d-bt-001_2002 r-01

DOCUMENTO DE TRABAJO

CONVERGENCIA DE CRITERIOS DE DISEO

DE REDES DE BAJA TENSIN Y

CENTROS DE TRANSFORMACIN

GERENCIA DE PROCESOS TCNICOS

LNEA DE NEGOCIO DE DISTRIBUCIN REGIONAL

ENERO 2002

Preparada por:Subgerencia Ingeniera y Obras ATGERENCIA PROCESOS TCNICOSLNDR - CHILECTRA

Editada : 01 de septiembre de 2001Revisada : 31 de enero de 2002

Empresas Participantes:CERJ Gerencia de IngenieraCHILECTRA S.A. Subgerencia Planif. e Ing.CODENSA S.A.E.S.P. Gerencia de DistribucinCOELCE Subgerencia de IngenieraEDELNOR S.A.A. Gerencia TcnicaEDESUR S.A. Direccin de Distribucin

Emitida por:Subgerencia de Ingenieray de Obras en AT.

GERENCIA DEPROCESOS TCNICOS

LNEA DE NEGOCIODE DIST. REGIONAL

DOCUMENTO DE TRABAJO

CONVERGENCIA DE CRITERIOS DE DISEO

DE REDES DE BAJA TENSIN Y

CENTROS DE TRANSFORMACIN

Lnea de Negocios de CONVERGENCIA DE CRITERIOS DE DISEO DE REDES DE BT Y CCTT

Distribucin Regional Rev. Nro.1

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INDICE

1. RESUMEN.....................................................................................................................................6

2. INTRODUCCIN. ..........................................................................................................................8

3. OBJETIVOS. .................................................................................................................................8

4. ALCANCES. ..................................................................................................................................9

5. DEFINICIONES. ............................................................................................................................9

6. CONSIDERACIONES ...................................................................................................................12

7. PRINCIPALES CARACTERSTICAS DE LOS SISTEMAS DE BT DE LAS EMPRESAS. .....................13

8. REDES AREAS DE BT. .............................................................................................................14

8.1. APLICACIN .........................................................................................................................14

8.2. CLASIFICACIN. ...................................................................................................................14

8.2.1. Sectores Urbanos ..........................................................................................................14

8.2.2. Sectores Rurales............................................................................................................15

8.3. CENTROS DE TRANSFORMACIN. .........................................................................................16

8.3.1. Tipos de Transformadores ............................................................................................16

8.3.2. Seleccin y Explotacin de Transformadores. .............................................................16

8.3.3. Respaldo........................................................................................................................17

8.3.4. Instalacin. ....................................................................................................................18

8.3.5. Proteccin .....................................................................................................................188.3.5.1. Sobrecarga..........................................................................................................................................18

8.3.5.2. Cortocircuito ......................................................................................................................................19

8.3.5.3. Sobretensin .......................................................................................................................................19

8.3.5.4. Puesta a tierra ....................................................................................................................................19

8.4. CIRCUITOS DE BT.................................................................................................................19

8.4.1. Seleccin de Conductores .............................................................................................19

8.4.2. Cantidad de Circuitos, por Transformador. ..................................................................20

8.4.3. Longitud de Circuitos ...................................................................................................21

8.4.4. Respaldo........................................................................................................................21

8.4.5. Criterios de Riesgo Tcnico..........................................................................................21



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8.4.5.1. Separacin entre circuitos. .................................................................................................................21

8.4.5.2. Regulacin de Tensin........................................................................................................................22

8.4.6. Proteccin .....................................................................................................................228.4.6.1. Cortocircuitos .....................................................................................................................................22

8.4.6.2. Puestas a Tierra..................................................................................................................................23

8.4.6.3. Sobretensiones ....................................................................................................................................23

8.5. ACOMETIDA. ........................................................................................................................23

8.5.1. Conductores ..................................................................................................................23

8.5.2. Proteccin .....................................................................................................................23

9. REDES SUBTERRNEAS DE BT..................................................................................................24

9.1. APLICACIN .........................................................................................................................24

9.2. CLASIFICACIN. ...................................................................................................................24

9.3. CENTROS DE TRANSFORMACIN. .........................................................................................25

9.3.1. Tipos de Transformadores ............................................................................................25

9.3.2. Seleccin y Explotacin de Transformadores. .............................................................26

9.3.3. Respaldo........................................................................................................................27

9.3.4. Instalacin. ....................................................................................................................27

9.3.5. Proteccin .....................................................................................................................289.3.5.1. Sobrecarga..........................................................................................................................................28

9.3.5.2. Cortocircuito ......................................................................................................................................28

9.3.5.3. Puesta a tierra ....................................................................................................................................28

9.4. CIRCUITOS DE BT.................................................................................................................28

9.4.1. Seleccin de Conductores .............................................................................................28

9.4.2. Cantidad de Circuitos, por Transformador. ..................................................................29

9.4.3. Instalacin.....................................................................................................................30

9.4.4. Longitud de Circuitos ...................................................................................................30

9.4.5. Criterios de Riesgo Tcnico..........................................................................................309.4.5.1. Separacin entre circuitos. .................................................................................................................30

9.4.5.2. Regulacin de Tensin........................................................................................................................30

9.4.6. Proteccin .....................................................................................................................319.4.6.1. Cortocircuitos .....................................................................................................................................31

9.4.6.2. Puestas a Tierra..................................................................................................................................31

9.5. ACOMETIDA. ........................................................................................................................32

9.5.1. Conductores ..................................................................................................................32



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9.5.2. Proteccin .....................................................................................................................32

ANEXO 1. CARACTERSTICAS TCNICAS DE LOS CABLES DE BT ................................................33

ANEXO 2. CRITERIO TCNICOECONMICO DE SELECCIN DE CONDUCTORES PARA LAS REDESDE BT.............................................................................................................................................35



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1. RESUMEN

Dado el dinamismo y crecimiento de las redes de baja tensin, en general, son la que tienenmenor atencin, por lo que los beneficios posibles de obtener son mayores.

Con este objetivo se busca reviusar, analizar y estudiar todos los conceptos y criterios que debenemplearse en todos los nuevos diseos de redes de baja tensin y centros de transformacinMT/BT de las empresas distribuidoras del Grupo Enersis.

Muchas son las caractersticas que diferencian a los sistemas secundarios de distribucin de lasempresas. Considerando que los diseos deben aplicar a todas ellos y ser la mejor solucin paracada cual, se indican criterios generales y modelos bsicos a emplear para todas ellas.

Se analizan de forma separada las redes areas y subterrneas de baja tensin, tomando en cuentaque estas ltimas slo se presentarn en zonas en las cuales las exigencias urbansticas o lasrestricciones tcnicas lo requieran.

Sin embargo, para cada unos de los tipos de red indicados, se har una clasificacin de acuerdo alos valores de densidad de carga que tenga el sector correspondiente, permitiendo diferenciar losdiseos que deben aplicar en sectores urbanos o rurales, segn legislacin local.

De acuerdo a las caractersticas de los consumos, dado por su clasificacin, se establecen criteriosde explotacin, instalacin, proteccin, respaldo y riesgo tcnico que debern aplicar tanto a loscentros de transformacin como a las redes de baja tensin.

Dentro de los criterios de explotacin se destaca:

1. El uso de transformadores con sobrecarga en condiciones normales de operacin, excepto enredes subterrneas de alta y muy alta densidad de carga en las cuales se admitir sobrecargas paraestos en condiciones de emergencia. Los valores de sobrecarga dependern de lasrecomendaciones indicadas en la normativa de fabricacin.

2. Se plantean las variables a considerar y la forma de evaluar tcnica e econmicamente losvalores para los factores de carga iniciales y los valores de sobrecarga mxima a aplicar en lostransformadores de distribucin.

3. Definicin de las secciones de los conductores mediante un criterio de evaluacin a mnimoVAC (Valor Actualizado de Costos) durante la vida til de los cables. En este caso existe unaplantilla que permite determinar la solucin ms rentable en cada caso, de acuerdo al mtodoplanteado en el Anexo 2.

En lo que se refiere a respaldo ante contingencias en la red de baja tensin, se considerar que pordiseo, este se podr presentar slo en redes subterrneas de alta y muy alta densidad, por lamagnitud de las cargas afectadas, por los tiempos de reparacin asociados y por las exigencias decalidad de suministro existentes. No obstante, bajo determinadas condiciones de operacin lasredes tendrn la capacidad de entregar respaldo.

Respecto de la instalacin y/o construccin de centros de transformacin y redes de baja tensinse deber tener presente una serie de condiciones, las cuales debern respetar la seguridad y laspolticas medioambientales definidas por cada empresa.



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Se define adicionalmente el tipo de proteccin que requieren tener las redes y lostransformadores, de acuerdo a las clasificaciones estipuladas.

