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  • Diseo de la Lnea de Distribucin Primaria 22,9 kV. Planta Principal de Sulfuros Rio Chili

    Memoria Descriptiva CESEL IngenierosCSL041802-C-MD-65-001 Rev. 0 Marzo 2005

    2 de 12N:\Contratos\041800 FLOUR-SMCV\041802 LT 23 kV\05 Ingeniera de Detalle\Documentos Tecnicos\II- Memoria descriptiva\Rev. 0\CSL041802-C-MD-65-001 Rev. 0.doc

    I N D I C E

    1 GENERALIDADES...........................................................................................................3

    1.1 Introduccin....................................................................................................................3

    1.2 Antecedentes del Proyecto........................................................................................3

    2 CRITERIOS BASICOS DE INGENIERIA.....................................................................3

    2.1 Criterios de diseo elctrico......................................................................................3

    2.1.1 Caractersticas de la lnea..........................................................................................3

    2.1.2 Aislamiento.... .......................................................................................3

    2.1.3 Distancias de seguridad......................................................................................4

    2.2 Criterios de diseo mecnico.. .....................................................................................4

    2.2.1 Condiciones ambientales.... .......................................................... ............................4

    2.2.2 Hiptesis de Clculo mecnico del conductor ...............................................................5

    2.2.3 Esfuerzos de Gobierno en los conductores....................................................................5

    2.2.4 Factores de seguridad.....................................................5

    2.2.5 Distancias de seguridad al terreno....................................................................7

    3. DESCRIPCION DE LA LINEA DE DISTRIBUCION PRIMARIA.....................................7

    3.1 Trazo de Ruta de la Lnea de Distribucin 22,9 kV ........................................................7

    3.2 Longitud y nmero de circuitos ............................................... ......................8

    3.2.1 Lnea de distribucin primaria 22,9 kV...........................................................8

    3.3 Descripcin de las caractersticas bsicas del equipamiento...................................8

    3.3.1 Estructuras ............................................................8

    3.3.2 Conductor de fase......................................9

    3.3.3 Aisladores ........................................................... ....10

    3.3.4 Retenidas y Anclajes.............................................................10

    3.3.5 Cables de Fibra ptica..............................................................11

    3.3.6 Puesta a tierra.............................................................11

    3.3.7 Material de ferretera.............................................................12

    3.4 Cimentaciones de Postes ...............................................................12

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    MEMORIA DESCRIPTIVA

    1. GENERALIDADES

    1.1 Introduccin

    CESEL S.A cumple con presentar a Minera Cerro Verde de acuerdo a los alcances delservicio el informe preliminar del expediente tcnico, de los servicios de consultora para laelaboracin de los estudios de ingeniera a nivel de detalle de la lnea de distribucin primariaen 22,9 kV que suministrar energa elctrica principalmente a las estaciones de bombeodesde las aguas del Ro Chili hacia la nueva planta principal de sulfuros.

    1.2 Antecedentes del Proyecto

    En el mes de Octubre de 2 004 la empresa Sociedad Minera Cerro Verde contrat losservicios de consultora para la elaboracin de los estudios de ingeniera a nivel de detalle dela lnea de distribucin primaria en 22,9 kV.

    El mismo que comprende el desarrollo de un tramo de 3,8 km de doble terna (doble circuito) yun siguiente tramo de simple terna hasta Ro Chili de 7,0 km; asi como las derivaciones desimple circuito a lo largo de la lnea; todos realizados a nivel de detalle:

    Lnea de distribucin primaria 22,9 kV Nueva Planta de sulfuros Ro Chili

    La lnea de distribucin se desarrollar con instalaciones areas, y su objetivo es reemplazar ala lnea existente en 10 kV, la misma que ser desmontada en vista al incremento notable denuevas cargas en las estaciones de bombeo y por otro lado la zona donde esta instaladaactualmente ser ocupada parcialmente por las futuras presas de relaves.

    2. CRITERIOS BASICOS DE INGENIERIA

    2.1 Criterios de diseo elctrico

    2.1.1 Caractersticas de la lnea

    Para el conductor de aleacin de aleacin de aluminio de 350 mm de seccin (700 MCM), setiene una potencia de transmisin de 14 MVA por cada terna (circuito).

