impedancia del conductor, Ohm RH = Altura promedio del conductor, mEC = Radio de cable, mRC = Radio de cable incluyendo efecto corona, mLa corriente crtica del rayo IN (kA) ique produce falla del aislamiento es:IN= 2FV / SZdonde:FV = Tensin critica disruptiva, kVSZ =Impedancia del conductor, OhmDe acuerdo almodelo electrogeomtrico la distancia finalde impacto se ha estimado con la siguiente frmula:SD = 10 (IN )0,65Siendo:SD = Distancia de impacto, mIN= Corriente de rayo, kA.La ubicacin horizontal ptima del cable de guarda para apantallar el conductor ms expuesto se ha calculado con la siguiente expresin:donde :SD = Distancia de impacto del rayo, mEM = Altura promedio del cable de guarda, mRH =Altura promedio del conductor, mEl ngulo ptimo de apantallamiento esta dado por la expresin siguiente:PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 40 128555437.doc( ) ( )C H C HR R Ln E R Ln Sz 2 2 60[ ] [ ]2 2 2 29 . 0 9 . 0H D D M D D GR S S E S S X MINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte AAL = ATN ( XG/ (EM-RH))donde,AL = Angulo efectivo de apantallamiento, degXG=Coordenada horiz. del cable de guarda, mEM=Altura promedio del cable de guarda, mRH=Altura promedio del conductor, mEl ngulo de la configuracin cable de guarda conductor bajo anlisis esta dado por:AS1 = ATN ( ABS ( CX-GX) /(EM-RH))Siendo:CX = Distancia horizontal del conductor, mGX=Distancia horizontal del cable de guarda, mEM=Altura promedio del cable de guarda, mRH=Altura promedio del conductor, mSi el ngulo actual de apantallamiento AS1 es mayor que el ngulo ptimo de apantallamiento AL, se requiere calcular el ancho de la zona no apantallada, lamximadistanciadeimpactodel rayoquesepuedesoportar conla configuracin planteada y la corriente mxima de rayo permisible.El ancho de la zona no apantallada se calcula utilizando la frmula:XS = SD + SD SIN (A1)Donde:A1 = ABS (AS1) - (-ATN (AO / SQR (-AO (AO+1))+PI / 2)AO = F / (2SD)F = SQR ((CX-GX) 2 +(RH-EM)2 )CX=Distancia horizontal del conductor, m GX=Distancia horizontal del cable de guarda, mRH=Altura promedio del conductor, mEM=Altura promedio del cable de guarda, mSD= Distancia de impacto del rayo, mAS1= Angulo actual de apantallamiento, degPI = 3,141592La mxima distancia de impacto del rayo SM (m) que puede ocurrir es:SM = ABS ((1 / (TM / SQR(1+TM 2) - 0.9)) (-YO))Siendo :PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 41 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte AYO= (EM+RH)/2TM= ABS(CX-GX)/(EM-RH)EM=Altura promedio del cable de guarda, mRH= Altura promedio del conductor, mCX=Distancia horizontal del conductor, mGX=Distancia horizontal del cable de guarda, m Esta distancia esta asociada a una corriente mxima de rayo IX:IX = 0,041SM 1.538La probabilidad P de exceder una determinada corriente de rayo I en kA se puede estimar con la expresin:P = 1 / ( 1 + ( I / 31)2,6 )Aplicando esta expresin a las corrientes criticas disruptivas IN e IX se obtiene laprobabilidadPByP1desersuperadasrespectivamente. LatasaAFde descargas disruptivas por fallas del apantallamiento estar dada por:AF = (GF / 10)XS(PB-P1) / 2 Siendo :GF=Densidad de descargas, descargas/km/aoXS=Ancho no apantallado, mPB = Probabilidad de exceder corriente INP1 = Probabilidad de exceder corriente IXLa tasa total de fallas del apantallamiento esSN = AF, expresada en descargas disruptivas/100 km-ao.3.4.9.2Tasa de flameos inversos El tiempo de desplazamiento TS (seg) de la onda de sobrevoltaje depender de la longitud del vano. Para un vano promedio de longitud SP, este tiempo ser igual a:TS=SP / 270El voltaje disruptivo F2 a 2 seg y F6 a 6 seg esta dado por:F2 = SI (400+710 ((2TS) -0.75 ))F6 = 585 SISiendo :PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 42 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte ASI= Distancia de impacto del rayo, m.TS = Tiempo de viaje de la