En general, los transformadores contarn con proteccin contra sobrecargas, en aquellos sectoresen los cuales no exista un seguimiento del sistema de distribucin secundario, proteccin contracortocircuitos en el lado de media tensin, proteccin contra sobretensiones para aquellas redesinsertas en sectores con niveles cerunicos elevados. Las redes de baja tensin, por su parte,contarn con proteccin contra cortocircuitos en la salida de cada uno de los circuitos, y a lolargo de la red en aquellas redes subterrneas ubicadas en sectores de elevada densidad de carga ycon elevadas exigencias de calidad de suministro.

Finalmente, dentro de los criterios de riesgo tcnico, destaca la definicin de las distancias deseguridad mnimas necesarias en los tendidos de cables areos y subterrneos y los valores deregulacin de tensin que aplicarn en las redes de baja tensin. Para este ltimo caso enparticular se establece que los transformadores tendrn tensin nominal en los bornes de bajatensin.

Basado en todos los criterios y consideraciones para los centros de transformacin y las redes deBT indicados anteriormente, se plantea la necesidad de obtener modelos que permitan definir lacantidad de circuitos que debe salir desde cada centro de transformacin y la longitud que debetener cada uno de ellos.

La suma de todos los criterios, conceptos, modelos y estudios, deber permitir obtener, en elmediano y largo plazo, beneficios importantes provenientes de la explotacin de los sistemas dedistribucin de baja tensin.



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2. INTRODUCCIN.

Las redes de baja tensin (BT), generalmente, suelen recibir menor atencin y estudios dentro deun sistema de distribucin. Sin embargo, son las redes que tienen un mayor dinamismo, presentanel mayor porcentaje de prdidas por potencia transmitida y son las que, en sectores urbanos,poseen la mayor cantidad de redes.

Considerando lo anterior y la menor atencin depositada en el sistema de distribucin de BT, laprobabilidad de hacer inversiones inadecuadas es mayor. Por lo tanto, mediante la realizacin deestudios y anlisis tcnicoeconmicos de las redes de BT y el equipamiento asociado se puedenobtener una cantidad de beneficios importante.

Es por todo ello que este documento indica los principales aspectos que deben considerarse en losnuevos diseos de las redes de baja tensin y centros de transformacin, y corresponde alresultado del proceso de "Convergencia de Criterios de Diseo", realizado al interior de lasempresas distribuidoras de energa elctrica del Grupo Enersis.

En la preparacin de estos criterios y consideraciones participaron especialistas de cada una delas empresas de distribucin del Grupo Enersis, los cuales entregaron el conocimiento y laexperiencia de las diferencias que presenta la explotacin del sistema de distribucin de BT decada una de las compaas, permitiendo obtener un conjunto de recomendaciones, las cuales seindican a lo largo del documento.

Entre las empresas que conforman el grupo Enersis existe una gran diversidad de legislaciones yculturas diferentes, por lo que las soluciones implementadas con buenos resultados en unaempresa, no necesariamente son la mejor solucin para el resto de las empresas. Sin embargo,considerando que los problemas existentes en cada una de las empresas son similares, se esperaque las soluciones que se apliquen sean tambin similares.

Es por esto la importancia de definir criterios generales que sean aplicables a todas las empresasdel grupo Enersis y que permitan, mediante la realizacin de estudios, obtener la mejor solucinque debe aplicar en cada caso.

Finalmente, cualquier modificacin o sugerencia por conceptos tcnicos, administrativos olegales, deber ser enviada a la L.N.D.R. para su anlisis y discusin dentro del grupo tcnico delas Empresas participantes de este documento.

3. OBJETIVOS.

El principal objetivo es optimizar las inversiones que realizan cada una de las empresas en lossistemas de distribucin de BT, teniendo especial inters en la calidad de suministro elctrico quese entrega a los clientes.

Los criterios, mtodos, y modelos de evaluacin a emplear por cada una de las empresas, al igualque las variables a utilizar, sern iguales entre si. No obstante, considerando las diferencias entrelas empresas, descritas en el captulo 6, las soluciones a desarrollar por cada una podrn ser



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diferentes y debern representar en cada caso la mejor alternativa tcnica y econmica en formaindividual.

Establecer las etapas y requisitos mnimos necesarios que se deben cumplir en todo diseo de lasredes de baja tensin y centros de transformacin futuros.

Por lo tanto, este documento define los criterios generales que debern ser empleados en labsqueda de soluciones y en el planteamiento de los mtodos de anlisis necesarios.

4. ALCANCES.

Se indicarn todos los aspectos que deben ser considerados al momento de disear nuevas redesde distribucin de baja tensin y nuevos centros de transformacin en las empresas del GrupoEnersis.

Se distinguen claramente dos tipos de redes de baja tensin, areas y subterrneas. En zonas enlas cuales exista diferencia importante en costos entre ambas alternativas, se privilegiar laconstruccin de redes areas; las redes subterrneas, en tanto, slo se disearan en zonas dondeno exista factibilidad tcnica para la construccin de lneas areas y/o en zonas en donde lasdisposiciones urbansticas as lo requieran (de acuerdo a lo estipulado en el captulo 9). En casosde presentarse un requerimiento de desarrollo subterrneo, se deber indicar al solicitante ladiferencia en costos entre ambas alternativas.

Existe en la actualidad la creciente tendencia de parte de los Municipios (Prefeituras) a solicitar eldiseo de determinadas sectores de la ciudad en forma subterrnea, basados en la aparienciaesttica que presentan las redes areas.

Es por ello, que no slo debemos preocuparnos de la funcin que cumplen las redes, sino quetambin debemos preocuparnos de que las instalaciones armonicen con el entorno en el cual soninsertas. Sin embargo, esta condicin depende directamente de las polticas medioambientales decada empresa y, por lo tanto, la decisin del uso de este criterio depender de la evaluacin querealice cada empresa, entre el aumento de inversin y la reduccin de las imposicionesurbansticas.

5. DEFINICIONES.

Acometida:Conexin elctrica de los clientes a la red de distribucin de energa elctrica.

Aguas arriba, aguas abajo:Aplica a redes operadas radialmente, donde siempre existe un nico camino elctrico desdecualquier punto de la red hacia la fuente. El sentido "arriba" o "abajo" dice relacin con que si serecorren las redes e instalaciones hacia la fuente o hacia los finales de lnea, respectivamente.

Andn o Paseo:Va dedicada para la circulacin de personas.

Baja tensin (BT):Tensin nominal menor a 1 [kV], monofsico o trifsico.



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Calidad de suministro:Conjunto de ndices o variables, con valores lmites indicados por la autoridad respectiva, quebuscan definir la calidad de la entrega de energa a los clientes finales

Carga:Cantidad de kilowatts que son transportados o entregados por un determinado equipo elctrico.

Cable preensamblado o prereunido: Son cables compuestos de varios conductores aislados independientes, colocadoshelicoidalmente. Utiliza un mensajero que puede ser un conductor de aleacin de aluminio o decobre y que sirve adems como conductor de neutro.

Centro de transformacin (CCTT):Conjunto formado por: proteccin MT, transformador de distribucin y cuadro de baja tensin.

Demanda mxima:Es la potencia elctrica mxima que se presenta en un sistema o instalacin durante un perodo detiempo especfico, expresada en kilovatios (kW).

Derivaciones:Tramo de la red, que transporta un porcentaje menor de carga, que se deriva de la troncal.

Factor de carga:Es la relacin entre la demanda mxima y la potencia nominal de un equipo.

Factor de demanda:Es la relacin entre la potencia media y la potencia mxima. Indica la simultaneidad en el uso dela carga total conectada por cada consumidor.

Factor de diversidad: Es la relacin entre las sumas de las demandas mximas de los consumidores individuales a lademanda mxima simultnea de todo el grupo durante el perodo de tiempo particular.

Factor de potencia:Relacin entre kilovatios y kilovoltamperios, del mismo sistema elctrico o parte de l.

Media tensin:Tensin nominal mayor o igual a 1 [kV] y menor a 36 [kV]

Operacin, operar:Maniobras de la red elctrica. Traspaso de carga.

Seccionamiento, seccionar:Divisin de la red producto de la instalacin de un equipo en forma serie, con capacidad deapertura de corriente de carga.

Sistema de distribucin de BT:Conjunto de elementos utilizados para la transformacin y el transporte de energa elctrica, debaja tensin, hasta el punto de entrega del cliente.

Sobrecarga:Cantidad de carga adicional, sobre el valor nominal, que puede ser extrada o transportada por undeterminado equipo.



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Seccin:rea transversal de cada conductor.

Tasa de actualizacin:Factor definido al interior de cada Empresa que permite traer a valor presente flujos econmicosfuturos. Refleja el retorno de inversin esperado por los accionistas de la Empresa.