    2.1.2 Aislamiento

    Se aprecia cierto nivel de contaminacin a lo largo de la ruta, debido a la presencia deceniza del Volcn Misti en direccin sur-oeste y poca frecuencia de lluvias que provocan lalimpieza natural de los aisladores, razn por la cual en el diseo del aislamiento se tomaren cuenta fundamentalmente el nivel de contaminacin en la zona de acuerdo a la IEC-815,analizando como material los aisladores polimricos.

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    El nivel bsico de aislamiento a considerar ser de 200 kVp mnimo en condicionesestndar.

    Para tal efecto, se ha seleccionado una lnea de fuga especfica de 31 mm/kV, encorrespondencia a las recomendaciones de la Norma IEC 71-2, para contaminacin muysevera.

    2.1.3 Distancias de seguridad

    La distancia mnima fase - tierra para este nivel de tensin de acuerdo al Cdigo Nacional desuministro de Electricidad es de 0,25 m; sin embargo, de acuerdo a la tensin corregida por laaltitud, se ha calculado a 0,29 m. Por tanto, se emplea como distancia fase-tierra: 0,30 m.

    En cuanto a la distancia horizontal entre fases determinada por la flecha en la mitad del vano,se ha calculado aplicando la siguiente expresin de acuerdo al NESC regla 235B-1.b2(Horizontal Clearance between conductors according to Sags) y al Cdigo Nacional deElectricidad del Per, regla 235B.1.b(2):

    Dh = 7,6mm x kV + 8 x (2,12xf ) mm

    Donde:Dh: Distancia horizontal mnima entre fases en mmkV = Mxima Tensin corregida por la altitud.f = flecha mxima para un vano determinado en mm a 25 C.Fh = Factor de correccin por altura (1,23)

    De esto, se ha obtenido que la distancia horizontal mnima entre fases para grandes vanos(340 m) es de 1,50 m, para una flecha de 11,7 m. Adems, de acuerdo a la Norma DIN VDE210, para este mismo vano se obtiene una distancia horizontal minima entre fases igual a 2,53m; por lo que se considera esta ltima principalmente para estructuras biposte, tipo H.

    2.2 Criterios de diseo mecnico

    2.2.1 Condiciones ambientales

    De acuerdo a informacin del SENAMHI, el rea donde se encuentran ubicadas lasinstalaciones, estn expuestas a las siguientes condiciones ambientales.

    Temperatura ambiental:

    Mxima : 24,7CMedia : 16,6C

    Mnima : 3,7CMxima velocidad del viento : 100 km/hHumedad relativa : 60 - 80%Nivel Isocerunico : 15

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    2.2.2 Hiptesis de Clculo mecnico del conductor

    Las Hiptesis para el clculo mecnico son las siguientes:

    1ra Hiptesis: EDS (Tensin media de explotacin)

    Temperatura : 10 C

    Velocidad del viento : nulo

    2da Hiptesis: Mximo Esfuerzo

    Temperatura : 0 CVelocidad del viento : 100 km/hPresin de Viento : 473 Pa

    3 Hiptesis: Flecha Mxima

    Temperatura : 70 C (*)

    Velocidad del viento : nulo

    4 Hiptesis: Temperatura mnima (Flecha Mnima)

    Temperatura : 0 CVelocidad del viento : nulo

    (*) Toma en cuenta el incremento de temperatura equivalente por envejecimiento delconductor (Efecto Creep)

    2.2.3 Esfuerzos de Gobierno en los conductores

    a. Every Day Stress (esfuerzo diario): 3,6 kg/mm

    b. Mximo Esfuerzo:

    El mximo tiro debe ser inferior al 50% de la tensin de rotura del conductor; dado que seest considerando una considerable presin de viento.

    Por tanto, el mximo tiro alcanzado en los conductores para el tramo de simple terna, a unvano de clculo de 130m es 1 895 kg; mientras que para el tramo de doble terna, con unvano de clculo de 90 m, se tiene 1 859 kg.

    2.2.4 Factores de seguridad

    Los factores de seguridad a emplearse para verificar el comportamiento de las estructuras,aisladores y cimentaciones sern:

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    a. Postes y crucetas de Madera, retenidas

    Cargas transversales Viento 1,50Cargas transversales Tensin 1,33Cargas Verticales 1,50Cargas Longitudinales en general 1,10Cargas Longitudinales en los amarres(anclajes) 1,65

    b. Estructuras de concreto armado

    Cargas transversales Viento 2,50Cargas transversales Tensin 1,65Cargas Verticales 1,50Cargas Longitudinales en general 1,00Cargas Longitudinales en los amarres (anclajes) 1,33

    Normas de referencia : Cdigo Nacional de Electricidad Suministro 2001, Tabla253-1 Normas VDE y NESC.