onda en el vano, segA continuacin se presenta el clculo para un valor especfico de resistencia de puesta a tierra. En la prctica, en las zonas de alto nivel cerunico se trata deobtener lasmenoresresistenciasdepuestasatierradeacuerdoala facilidaddel terreno. Estosvaloresdiversossepuedenagrupar enforma distributiva, por rangos con valores representativos especficos efectundose el clculo para cada uno de ellos. El voltaje en la punta de la torre es igual a TV = 1,8 F2El dimetro del cable de guarda y su impedancia se calculan en forma similar a lo previamente indicado para cada conductor de fase.La impedancia mutua entre cada conductor y cable de guarda se ha calculado de la siguiente forma:CZ = 60 LOG (SQR (AM / BM))Siendo:AM = (CX-GX)2 + (CYGY)2BM = (CX(J)-GX)2 + (CY-GY)2CX =Distancia horizontal del conductor, mGX =Distancia horizontal del cable de guarda, mCY =Altura del conductor, mGY =Altura del cable de guarda, mLos factores de acoplamiento entre cada conductor y cable de guarda se han calculado con la siguiente expresin:CF = CZ/ GCdonde :CF = Factor de acoplamientoCZ =Impedancia mutua entre conductores, OhmGC=Impedancia de cable de guarda, OhmUn factor importante a tomar en cuenta es la impedancia de la torre ante la onda. Este valor se ha estimado con la siguiente expresin:donde :TW= Altura de torre, mTR = Radio de base de torre, mLa onda de impulso tomar un tiempo TA ((seg) para llegara la mnsula de cada conductor:PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 43 128555437.doc( ) [ ] ( ) 2 222 / / 2 / 2 30R R W TT T T Log Z + MINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte ATA = (TW - CY) / 255Siendo :TW= Altura de torre, mCY= Altura del conductorPara calcular la impedancia equivalente ZI (Ohm) del circuito formado por la torre y el cable de guarda se utilizo la frmula siguiente:ZI = (GCZT) / (GC+2ZT)Siendo :ZT =Impedancia de la torre, OhmGC=Impedancia de cable de guarda, OhmLaimpedanciaZW(Ohm)antelaondadesobretensinenlaestructuraes igual a:ZW=(2*ZT*(GC^2)/(GC+2*ZT)^2)*(ZT-FR)/(ZT+FR)donde :ZT = Impedancia de la torre, OhmGC=Impedancia de cable de guarda, OhmFR= Resistencia de puesta a tierra de la estructura, OhmLa onda de sobretensin se amortigua al paso por la estructura. El factor de amortiguamiento PS se estima con la siguiente expresin:Con las variables como ya se indicaron anteriormente.Asimismo, tambinocurreamortiguamientodeondasenlaresistenciade puesta a tierra. El factor de amortiguamiento AP se puede calcular con esta expresin:AP = ( 2FR ) / ( ZT + FR )donde,FR = Resistencia de puesta a tierra de la estructura, OhmZT = Impedancia de la torre, OhmLa onda de sobretensin tomar un tiempo TU (seg) para pasar a lo largo de la torre:TU = TW/ 255Siendo TW = Altura de la torre, m.PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 44 128555437.doc( ) ( ) ( ) ( )R T R T C T C T SF Z F Z G Z G Z P + + 2 2MINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte ALa variacin de voltaje V2 (kV/kA) en el extremo superior de la torre se estima con la siguiente expresin:V2 = ZI - ZW (1-TU / (1-PS)) / (1-PS)Con las variables como ya se indicaron anteriormente.La variacin de voltaje a travs de la resistencia de puesta a tierra transcurridos 2 seg sufre una reduccin por reflexiones pudiendo calcularse con esta expresin:VW = WW + WWVT / V2donde,WW= APZI ( 1- (PSTU) / (1-PS)) / (1-PS)VT=Voltaje en extremo superior de torre, kVV2=Variacin del voltaje en extremo superior de torre a 2 seg , kV/kAAP=Resistencia de amortiguamiento, OhmZI =Impedancia intrnseca del circuito, OhmY las dems variables como ya se definieron anteriormente.La variacin de voltaje VC (kV/kA) a la altura de la mnsula de cada conductor se estima con:VC = VW + (( TU - TA) / TU) (V2-VW)VW = Voltaje a travs de resistencia de puesta a tierra, kV V2=Variacin del voltaje en extremo superior de torre a 2 seg , kV/kATA=Tiempo de viaje de onda a mnsula, segTU=Tiempo de viaje de la onda en torre, segLa variacin de voltaje VI (kV/kA) a travs del aislador a los 2 seg se calcula con la frmula siguiente:VI=VC-CF*V2Para:CF=Factor de acoplamientoVC=Variacin de voltaje a travs de mnsula, kV/kAV2 =Variacin del voltaje en extremo superior de torre a 2 seg , kVEn forma similar se procede al clculo para la onda de sobretensin a los 6 seg como a continuacin se describe:Variacin del voltaje V6 (kV/kA) en el extremo superior de la torre:V6 = GCFR / (GC+2FR)donde,PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 45 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte AGC = Impedancia de cable de guarda, OhmFR = Resistencia de puesta a tierra de la estructura, OhmVariacin del voltaje reflejado VV (kV/kA):VV=-4*.85*GC*(D9^2)*(1-2*D9)Siendo :D9 = FR/(GC+2*FR)FR =Resistencia de puesta a tierra de la estructura, OhmGC=Impedancia de cable de guarda, OhmVariacin del voltaje VS (kV) a travs del aislador: VS=(V6+VV)*(1-CF)donde:V6=Variacin del voltaje en extremo superior de torre a 6 seg , kV/kAVV=Variacin del voltaje reflejado a los 6 seg, kV/kACF=Factor de acoplamientoLa corriente crtica disruptiva I2 (kA) a los 2 seg es igual a :I2=F2/VIsiendo:F2 =Voltaje disruptivo a los 2 seg, kVVI=Variacin de voltaje sobre aisladores, kV/kALa corriente crtica disruptiva I6 (kA) a los 6 seg es igual a :I6=F6/VSSiendo:F6 = Voltaje disruptivo a los 6 seg , kVVS= Variacin del voltaje sobre aisladores a 6 seg, kV/kADe las doscorrientes crticas I2e I6, se selecciona la de menor valorIU. El siguientepasoesdeterminar lascorrientesmnimasinstantneasdecada fase calculando para cada conductor:IR=IS*(1-PV*PH*LV/VR)Siendo :IR= Corrientes mnimas de fase, amperioIS= Corriente crtica de descarga, amperio, kAPV = 3PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 46 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte APH = Angulo de fase, degLV = Voltaje entre fases, kVVR = Voltaje asociado a la menor corriente crtica de descarga, kVLas corrientes instantneas determinan el tiempo que cada fase es imperante y por consiguiente expuesta a la descarga de retroceso. La probabilidad de exceder la corriente crtica disruptiva promedio IC (kA) de cada fase puede ser estimada con la siguiente expresin:PX = 1/( 1 + (IC/31)^2,6)LacantidaddedescargasenlatorreEFseestimcomoel 60%delas descargas totales RN sobre la lnea. Es decir:EF=0,6*RNLuego la tasa de descargas inversas, por cada conductor, ser igual a:ET=EF*PR*PX/100donde,ET = Descargas efectivas a la torre para cada conductorEF = Descargas efectivas a la torrePR= Porcentaje del tiempo que predomina la fasePX = Probabilidad de descarga disruptiva por cada conductor La tasa total de descargas disruptivas por retroceso SB es igual a la suma de las tasas de cada conductor. Es decir:SB = ET,expresada en descargas disruptivas/100 km-ao3.4.9.3Tasa total de descargas disruptivas de la lneaSerigual alasumadelastasasdedescargasdisruptivaspor falladel apantallamiento ms las debidas a descargas inversas.ST = SN + SBEnel Anexo6seresumenlosresultadosmsimportantesdel procesode clculo. Se aprecia que prcticamente no hay problemas con el apantallamientodelalneaperosi delasdescargasinversaslascuales poseen tasas muy variables con los valores de puesta a tierra.Adems, en el Anexo 6 se incluye un ejemplo demostrativo paso a paso de la secuencia de calculo que aplica el mtodo aqu empleado.PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 47 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte A3.4.9.4Tasa total de salidas de la lneaSies la probabilidad que las descargas disruptivas producidas en el aislamiento causen la apertura delinterruptor, tendremos que elnmero de desconexiones de la lnea por 100 km/ao ser:NS = * STPara =0,30 se tiene:R60 HzOhmST, descargas disruptivas/100 km/aoNS, desconexiones/100 km/ao10 1,56 0,4715 3,14 0,9420 5,31 1,5925 7,66 2,3030 9,95 2,99Luego, como resistencia de puesta a tierra para diseo adoptamos:R60 Hz= 15 OhmLa prctica de la lnea en operacin permitir detectar los tramos donde se puedan requerir mejoras especficas de la resistencia de puesta a tierra.3.4.10 Resistividad Elctrica del Terreno3.4.10.1 IntroduccinEl trabajo en conjunto involucra bsicamente el siguiente desarrollo :- Campaa de mediciones in situ.