Troncal:Tramo estructural de la red que transporta el mayor porcentaje de carga.

VAC (Valor Actualizado de Costos):Corresponde al valor presente del flujo de costos de inversin y operacin, durante el perodoevaluacin de un determinado proyecto



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6. CONSIDERACIONES

Las diferencias existentes en las caractersticas de los sistemas de baja tensin, entre las empresasdel grupo Enersis, estn motivadas bsicamente por la diversidad de legislacin y cultura de lospases presentes y por la diferencia que presentan los desarrollos de los sistemas de distribucinde BT de las empresas.

Las principales desigualdades que se pueden rescatar radican en los siguientes conceptos:

Voltaje nominal y frecuencia del suministro

Rangos de voltaje permitidos

ndices de calidad

Precios de los materiales y equipos

Tasa de actualizacin

Horizontes de evaluacin.

Tasas de crecimiento.

Precios de Energa y Potencia.

Densidades de carga tpicas.

Hbitos de Consumo

Legislacin y reglamentacin del sector elctrico.

Hurto.

Vandalismo.

Polticas medioambientales y

Polticas de mantenimiento



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7. PRINCIPALES CARACTERSTICAS DE LOS SISTEMAS DE BT DELAS EMPRESAS.

Dentro de las principales diferencias entre los sistemas de distribucin de BT de las empresas seencuentran las tensiones nominales de suministro, las cuales se sealan en la Tabla 1.

Sobre estos valores las legislaciones exigen cadas y elevaciones mximas de tensin, en losclientes finales de la red de BT, que difieren segn la legislacin local. En la Tabla 2 se indicanlos valores permitidos de tensin en los usuarios.

Tabla 1: Valores nominales de tensin de suministro en redes de BT

Cerj Coelce Codensa Chilectra Edelnor Edesur

220/127 380/220 120/240 400/231 380/220 380/220

380/220 120/208

Tabla 2: Rangos mximos de variacin de la tensin en redes de BT

Chilectra1 Edelnor EdesurCerj Coelce Codensa

Urbano Rural Urbano Rural Subterrnea Area Rural

+5% +5% +5% +7.5% +15% +5% +7.5% +5% +8% +10%

-7.5% -7.5% -10% -7.5% -15% -5% -7.5% -5% -8% -10%

1 Los valores de Tensin debern estar en el rango indicado durante el 95% del tiempo durante siete dasconsecutivos



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8. REDES AREAS DE BT.

8.1. APLICACIN

Las redes areas se aplicarn en todo el sistema de distribucin de BT de la empresa, salvo loscasos indicados en el captulo 9.1.

Tomando en cuenta la clasificacin realizada en el captulo 8.2, en aquellas redes ubicadas ensectores de alta contaminacin, se debern buscar alternativas tecnolgicas para los materialesempleados; sin embargo, aplicarn los criterios de diseo correspondientes para lneas areas.

8.2. CLASIFICACIN.

Existen legislaciones de algunos pases en las cuales se hace una diferencia para redes que seencuentran en los sectores urbanos o rurales de las reas de concesin de las empresas, tanto enlos ndices de interrupcin como los niveles de tensin.

Considerando las diferencias en calidad de suministro que impone la legislacin local de cadauna de las empresas, los criterios de diseo para las redes de BT y los CCTT debern incorporaresta diferenciacin en los modelos y anlisis planteados.

En empresas en los cuales no se haga una diferencia explcita en la legislacin local entresectores urbanos o rurales, pero s se consideren, por parte de la autoridad, diferencias de calidadde suministro en los sistemas de distribucin de BT, se deber considerar la clasificacin desectores (rural y urbano) que tenga definida la propia empresa para su rea de influencia.

La diferencia en tiempos de acceso a los diferentes sectores del rea de influencia de lacompaas, ser una variable ms a incorporar en los modelos que se empleen, pero en ningncaso representarn una clasificacin diferente para las instalaciones.

8.2.1. Sectores Urbanos

En los sectores definidos como urbanos, existen diversos tipos de consumo, residenciales,comerciales e industriales, los cuales pueden requerir esquemas de suministro diferentes.

Con el propsito de definir los distintos esquemas de suministro a utilizar, se diferenciarn lasredes de BT de acuerdo al nivel de densidad de carga del sector en estudio, como se indica en laTabla 3.

Los criterio, mtodos y modelos a aplicar dependern exclusivamente de la clasificacinempleada, por lo tanto, se podrn presentar diferencias en stos de acuerdo al tipo de clasificacindel sistema de distribucin de BT en consideracin.



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Tabla 3: Clasificacin de las redes areas urbanas de BT

Densidades de Carga [MVA / km2]CLASIFICACIN

Cerj Chilectra Codensa Coelce Edelnor Edesur

Sector Urbano

Muy alta densidad 2 2 --- 2 2 ---

Alta densidad 2 2 >20 2 2 10 2 2 3 2 2



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8.3. CENTROS DE TRANSFORMACIN.

8.3.1. Tipos de Transformadores

Los transformadores a utilizar en las redes areas de BT sern aquellos con aislamiento en aceite.Las caractersticas de estos transformadores se encuentran definidas en la especificacincorporativa de compra E-MT-0009.

Las capacidades de transformacin estandarizadas para cada una de las empresas sern lasindicadas en la Tabla.5.

En sectores urbanos de media, alta y muy alta densidad se utilizarn slo transformadorestrifsicos, mientras que en sectores urbanos de baja densidad y en sectores rurales se podrnutilizar transformadores monofsicos o bifsicos.

Tabla.5: Potencias de transformacin estandarizadas para redes areas.

Transformadores Cerj Chilectra Codensa Coelce Edelnor Edesur

Monofsicos --- --- 10, 15 y25

5, 10 y15

--- 5, 10 y16

Bifsicos 10, 15 y25

5, 10 y 15 --- 5, 10 y15

25 ---

Trifsicos 15, 35,45, 75 y112.5

15, 30, 45,75, 150,

300 y 500

15, 30,45, 75,112.5 y

150, 225y 300

15, 30,45, 75,112.5,150,225 y300

50, 100,160, 250,

400 y630

25, 40,63, 100,

200,315, 500

y 800

8.3.2. Seleccin y Explotacin de Transformadores.

La seleccin de la potencia nominal del transformador a utilizar se realizar considerando unfactor de carga inicial de los transformadores de 80%.

El valor de la sobrecarga depender exclusivamente de las condiciones ambientales del lugar deinstalacin, la temperatura mxima permitida en los devanados, prdida de vida til admitida, delos valores de precarga presentes antes de la sobrecarga y el tiempo de duracin de la misma.

Operar los transformadores a una capacidad mxima de un 100% de la capacidad nominal delequipos, se traduce en que gran parte del da (de acuerdo a las curvas de carga de los consumosconectados) el transformador opera a una potencia inferior a la de diseo.

Por otra parte, los transformadores trifsicos indicados en el captulo 8.3.1 estn especificadosbajo la normativa IEC, por lo que su fabricacin deber cumplir todos los requisitos indicados ensta. En particular, la IEC 60354 define que los valores de sobrecarga a admitir por lostransformadores debern ser los que resulten de aplicar la formulacin indicadas en sta. Como



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ejemplo, si se considera un transformador operando a una carga previa de 90% de la potencianominal, en un ambiente con temperatura media de 30C y que el diseo del transformadorsoporta una elevacin de temperatura superficial del aceite (a potencia nominal) de 60C; elequipo es capaz de soportar una sobrecarga de 125% (sobre el valor nominal) durante 2 horas, sinsobrepasar la temperatura mxima de 140C en los enrollados y sin prdida de vida til adicional.

Por lo tanto se establece que los transformadores a ser instalados en redes areas admitirn unasobrecarga, la cual deber cumplir con las restricciones de no superar la temperatura de 140 C enel punto ms caliente de la bobina (Hot Spot), evitando de esta forma la prdida de lascaractersticas dielctricas del aceite, y de no superar una prdida de vida til en el transformadorsuperior a 1 da por da. El valor de sobrecarga resultante, de la aplicacin del modelo quepropone la norma bajo estas condiciones, corresponde al lmite tcnico del equipo.

Adicionalmente, en la evaluacin del factor de carga inicial y final con el cual debe operar lostransformadores, se deben incorporar las variables econmicas (tasas de crecimiento, tasas deactualizacin, costos de inversin y operacin, vida til del equipo, prdida de vida til y costosde reemplazo por aumento de capacidad) tales que permitan determinar la conveniencia de cargarlos transformadores por sobre su capacidad nominal de diseo.

Se tendr en cuenta para la evaluacin de sobrecarga en los transformadores, el incremento en loscostos de mantenimiento que se pueden producir producto del envejecimiento de los materialesaislantes al interior del equipo.

Para controlar los valores de sobrecarga, que resulten de los modelos anteriormente indicados, serequerir de un mtodo de seguimiento al parque de transformadores, el cual puede ser medianteproteccin del transformador (ver captulo 8.3.5.1), vigilando la red por medio de muestrasaleatorias en forma constante o una herramienta con la asociacin clientered.

8.3.3. Respaldo.

En redes areas los tiempos asociados al traslado hasta el sector afectado por una falla, laidentificacin la misma y la desconexin del sector afectado, son comparables con los tiemposrequeridos para la reparacin de la falla.

Adicionalmente, el entregar respaldo entre transformadores sugiere tiempos adicionales dereparacin de la falla, por cuanto se deben operar, por parte de la guardia de emergencia losequipos correspondientes para levantar el sector afectado, previo a reparar la falla.

Por lo tanto, los transformadores insertos en sistemas de distribucin de BT estrictamente areosno debern considerar una capacidad adicional para respaldar las redes asociadas atransformadores vecinos.

En sectores en los cuales los ndices de calidad de suministro sean muy elevados la solucin pasapor reducir las fallas y no por reducir los tiempos asociados a las fallas, en cuyo caso se deberbuscar una solucin particular en cada caso.



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8.3.4. Instalacin.

En la instalacin de los transformadores de distribucin se debern cumplirse las siguientesconsideraciones:

No sern instalados en los cruces de calles y/o andenes. Se debe dejar una franja deseguridad o distancia mnima desde la interseccin de los lmites de propiedad, aobjeto de minimizar la probabilidad de choque accidental sobre la estructura quesoporta el transformador.

Acorde a las normativas nacionales o municipales, entre las cuales se puedenencontrar:

Distancia mnima respecto de gasolineras, Hospitales, Colegios o servicios deutilidad pblica en general.

Distancia a la fachada de los domicilios particulares

Altura sobre el suelo.

Acorde a las polticas medioambientales utilizadas por cada empresa.

Fcil acceso para mantenimiento y reemplazo.

8.3.5. Proteccin

Considerando el alto precio que tienen los transformadores y el impacto en los clientes, sedebern considerar protecciones para los transformadores, para fallas internas del equipo, cadade rayos y/o para la sobrecarga a las cuales se puedan ver expuestos.

8.3.5.1. Sobrecarga

Considerando que ante la utilizacin de ms de un circuito de salida desde el transformador laproteccin que este pueda tener frente a las sobrecarga es mnima, se debern utilizar fusiblesindividuales en el lado de MT o de BT del transformador, que garantice la efectiva limitacincontra sobrecargas de este equipo.

La instalacin de fusibles de proteccin contra sobrecarga debe entregar beneficios adicionales, alpermitir la mejor explotacin del parque de transformadores v/s el costo asociado a la proteccin.Sin embargo, se deber analizar la conveniencia de sta en aquellas empresas en las cuales existeun seguimiento constante de los transformadores mediante muestreo aleatorio o a travs deaplicaciones de asociacin de clientes con la red.

La capacidad de los fusibles depender exclusivamente de la potencia nominal del transformadory el valor de sobrecarga para el cual se desea proteger. Sin embargo, los fusibles protegencapacidades discretas de corrientes, por lo que la proteccin de sobrecarga estar dada por lasalternativas presentes en el mercado, debiendo escogerse aquel fusible de capacidadinmediatamente inferior a la mxima determinada segn lo indicado en el captulo 8.3.2.



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Se deja en discusin el sistema de proteccin contra sobrecargas a emplear, entre los cuales seencuentran:

Fusible general en BT (tipo GTR)

Fusible dual

Disyuntores trmicos en BT

8.3.5.2. Cortocircuito

De acuerdo a los criterios de diseo de las redes de media tensin, todas las cargas debern irconectadas mediante protecciones fusibles a la red primaria de distribucin. Esta proteccindeber proteger el transformador y aislar la red de BT asociada a ste, frente a cortocircuitos enlos terminales y/o fallas internas del transformador.

8.3.5.3. Sobretensin

En zonas en las cuales los niveles cerunicos son elevados (sobre 50 das de tormenta por ao), seinstalarn pararrayos en todos los transformadores. En sistemas en los cuales estos niveles soncero, no se instalarn pararrayos en los transformadores de distribucin.

8.3.5.4. Puesta a tierra

Todos los transformadores debern llevar conectado a tierra el neutro, la carcaza y los pararrayos(ver captulo 8.3.5.3), procurando mantener una resistencia de puesta a tierra lo ms baja posible,cumpliendo con las reglamentaciones locales de cada una de las empresas.

8.4. CIRCUITOS DE BT.

Dada la creciente concentracin de poblacin que puedan presentar algunos sectores urbanos,cada vez resulta ms importante aprovechar de la mejor forma posible los espacios pblicos yprivados que existan.

En particular, en aquellas zonas en las cuales no sea posible la instalacin de estructuras de apoyopara las redes (distancias de seguridad exigidas), se deber evaluar la instalacin de circuitos debaja tensin sobre las fachadas de los domicilios, los cuales debern estar en armona con elentorno y cumplir las condiciones de seguridad necesarias.

8.4.1. Seleccin de Conductores

El conductor a utilizar ser el preensamblado de aluminio o de cobre, este ltimo en zonas en lascuales la contaminacin salina lo justifique.

En el Anexo 1 se indican las capacidades de corriente nominales y la cada de tensin asociada,las dems caractersticas tcnicas de estos cables se encuentran en la especificacin corporativade compra E-BT-0002

La seccin de los cables a utilizar depender de la potencia a transportar. Se propone el empleode un criterio tcnicoeconmico, indicado en el Anexo 2, que permita definir las secciones ymaterial del conductor ms eficientes a instalar en cada caso.



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Este modelo evala el mnimo valor actualizado de costos (VAC) de un conductor operando encondiciones normales de carga, para lo cual valoriza la inversin inicial y las prdidas ocurridasdurante el perodo de utilizacin del conductor (vida til)

De acuerdo al resultado que entregue el estudio de las secciones de los conductores, la cantidadde secciones a emplear para las redes troncales y las derivaciones sern a lo ms dos, una seccinpara las redes definidas como troncal y otra para las definidas como derivaciones.

Si se considera que un conductor de la red de BT tiene a lo menos una longitud de a 1 cuadra,la corriente diversificada del conjunto de clientes que se alimentan representa un valor mnimo decorriente que transportan los cables de las redes de BT. Este valor permitir definir la seccininferior que debe ser empleada de acuerdo a las curvas de mnimo VAC resultantes del modelo.

Las secciones determinadas debern permitir a lo menos un aumento de potencia deltransformador correspondiente, sin hacer modificaciones a la red de baja tensin.

Si consideramos el dinamismo de las redes de BT, se debe evaluar el beneficio de utilizar slouna seccin para toda la red BT, evitando de esa forma los costos por los refuerzos, la reduccinde las prdidas durante el ciclo de operacin v/s el aumento en los costos de inversin inicialespor la mayor seccin del conductor.

8.4.2. Cantidad de Circuitos, por Transformador.

La cantidad de circuitos de red de baja tensin a derivar del transformador depender de ladensidad de carga del sector urbano o rural abastecido, la cada de tensin mxima permitida, lapotencia del transformador y el tipo de conductor utilizado.

La cantidad mxima de circuitos depender exclusivamente de:

Las prdidas tcnicas

Las interrupciones o los ndices de calidad (menor cantidad de clientes o kVAafectados por falla)

Los valores de cadas de tensin.

Costos de inversin, operacin y mantenimiento asociados.

Las polticas medioambientales, dado el impacto visual que produce unaconcentracin de circuitos en un punto.

Las disposiciones constructivas que se adopten

La cantidad de circuitos soportados por los postes (tensiones de templado de losconductores y tensiones mximas soportadas por las estructuras).

Las distancias de seguridad asociadas, ver captulo 8.4.5.1.

Por lo tanto, no se definirn a priori restricciones a la cantidad de circuitos de salida por cadacentro de transformacin.

Se plantea un modelo simplificado en el cual se concluye la conveniencia del uso del mayornmero de circuitos posibles en la reduccin de las prdidas, ver ecuacin (1):



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2

2.

)(#

***3

Circ

ILRPrd TrafoNom= (1)

8.4.3. Longitud de Circuitos

La longitud mxima de cada uno de los circuitos depende de los ndices de calidad de servicio alos clientes (a mayor longitud, mayor probabilidad de falla), la carga mxima a soportar por lasredes sin hacer modificaciones y de la mxima cada de tensin permitida en las redes areas deBT (indicadas en la Tabla 6).