- Anlisis y procesamiento de datos.- Sntesis de recomendaciones de diseo.El estudio efectuado se basa en la aplicacin de las tcnicas de Geofsica por el mtodo de Sondeos Geoelctricos, para caracterizar los estratos superficiales del suelo aptos para la instalacin de aterramientos elctricos.3.4.10.2 Mediciones de resistividad y toma de datosa) Mediciones en la Ruta de la LneaSellevaronacabomedicionesenlarutadelalnea, enespecial enla ubicacin de los vrtices, en donde se realizaron dos mediciones, obtenindose luego un valor promedio para R. Los puntos considerados para la ejecucin de las mediciones se muestran en el Anexo 7 - Cuadro N 7.1. Elequipo de medicin utilizado es un Telurmetro Electrnico Digital,de la marca Megabras, modelo MTD20 kW, el cual mide la resistencia de aterramiento y la resistividad especfica del terreno con una precisin del 1 %. PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 48 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte AEs aptoparamedir resistividad especficadel terrenopor el Mtodode Wenner. El equipo funciona con 4 jabalinas de 60 cm de longitud y pulgada de dimetro, con alma de acero recubiertas con cobre electroltico de ms de 300 micrones de espesor. Cumple con las normas de la recomendacin AIEE 81/62 y VDE 0413.Lascondicionesambientalesimperantesenlazona, durantelaetapade medicin fue de temporada seca, exceptoalgunos das donde se produjeron precipitaciones pluviales.b) Proceso de Medidas de MuestreoLa campaa de mediciones de resistividad proporcion una mayor cantidad de datosnormalmenteprocesables, muypocosdecarcterconflictivoyno vlidos En el Anexo 7 - Resistividad Elctrica del Terreno, se muestra un resumen de losdatosprocesadosparalosdiferentespuntosmedidosdelaLneade Transmisin en 66 kV Ayacucho San Francisco.Sehaaplicadoel mtodoWenner, el cual esinternacionalmenteaceptado para la consecucin de datos para el diseo de puestas a tierra. Este mtodo consiste en clavar 4 electrodos de exploracin a una profundidad promedio de 30 cm, debiendo estar igualmente espaciados y a una distancia a. Por los electrodos de los extremos se inyecta una corriente I, mientras que entre los electrodos intermedios se mide la diferencia de potencial V. Se han sondeado normalmente profundidades virtuales del orden de diecisis (16) metros, teniendo en consideracin que los aterramientos de uso elctrico en lneas de transmisin y estaciones transformadoras, rara vez utilizan electrodos verticales que superan los tres (3) metros de longitud.Las separaciones entre los electrodos de medida se tomaron con variaciones de 0,5,1.0,2.0, 4.0, 6.0, 8.0 y 16.0 metros.3.4.10.3Anlisis y procesamiento de datosa) Clasificacin de las caractersticas obtenidasTeniendoenconsideracinqueencadapuntodemedicinseobtuvouna serie de valores de resistividad aparente correspondientes a las profundidadesvirtualesdelossondeos, seprocedeaefectuarlosgrficos caractersticos, los mismas que se agrupan segn su forma para ser analizados con el modelo estratificado que mejor se adapte.b) Aplicacin de Modelo EstratificadoEl objeto del procesamiento de las caractersticas de Resistividad Aparente es deestablecer lasresistividadesdelosestratosquealcanzanlossondeos exploratorios as como sus espesores, de modo que el ingeniero proyectista pueda contar con parmetros que le permitan visualizar los alcances elctricos de la Puesta a Tierra.PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 