La mxima cada de tensin permitida, indicados en la Tabla 6 del captulo 8.4.5.2, corresponde alos valores mximos permitidos de cada de tensin en las redes de BT. Si consideramos loindicado en el captulo 8.4.1 respecto de que los cables deben permitir a lo menos un aumento depotencia del transformador, se tiene que la longitud de los circuitos ser tal que permita que losvalores de cada de tensin se alcanzarn, para condiciones de demanda mxima, slo al final delperodo de la segunda etapa de transformacin, considerando que la red se mantiene inalterada enigual perodo.

8.4.4. Respaldo.

Considerando lo indicado en el captulo 8.3.3 y que los tiempos asociados a la identificacin yreparacin de la falla son similares, por diseo las redes no contemplaran una capacidad adicionalpara entregar respaldo a circuitos vecinos pertenecientes al mismo transformador o altransformador vecino.

Por otra parte, el costo que tienen las prdidas hace que sea ms econmico invertir en seccionesmayores desde un principio (ver 8.4.1) que operar las redes con altas prdidas con lo que seobtiene que los conductores, en general, operan a una capacidad de carga inferior a la nominal.

Por lo tanto, considerando el bajo uso de los conductores, el factor de diversidad y el factor decarga de los consumos, las redes operarn con una capacidad inferior a la nominal o mximapermitida, con lo cual se podr entregar respaldo a redes colindantes si las condiciones deoperacin de las redes de BT as lo permiten.

8.4.5. Criterios de Riesgo Tcnico

Los sectores de red, asociados a cada uno de los circuitos del centro de transformacin, noentregarn respaldo a los circuitos pertenecientes al mismo u otro centro de transformacin.

8.4.5.1. Separacin entre circuitos.

Considerando que la distancia de seguridad, para los circuitos conformados por cablepreensamblado es inferior a los requeridos para los conductores desnudos, se podrn instalar a lomenos dos circuitos de baja tensin, en cables preensamblado, por cada estructura de soporte.

Las distancias entre circuitos que se debern respetar correspondern a las indicadas en lanormativa local de cada empresa. En caso de no existir debern ser revisadas conforme a losavances que presente la fabricacin de los materiales para la construccin de redes BT.



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8.4.5.2. Regulacin de Tensin

La tensin admitida en los clientes, conectados a las redes de BT, depende de las legislaciones decada uno de los pases.

Considerando la existencia de cambiadores de TAP en los transformadores, que permitenabsorber las cadas de tensin producidas en la red de MT y la asociada a la impedancia deltransformador, se considerar que en los bornes de BT del transformador habr voltaje nominal.

Adicionalmente, dado que la cada de tensin promedio en las acometidas es de un 0.6%,respecto de la tensin nominal, se tiene que los valores mximos de cada de tensin admitidos enlas redes de BT sern los indicados en la Tabla 6.

Estos valores de cada de tensin no podrn alcanzarse mientras la red de baja tensinpermanezca inalterada. El horizonte depender exclusivamente del criterios de planificacinadoptado. Sin embargo, por lo expuesto en el captulo 8.4.1, la cada de tensin en losconductores debern permitir a lo menos un aumento de potencia para el transformador.

Tabla 6: Mxima cada de tensin admisible en redes Areas de BT.

Cerj Chilectra4 Codensa Coelce Edelnor Edesur

SectoresUrbanos

-6.9% -6.9% -9.4% -6.9% -4.4% -7.4%

SectoresRurales

-6.9% -14.4% -9.4% -6.9% -6.9% -9.4%

8.4.6. Proteccin

8.4.6.1. Cortocircuitos

Todos los circuitos llevarn proteccin a la salida del centro de transformacin. Esta proteccinpodr ser mediante disyuntores o elementos fusibles y tiene como funcin el evitar la cadacompleta del transformador frente a una falla aguas abajo del circuito, dejando sin servicio slo lacarga conectada al circuito afectado.

La proteccin empleada deber estar diseada para que proteja al conductor aguas abajo frente aun cortocircuito provocado en la red de baja tensin. En ningn caso se instalarn proteccionescontra sobrecargas, debido a la poca coordinacin existente al proteger contra sobrecargas untransformador cuando existen ms de 2 circuitos, a la continua operacin de la red (producto delcrecimiento no uniforme de los sectores abastecidos por cada centro de transformacin) y a lautilizacin de los conductores en capacidades inferiores a las nominales (ver captulo 8.4.1).

No se instalarn elementos de proteccin en la red, dado que la incorporacin de ms equipos enla red no reduce considerablemente los ndices de calidad del sector, motivado por las bajas

4 Este valor debe observarse en el transcurso de 7 das continuos, durante a lo menos el 95% del tiempo.



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densidades de carga presentes en las redes areas y en que los tiempos asociados a la reparacinde una falla son relativamente cortos.

8.4.6.2. Puestas a Tierra

Se deber realizar una puesta a tierra del conductor de neutro cada 200 metros y en los finales delnea. La resistencia de puesta a tierra deber ser lo ms baja posible y deber responder a lasexigencias reglamentarias locales.

8.4.6.3. Sobretensiones

Las redes de BT ubicadas en sectores con un nivel cerunico muy elevado podrn utilizarpararrayos, lo que deber tener una evaluacin tcnicoeconmica.

Los dems sistemas, en los cuales el nivel cerunico es bajo, no se instalarn pararrayos en lasredes de BT.

8.5. ACOMETIDA.

8.5.1. Conductores

Todas las acometidas sern realizadas con conductor concntrico y la seccin a emplear deberdeterminarse empleando el modelos de seleccin de conductores indicado en el Anexo 2.

8.5.2. Proteccin

Cada cliente deber tener asociada una proteccin, que proteja la red frente a las fallas producidasal interior de la propiedad del cliente.



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9. REDES SUBTERRNEAS DE BT.

9.1. APLICACIN

Debido a los altos costos de desarrollo de las redes subterrneas, stas slo sern construidas en:

Sectores en los cuales existan restricciones tcnicas, tales como la no factibilidadtcnica para la construccin de redes areas por la alta densidad de carga (sectoresurbanos de alto desarrollo ) o por la polucin muy elevada que puede presentarse enalgunos sectores.

Sectores en donde las disposiciones urbansticas as lo requieran.

Sectores con desarrollo subterrneo anterior, impulsado por particulares oMunicipios, independiente de la clasificacin o densidad de carga del sector.

Aquellas redes de BT definidas como mixtas (parte en areo y parte en subterrneo) debern sertratadas en forma independiente

En lugares de alta contaminacin, se deber analizar, como una alternativa ms, el diseo de lared en forma subterrnea, comparndolo con las diferentes soluciones presentes en el mercado(materiales de aislamiento y tipo de conectores entre otros) para la construccin de redes areasen zonas que presentan un alto grado de polucin.

En sectores en los cuales los ndices de calidad sean muy elevados respecto de lo dispuesto en lalegislacin, se podr evaluar la alternativa de red subterrnea, considerando que si bien las fallasen redes subterrneas tienen una menor probabilidad de ocurrencia, los tiempos asociados a lareparacin de la falla son bastante mayores.

Se debern considerar las condiciones de impacto ambiental, definidos por los organismosresponsables de cada empresa, para efectos de definir el equipamiento que puede ser instalado encada ocasin en las redes subterrneas de BT.

9.2. CLASIFICACIN.

Considerando las alternativas para redes subterrneas, planteadas en el captulo anterior (9.1), loscriterios de diseo debern contemplar diferentes alternativas para la construccin de las redessubterrneas, de acuerdo a los valores de densidad de carga de los sectores en estudio. Por lotanto, considerando que estas opciones pueden requerir de esquemas de distribucin diferentes, sedistinguirn las redes subterrneas de acuerdo a la clasificacin mostrada en la Tabla 7.



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Tabla 7: Clasificacin de las redes subterrneas de BT

Densidades de Carga [MVA / km2]CLASIFICACIN


Muy alta densidad 5 5 5 5 5 >20

Alta densidad 5 5 5 5 5



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Tabla.8: Potencias de transformacin estandarizadas para redes subterrneas.

TransformadoresTrifsicos


Aceite --- 150, 300,500, 750 y

1000

225, 300,400, 500,630, 750 y

800

--- --- 200,315,500,

800, 1000 y1250

Secos --- --- 150, 225,300, 400 y

500

--- --- ---

Silicona --- --- 150, 225,300, 400 y

500

--- --- ---

9.3.2. Seleccin y Explotacin de Transformadores.

La seleccin de la potencia nominal del transformador se realizar considerando un factor decarga inicial de los transformadores de acuerdo a la clasificacin de las redes indicada en elcaptulo 9.2. Se considerar un factor de carga inicial de 70% para redes clasificadas como alta ymuy alta densidad, y un 80% de carga inicial para redes clasificadas como media densidad.

En redes subterrneas clasificadas como muy alta y alta densidad de carga, el transformador seexplotar en sobrecarga slo en condiciones de emergencia, mientras que para sectoresclasificados como media densidad de carga se aplicarn valores de sobrecarga. En ambos casos,el valor de la sobrecarga mxima permitida (en condiciones normales o de emergencia)corresponder al resultado de aplicar el mtodo indicado en la norma IEC 60354 (corrigiendo losvalores de temperatura ambiente en bvedas), con las restricciones de que los valores desobrecarga mximos debern evitar, perdida de vida til adicional a un da por da y, deteriorar elaislamiento del equipo al superar los 140 C en el punto ms caliente del devanado o bobina deltransformador.

Al igual que en el caso de las redes areas (ver captulo 8.3.2), la normativa de fabricacinentrega el lmite tcnico de sobrecarga en transformadores, no obstante, se debern evaluareconmicamente los valores para la carga inicial y sobrecarga mxima admitida en lostransformadores.

Para evitar superar los valores de sobrecarga determinados, se debe contar con un sistema quegarantice no superar en forma constante estos valores. Este puede estar dado por un seguimientode muestreo aleatorio del parque de transformadores, por la instalacin de equipos de proteccin(ver captulo 9.3.5.1) o con la asociacin clientered.



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9.3.3. Respaldo

La capacidad de respaldo disponible en las redes subterrneas de BT deber ser evaluada deacuerdo a la conveniencia de sta frente a fallas en el transformador o los circuitos de BT. Elescenario de evaluacin deber considerar:

Costos

Equipos de maniobra a ser empleados para los traspasos de carga y lasextensiones de red necesarias para conectar cada uno de los circuitos de BT conlos circuitos vecinos, pertenecientes a otro transformador.

Menor potencia de uso en el transformador, debido al margen de potenciareservado para condiciones de emergencia. Se adelanta inversin de aumento depotencia debido a la prdidas de la sobrecarga que puede tener el transformador enforma constante (slo se deja para los casos de emergencia)

Beneficios.

Menor pago de compensaciones, producto de una menor carga afectada durante lareparacin de la falla y menores tiempos de clientes afectados.

De acuerdo a lo sealado en el captulo anterior, los transformadores slo sern sobrecargados, encondiciones normales de carga, en sectores clasificados como de media densidad (captulo 9.2).Por lo tanto, dejar una capacidad de respaldo por diseo para los transformadores slo podrpresentarse en las clasificaciones de alta y muy alta densidad.

9.3.4. Instalacin.

En zonas expuestas de ser inundadas el equipamiento a ser instalado, en esquemas bajo el niveldel suelo, deber estar especificado para evitar la ocurrencia de fallas en MT. Adicionalmente, sedeber asociar la apertura del transformador cuando se alcance un determinado nivel de agua.

La instalacin de transformadores al interior de la propiedad de terceros deber cumplir con todaslas disposiciones de seguridad exigidas en cada empresa y las que sean necesarias para evitarposibles fallas y accidentes en el transformador y los circuitos de BT asociados. En el captulo9.3.1 se indican las alternativas de transformadores factibles de utilizar, lo cual definir las obrasciviles necesarias de ejecutar para garantizar dicha seguridad.

En la instalacin de centros de transformacin subterrneos se deber rescatar a lo menos lassiguientes condiciones:

Rejillas de ventilacin, para reducir las temperaturas y permitir la evacuacin degases que se producen al interior de las cmaras.

Sistema de recoleccin de aceite, en empresas en las cuales las polticasmedioambientales consideren el reciclado de desechos.

Sistema de evacuacin de agua, mediante drenaje o bombas, en aquellos sectores enlos cuales existe una alta probabilidad de acumulacin de agua.

Espacios de seguridad mnimos requeridos para el trabajo de operacin y/omantenimiento de los centros de transformacin.



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Espacios y accesos necesarios para la instalacin y retiro de los transformadores.

Vas de ingreso y escape para las personas.

Sistema equipotencial alrededor de los centros de transformacin (ver captulo9.3.5.3).

9.3.5. Proteccin

Considerando el alto precio que tienen los transformadores y el impacto en los clientes, sedebern considerar protecciones para los transformadores, para fallas internas del equipo y parala sobrecarga a las cuales se puedan ver expuestos.

9.3.5.1. Sobrecarga

Considerando que ante la utilizacin de ms de un circuito de salida desde el transformador, laproteccin que estos puedan tener frente a las sobrecarga es mnima, se utilizar una proteccinespecfica contra sobrecarga en el lado de MT o de BT. La capacidad de operacin de este equipodepender exclusivamente de la potencia nominal del transformador y de las alternativasexistentes en el mercado, debido a lo discreto de las capacidades de corriente con las cualesoperan.

9.3.5.2. Cortocircuito

Frente a la posibilidad de fallas internas o fallas en los terminales del transformador, se instalarnfusibles de proteccin contra cortocircuitos, en el lado de media tensin, en cada uno de lostransformadores.

9.3.5.3. Puesta a tierra

Todos los transformadores debern llevar conectado a tierra el neutro y la carcaza, procurandomantener una resistencia de puesta a tierra lo ms baja posible, de acuerdo a la reglamentacinlocal de cada empresa.

Se deber garantizar un sistema equipotencial en los terrenos alrededor de los centros detransformacin, para evitar accidentes a las personas.

9.4. CIRCUITOS DE BT.

La existencia de ms de un circuito subterrneo de red BT, directamente enterrada frente a lospredios o terrenos de los clientes, dificulta la pesquisa de fallas, toma mayor tiempo discriminarque arranques pertenece a cada circuito y en que fase est empalmado cada cliente para efectosde identificar el punto de falla.

9.4.1. Seleccin de Conductores

El conductor a utilizar podr ser el unipolar de cobre aislado, cuyas caractersticas de corrientenominales y de cada de tensin asociada, se encuentran en el Anexo 1. Las dems caractersticastcnicas de estos cables se encuentran en la especificacin tcnica corporativa de compraE-BT-0001.



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Edesur en la actualidad utiliza conductores de aluminio. Esta alternativa ser analizada por todaslas empresas, en torno a definir tcnica y econmicamente cual debe ser el material de losconductores a utilizar en las redes subterrneas de BT.

La seccin de los cables a utilizar depender de la potencia a transportar. Se propone el empleode un criterio tcnicoeconmico, indicado en el Anexo 2, que permita definir las secciones mseficientes a instalar en cada una de las empresas.

De acuerdo al resultado que entregue el estudio de las secciones de los conductores, la cantidadde secciones a utilizar para las redes troncales y las derivaciones sern a lo ms dos, una seccinpara las redes definidas como troncal y otra para las definidas como derivaciones.

Al igual que lo indicado en el captulo 8.4.1 (del caso areo), se considera que las redes de BTtienen a lo menos una longitud de a 1 cuadra. Si adems consideramos las altas densidades decarga presentes en estos sectores, se tiene que los conductores de secciones menores, resultantesdel estudio, no sern aplicables a las redes subterrneas de BT, por la corriente inicial muy bajaque requieren para ser rentables en el largo plazo (perodo de evaluacin).

Adicionalmente, si consideramos el dinamismo de las redes de BT, se deber evaluar el beneficiode utilizar slo una seccin para toda la red BT, evitando de esa forma los costos por losrefuerzos y la reduccin de las prdidas durante el ciclo de operacin v/s el aumento en los costosde inversin iniciales por la mayor seccin del conductor.

Slo en tramos de red en los cuales no exista factibilidad de que sta sea prolongada (calles sinsalida o callejn) y con tasas de crecimiento baja, se podr emplear una seccin menor.

Las secciones determinadas debern permitir a lo menos un aumento de potencia deltransformador correspondiente, sin hacer modificaciones a la red de baja tensin.

9.4.2. Cantidad de Circuitos, por Transformador.

La cantidad de circuitos de red de baja tensin a derivar del transformador depender de ladensidad de carga del sector urbano abastecido, la cada de tensin mxima permitida, la potenciadel transformador y el tipo de conductor utilizado.

El modelo para determinar la cantidad de circuitos de salida desde un centro de transformacinser el mismo que el indicado en el captulo 8.4.2, para las redes areas. Las variables a analizarpara el caso subterrneo sern las siguientes:

Las prdidas tcnicas

Las interrupciones o los ndices de calidad (menor cantidad de clientes o kVAafectados por falla)

Los valores de cadas de tensin.

Costos de inversin y operacin asociados.

Las disposiciones constructivas que se adopten

Reglamentaciones municipales para rotura de andenes.

Las distancias de seguridad asociadas, ver captulo 9.4.5.1.



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La cantidad mxima de circuitos depender exclusivamente de las disposiciones constructivasque se adopten por lo que no se definirn, a priori, restricciones a la cantidad de circuitos desalida por cada centro de transformacin.

9.4.3. Instalacin

Las cables de la red de baja tensin irn de preferencia directamente enterrada, salvo en loscruces de calle, avenidas o paseos importantes, en las cuales se instalaran en ductos. En lasuniones o empalmes de estos cables no se requerir de la instalacin de puntos de inspeccin.