49 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte AConsiderando las caractersticas que normalmente presentan los suelos, en virtud de su propia formacin geolgica a travs de los aos, la modelacin en capas estratificadas, esto es, en capas horizontales, han producido excelentes resultados comprobados en la prctica. Una de las metodologas empleadasenel presenteestudioeselMtododePirson,el cual esun mtodoqueseempleaparacasosdeEstratificacindel SuelodeVarias Capas, as comotambin se usarelMtodode Dos Capas Usando Curvas.La ecuacin fundamental utilizada, proviene del desarrollo de la Ecuacin de Laplace, y viene expresado por la siguiente relacin :VpIrKr nhnn ++

1]11 12 212122 ( )Donde :Vp : Potencial de un punto p cualquiera de la primera capa en relacin al infinito.1: Resistividad de la primera capa superficialh: Profundidad de la primera capa superficialr: Distancia de punto p a la fuente de corrienteK : Coeficiente de reflexin definido por :K + 2 12 12 :Resistividad de la segunda capaLaexpresinanterior aplicadaalaConfiguracindeWenner, nospermite obtener la ecuacin fundamental :( )( ) ( )a Kn haKn han nn12 211 41 2 4 2 +++

1]1111Siendo : ( ) a aR 2Donde :a : Espaciamiento entre las varillasR : Resistencia elctrica obtenida con el Megger.h : Profundidad de la primera capaPROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 50 128555437.docMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte ACONFIGURACION DE WENNERMEGGERc1 p1 p2 c2ABD Caa ahprimera capasegunda capac) Mtodo de PirsonEl Mtodo de Pirson puede ser considerado como una extensin del Mtodo deDosCapasUsandoCurvas. Consisteendividir lacurva(a)xa en tramosascendentesydescendentes, paraluegoser analizadocomouna secuencia de curvas de suelo equivalente de dos capas.Considerando el primer tramo como un suelo de dos capas, se obtiene 1 , 2 y h1 . Para analizar el segundo tramo se deber primeramente determinar una resistividadequivalente, vistaparalaterceracapa. Luegosedeterminala resistividad 3y la profundidad de la capa equivalente. Para las dems capas se continua as sucesivamente siguiendo la misma lgica.d) Mtodo de Dos Capas Usando CurvasEl mtodo empleado: Mtodo de Dos Capas usando Curvas, utiliza la familia decurvas de(a)/(1)enfuncindeh/aparaunaseriedevalores deK negativos y positivos, cubriendo toda la rama de variaciones. La curva tpica para K negativo, esto es la curva a ) a ( descendente es la siguiente:PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 51 128555437.doc0500100015002000250030000 4 8 12 16 20 24 28 32aaMINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte AAsimismo, la curva tpica para K positivo, esto es la curva a ) a ( ascendente ser:PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. A - 52 128555437.doc0500100015002000250030000 4 8 12 16 20 24 28 32aaCURVAS1/ (a) vs h/a - K POSITIVOS0.000.100.200.300.400.500.600.700.800.901.000.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0h/a1/( a)0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0MINISTERIO DE ENERGA Y MINAS DEP Documento N 9302-5-004-1L.T. 66kV Ayacucho San Francisco y Subestaciones Revisin (1)Expediente Tcnico Volumen III : Clculos Justificativos Parte AProcedimiento de ClculoSe traza un grfico con la curva (a) x a obtenida por el mtodo Wenner.Se prolonga la curva (a) x a hasta cortar al eje de las ordenadas del grfico, este valor representa la resistividad de la primera capa 1.Setomaunvalor arbitrariodeespaciamientoa1, hallandodel grficosu correspondiente valor de (a1).De acuerdo al comportamiento de la curva (a) x a, se procede de la siguiente forma:Si la curva es descendente se calculaSi la curva es ascendente se calcula Con el valor de (a1)/1 o 1/(a1) obtenidos, se entra a las curvas tericas K, ysetrazaunarectahorizontal yparacadavalordeK, yseobtieneel correspondiente valor de h/a.Se multiplican