En redes entubadas se deber instalar una camarilla de inspeccin en cada unin de los cables quese realice, debido a que son stas las que presentan mayor probabilidad de falla en un cable ydada la dificultad que presenta la tubera para reparar el o los conductores afectados por la falta.

En derivaciones a clientes, la instalacin de camarillas de inspeccin beneficia el proceso de cortey reposicin frente a facturas impagas o hurto de energa.

9.4.4. Longitud de Circuitos

La longitud mxima de cada uno de los circuitos depender de la cada de tensin de los cablesempleados para las redes troncales y las derivaciones, la carga mxima a soportar por las redessin hacer modificaciones a la red y de la mxima cada de tensin permitida en los clientesfinales.

Para determinar la longitud mxima de los circuitos se deber emplear el mismo mtodo utilizadoen el caso de las redes areas. Se considerarn los valores indicados en la Tabla 9 como la cadade tensin mximos permitidos en la red subterrnea de BT, la cual deber alcanzarse hasta elfinal del perodo en el cual la red se mantiene inalterada, que a lo menos deber corresponder alfinal del periodo de la segunda etapa de transformacin.

9.4.5. Criterios de Riesgo Tcnico

Los sectores de red, asociados a cada uno de los circuitos del centro de transformacin, podrnentregar respaldo a los circuitos vecinos, pertenecientes al mismo u otro centro detransformacin, de acuerdo a los niveles de calidad de servicio exigidos.

9.4.5.1. Separacin entre circuitos.

Si la red es en tierra se buscar que la distancia entre circuitos paralelos sea aquella que garanticeque la falla en uno de ellos no afecte al vecino. En casos de requerir una distancia muy grande deseparacin entre los conductores, se deber evaluar la conveniencia de intercalar un ladrillo obloque de concreto. Estas distancias debern estar acordes con las legislaciones locales y loscompromisos adquiridos con las dems empresas de servicios.

El agrupamiento de los cables deber ser considerado, una vez definido, para determinar lacapacidad de transporte de los conductores empleados.

9.4.5.2. Regulacin de Tensin

La tensin admitida en los clientes ,conectados a las redes de BT, depende de las legislaciones decada uno de los pases.



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Al igual que para el caso areo, los transformadores permiten absorber mediante Taps las cadasde tensin en la red de MT y las internas del transformador. Por lo tanto, se considerar para elclculo de la longitud de circuitos que los circuitos tienen voltaje nominal en la cabecera (ladoBT del transformador).

Las cadas de tensin en las acometidas son variadas, sin embargo, se considerar, como valorpromedio, que la cada de tensin en estas acometidas ser de 0.5%, debido a las mayoressecciones empleadas.

Los valores mximos de cada de tensin admitidos en las redes subterrneas de BT sern losindicados en la Tabla 9. Estos valores corresponden a descontar 0.5% de los valores de cada detensin mxima admitida en clientes finales ubicados en sectores urbanos.

Estos valores de cada de tensin no podrn alcanzarse mientras la red de baja tensinpermanezca inalterada. El horizonte depender exclusivamente del criterios de planificacinadoptado. Sin embargo, por lo expuesto en el captulo 9.4.1, la cada de tensin en losconductores debern permitir a lo menos un aumento de potencia para el transformador.

Tabla 9: Mxima cada de tensin admisible en redes subterrneas de BT.


-7% -7% -9.5% -7% -4.5% -7.5%

9.4.6. Proteccin

9.4.6.1. Cortocircuitos

Todos los circuitos llevarn proteccin a la salida del centro de transformacin. Esta proteccinpodr ser mediante disyuntores o elementos fusibles.

La proteccin empleada deber ser tal que proteja al conductor aguas abajo frente a uncortocircuito provocado en la red de baja tensin. En ningn caso se instalarn proteccionescontra sobrecargas en los circuitos, debido a la poca coordinacin presente, al proteger contrasobrecargas un transformador, cuando existen ms de 2 circuitos, y por la continua operacin dela red producto del crecimiento no uniforme de los sectores abastecidos por cada centro detransformacin.

En zonas de elevada densidad de carga y con exigencias de calidad de servicio elevadas, sepodrn instalar elementos de proteccin en la red de baja tensin, adicionales a los consideradosen la cabecera del circuito. En caso que sea necesario, estas protecciones sern instaladas en loscambios de seccin de los cables (en las derivaciones), al pasar de la red troncal a lasderivaciones. Se podrn instalar 2 o ms protecciones en las redes, en la medida que existacoordinacin entre estas.

9.4.6.2. Puestas a Tierra

Se instalar un sistema de puesta a tierra en toda cmara de acceso a equipamiento o red de BT yen todo fin de red. El valor de la impedancia de puesta a tierra deber ser lo menor posible ydependern de la legislacin local de cada Empresa.



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Cada vez que las disposiciones constructivas lo permitan, se buscar mantener una continuidadentre las diferentes tierras de neutro de los T/D.

9.5. ACOMETIDA.

La existencia de camarilla en las derivaciones a los clientes beneficia el proceso de corte yreposicin de acometidas (hurto y/o facturas impagas).

9.5.1. Conductores

El tipo de cable a utilizar depender de la acometida que se realice, el valor de la potencia atransmitir y si el consumo es de tipo monofsico o trifsico.

La seleccin de la seccin o calibre del conductor se determinar mediante el criterio indicado enel Anexo 2.

9.5.2. Proteccin

Todo cliente deber llevar una proteccin interna.



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ANEXO 1. CARACTERSTICAS TCNICAS DE LOS CABLES DE BT

Las caractersticas del cable preensamblado de aluminio, preensamblado de cobre y monopolaraislado de cobre, a ser empleados para los efectos de este documento, se indican en las tablasmostradas a continuacin.

Tabla 10: Caractersticas del cable preensamblado de aluminio.

TIPO DE CABLE

Seccin nominal de conductores de fase mm2 16 25 35 50 70 95 150

Seccin nominal de conductor neutro mm2 25 50 50 50 50 50 70

Tensin nominal (V) 600 600 600 600 600 600 600

CONDUCTOR DE FASE

Material del conductor AluminioPuro H19

AluminioPuro H19

AluminioPuro H19

AluminioPuro H19

AluminioPuro H19

AluminioPuro H19

AluminioPuro H19

rea (mm2) 16 25 35 50 70 95 150

Resistencia hmica mxima a 20C 1.763 1.161 0.874 0.607 0.428 0.32 0.227

Corriente admisible, aire 40C (A) 69 83 98 121 150 188 270

Dimetro aislado (mm) 7.42 8.70 10.16 12.11 13.16 14.96 18.98

Tabla 11: Caractersticas del cable preensamblado de cobre.

TIPO DE CABLE/ TYPE OF CABLE

Seccin nominal de conductores de fase mm2 10 16 25 35 70 95 120 185

Seccin nominal de conductor neutro mm2 10 16 25 50 50 50 95 150

Tensin nominal (V) 600 600 600 600 600 600 600 600

CONDUCTOR DE FASE

Material del conductor Cobreblando

Cobreblando

Cobreblando

Cobreblando

Cobreblando

Cobreblando

Cobreblando

Cobreblando

rea (mm2) 10 16 25 35 70 95 120 185

Resistencia hmica mxima a 20C 1.83 1.15 0.718 0.529 0.270 0.195 0.15 0.10

Corriente admisible, aire 40C (A) 66 88 105 124 196 245 312 408

Dimetro aislado (mm) 6.05 7.05 8.3 10.16 13.16 14.96 16.92 19.96



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Tabla 12: Caractersticas del cable monopolar aislado de cobre.

DESCRIPCIN CARACTERSTICAS SOLICITADAS POR SECCIN (mm)

UN. 1,5 2,5 6 10 16 25 35 70 95 120 150 185 240 500 800

Forma y tipo Cobre Cobre Cobre Cobre Cobre Cobre Cobre Cobre Cobre Cobre Cobre Cobre Cobre Cobre Cobre

Dimetro mx mm 1.38 1.78 2.9 3.7 4.5 5.9 7.0 9.9 11.6 13.1 14.3 16.0 18.7 26.4 33.8

Resistenciaelctrica 14.48 8.87 3.08 1.83 1.38 0.727 0.524 0.268 0.193 0.153 0.124 0.099 0.075 0.037 0.022

Intensidad mx.admisible A

(1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1)

Intensidad mx.en emergencia (5second)

A (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1)

Notas:

(1) Intensidad segn IEC 287 para configuracin trifsica horizontal enterrada a 1 m, distancia entre centros de 10cm. Resistividad del terreno 100 C cm / W. Temperatura del terreno de 20 C.



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ANEXO 2. CRITERIO TCNICOECONMICO DE SELECCIN DECONDUCTORES PARA LAS REDES DE BT.

Este apartado propone una metodologa que permita definir las secciones que resultan mseconmicas desde el punto de vista mnimo valor actualizado de costos (VAC), considerando lainversin inicial y los costos de operacin (en condiciones normales de carga) que tienen losconductores a lo largo de un determinado perodo de evaluacin (vida til)

La metodologa propuesta aplica para todos los tipos de conductores y niveles de voltaje en loscuales estos sean empleados, debiendo modificarse las variables en anlisis segn el escenario detensin en el cual sern empleados. Para cada uno de estos escenarios, permite adicionalmentecomparar el beneficio de utilizar diferentes tecnologas de cables.

Por lo tanto, considerando slo los costos de inversin y de operacin de un conductor, estametodologa entrega el tipo de conductor y las secciones que resultan ms rentables en el largoplazo. Cabe destacar, que cualquier beneficio adicional que entregue una determinada tecnologade conductores sobre otro deber ser analizada en forma separada para comparar sus ventajaseconmicas. Sin embargo, para el mismo tipo de conductor puede emplearse esta metodologapara determinar las secciones que resultan ms econmicas para las realidades de cada empresa.

A2.1. CONSIDERACIONES

A continuacin se indican los principales aspectos a tener en cuenta para desarrollar el modelo,los cuales son los que afectan directamente el resultado final de este estudio.

Tasa de crecimiento:

Factor de carga de las prdidas:Relacin entre las prdidas de potencia promedio y las prdidas de potencia mxima.

Factor de carga.

Precio de la energa y la potencia.

Costos de construccin, por tipo de conductor y por kilmetro.

Perodo de evaluacin.

Seccin, ampacidad y resistencia de los conductores.

Tasa de actualizacin.

Los conductores sern operados hasta un porcentaje de su capacidad, que puede ir de 50% a100% de su capacidad trmica. Luego de alcanzar el valor mximo permitido, los conductores semantienen operando bajo esa carga, sin considerar inversiones adicionales para disminuirla o parareemplazar el conductor por otro de mayor seccin.

Se asume una distribucin equivalente trifsica equilibrada

El factor de carga de las prdidas depende de la curva de carga de cada sistema. Por lo tanto, sedeber considerar un factor de carga de las prdidas calculado por cada empresa. Unametodologa prctica de clculo es:



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Determinacin de curva de duracin de demanda

Expresar curva en forma unitaria. Normalizar (dividir cada valor por la demandamxima).

Elevar al cuadrado la magnitud de porcentaje de carga

Determinar el rea bajo la curva de duracin cuadrtica normalizada. Esta reareflejar el factor de carga de las prdidas

Otros mtodos de clculo expresan este factor en funcin del factor de carga (Fc).

La tasa de crecimiento se considera constante durante el perodo de evaluacin de losconductores.

A medida que las redes van alcanzando los valores de corriente trmica del conductor o losvalores de cada de tensin mximas permitidas por legislacin, los circuitos de BT liberan partede la carga, con lo cual, la demanda real de las redes de BT tiene saltos discretos a lo largo deltiempo (ver Ilustracin 1).

Por lo tanto, para ajustar el modelo lo ms posible a la realidad, se debe realizar unasensibilizacin de los resultados respecto de las tasas de crecimiento.

Sin embargo, las redes de BT van cambiando sus niveles de carga a lo largo de los aos, productode la divisin que se hace para la entrada de nuevas redes que permiten bajar la carga del circuitoinical

Ilustracin 1: Demanda real en redes de BT v/s aproximacin mediante crecimiento constante.

A2.2. MODELO

Tomando en cuenta que no existen beneficios adicionales de los conductores, y que se requierede estos para transportar la carga, el modelo contempla un criterio de mnimo Valor Actualizadode Costos (VAC)

Como se mencion anteriormente, los costos de un conductor estn relacionados con la inversininicial necesaria y la operacin durante el periodo de evaluacin que se considere suficiente.

A2.2.1. Costos de Inversin.

Corresponde al costo por kilmetro de instalar una seccin de una determinada tecnologa decable. Se deben considerar, entre otros, costos tales como ferretera, postes, obras civiles y manode obra.

T (aos)

kVA Demanda real

Tasa crec. constante



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Esta definicin permite diferenciar entre secciones y/o tipo de conductores que requieren de altoscostos de montaje para adaptar las redes actuales, sin dejar beneficios adicionales.

Por lo tanto, el costo de inversin ser:

kmInv CC = (1)

donde:

InvC = Costo de la inversin inicial [US$]

kmC = Costo promedio de construccin, para una determinada seccin y tipo deconductor, por unidad de longitud [US$]

La unidad de longitud que se considere puede ser cualquiera, slo se deben tener precaucin enconsiderar tanto los costos de inversin como las prdidas de acuerdo a la base escogida.

A2.2.2. Costos de Operacin.

Corresponde al costo de las prdidas producto de la corriente que transporta el conductor. Estecosto depender exclusivamente del precio de la energa y de la potencia que exista, del factor decarga, del factor de carga de las prdidas y la corriente que transporta el conductor.

El costo de operacin estar dado por la suma de los costos por potencia y por energa:

( ) ( )[ ]8760123 2 += EFPFRIC cpcOper (2)donde:

OperC = Costos de operacin del conductor en el primer ao [US$]

I = Corriente inicial por el conductor [Amperios]

R = Resistencia elctrica del conductor [ohm]

cF = Factor de coincidencia para la potencia.

P = Precio de la potencia [US$]

cpF = Factor de carga de las prdidas.

E = Precio de la energa [US$]

Llevando a valor presente los costos de cada ao y aplicando una tasa de crecimiento constante ala corriente, se tiene finalmente la ecuacin (3).

( )( )ia

N

icpc

ic

Opert

EFPFRt

I

C+

+

+

=

=

1

876012)100

1(*31

2)1(

(3)

donde:



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N = Perodo de evaluacin [aos]

ct = Tasa de crecimiento por ao de la corriente [%]

At = Tasa de actualizacin [%]

La suma de las ecuaciones (1) y (3) entrega el costo final del conductor por unidad de longitud,inversin ms operacin, para una determinada corriente inicial I, segn se indica en la ecuacin(4).

( )( )=

+

+

+

+=N

ii

a

cpcic

kmt

EFPFRt

I

CS1

2)1(

1

8760)100

1(*3

(4)

Dado que se considera que no existen trabajos asociados para la ampliacin de la capacidad detransporte del conductor, se define que si la corriente que transporta alcanza un porcentaje D(definido en forma previa) de la capacidad trmica del conductor, este permanece operando, hastael final del perodo de evaluacin, con una corriente igual a TermID

A2.3. RESULTADOS

Para cada valor de corriente inicial del conductor se obtiene un valor S en US$, que representa elcosto de operar un conductor de una determinada seccin. Si colocamos este valor en un grficode Costos v/s Corriente obtendremos un punto en el grfico.

Determinando, para cada valor de corriente inicial, un costo total para una determina seccin deconductor, obtenemos una curva de costos como se muestra en la Ilustracin 2. Repitiendo esteproceso para cada una de las secciones de un determinado tipo de conductor, obtenemos unacurva de costos como se muestra en la Ilustracin 3.

Ilustracin 2: Curva de costos para una seccin de conductor

US$

CS1

I (A)



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Ilustracin 3: Curva de costos para un grupo de secciones de un conductor

A2.4. CONCLUSIONES

De acuerdo al criterio de mnimo VAC se puede observar que cada seccin tiene un rango decorrientes en los cuales su uso resulta ms rentable en el largo plazo. Por lo tanto, de acuerdo a loque se aprecia del Ilustracin 4, la seccin 1 resulta ms econmico en el rango [ ]aI0 , laseccin 2 en el rango [ ]ba II y la seccin 3 en el rango Ib - hasta su capacidad trmica.

Ilustracin 4: Rango de corrientes ptimo para cada seccin de conductor

La diferencia entre los costos de inversin iniciales determinar la cercana de los puntos inicialesdel grfico y har ms o menos relevante el costo de las prdidas, las cuales junto con la tasa decrecimiento determinan la pendiente que tienen las curvas.

Cabe destacar que el modelo entrega los costos de operacin de los conductores evaluados, eindica cuales son los que durante su ciclo de operacin presentan el mnimo de los valoresactualizados de costos, con lo cual la cantidad de secciones de resultado son variadas. Sinembargo, considerando el dinamismo de las redes de BT, se debe evaluar la alternativa de utilizarslo una seccin para las redes BT, evitando de esa forma los costos asociados a los refuerzos dealgunos tramos de la red, con el beneficio adicional de operar con menores prdidas, encomparacin con el aumento de la inversin inicial en el cable.

US$

CS1

I (A)

CS1CS1

US$

CS1

I (A)

CS1CS1

Ia Ib

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