    La interpretacin de las condiciones de las hiptesis mencionadas son las siguientes.

    . Hiptesis Normal : Cuando todos los elementos se encuentran ntegros ytrabajan en condiciones nominales.

    . Hiptesis Excepcional : Cuando se considera la rotura de un conductor en unestado que se presenta la mnima temperatura sin viento(VDE 0210).

    c. Aisladores y accesorios

    A la rotura de partes mecnicas 2,00A la rotura electromecnica de los aisladores 3,00

    Normas de referencia : Cdigo Nacional de Electricidad, Suministro 2001, NormasVDE 210/12.85.

    d. Factores de resistencia para las estructuras, crucetas y retenidas

    Estructuras de madera y concreto armado 0,75Alambre de retenida 0,90

    e. Conductor

    Factor de seguridad: 2Equivalente a una carga mxima de trabajo del 50% tiro de rotura

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    2.2.5 Distancias de seguridad al terreno

    A continuacin se presenta el resumen de distancias de seguridad de la lnea primaria 22,9 kVproyectada, de acuerdo a las Normas de Referencia: Cdigo Nacional de ElectricidadSuministro 2001, Norma VDE 210, NESC y REA Bulletin 62-1 y coordinaciones realizadascon personal de Minera Cerro Verde.

    Terreno no transitado por vehculos 6,50 mCarreteras y paso de vehculos 7,00 mAl cruce de vas de transito pesado o particular de la Mina 12,0 mVas de ferrocarril 9,40 mDistancia a cables de comunicacin fuera de la estructura 2,20 mDistancia a lneas de 10 kV 1,50 mAl cruce de lneas de 138 kV 1,90 mAl cruce de lneas de 220 kV 2,50 m

    3. DESCRIPCION DE LA LINEA DE DISTRIBUCION PRIMARIA

    3.1 Trazo de ruta de la lnea de distribucin area 22,9 kV

    La lnea se inicia en la nueva planta de sulfuros en una celda en 22,9 kV proyectada, y sedesplaza en su recorrido inicial siguiendo casi paralelo al camino carrozable existenteaprovechndose el mismo para el montaje de las estructuras, este camino llega hasta unrecorrido de la lnea de 3,5 km, en este tramo la superficie es accidentada con presencia debolones de roca, y pendiente importante; luego en el siguiente tramo hasta alcanzar laprogresiva de 5,2 km, el trazo tiene caractersticas de topografa bastante accidentada sinacceso carrozable, continuando en forma paralela por un tramo prximo a la carreteraasfalta de acceso da al asiento minero; siendo este de topografa accidentada con piedrasgrandes sueltas en su superficie hasta alcanzar una progresiva de 9,2 km; luego de all,sigue el recorrido de la lnea existente en 10 kV, aprovechndose su derecho de paso oservidumbre; ya que no existe otra forma de cruzar la lnea por la presencia deasentamientos humanos en la zona de llegada de la lnea.

    Finalmente, el trazo de la lnea principal (troncal) llega a las estaciones de bombeo N 1 yN 2 en un rea de propiedad perteneciente a la Sociedad Minera Cerro Verde, ubicada aorillas del ro Chili.

    La poligonal principal del trazo de ruta alcanza una longitud total de 11 kmaproximadamente.

    Existen derivaciones de la Lnea troncal para abastecer de energa elctrica a los pozos debombeo ubicados a lo largo del trazo de ruta; siendo la de mayor longitud e importantedebido a sus cargas, la Derivacin D, en el cual, se emplearn estructuras compactasutilizndose Cables de fibra ptica, tipo ADSS.

    El trazo de la ruta de la lnea de distribucin, motivo del proyecto, se muestra en el plano NCSL041802-C-5260-65K-001 de la relacin de planos que forma parte del proyecto.

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    3.2 Longitud y nmero de circuitos

    3.2.1 Lnea de distribucin primaria 22,9 kV

    La Lnea de distribucin primaria 22,9 kV Planta Principal de Sulfuros Estaciones deBombeo Ro Chili, parte del presente estudio, comprende los siguientes tramos:

    No. de circuitos : Dos (02)Longitud Parcial 1Planta de sulfuros Punto E : 3,80 km

    No. de circuitos : Uno (01)Longitud Parcial 2Punto E Nueva Estacin deBombeo N 1 (Ro Chili) : 7,00 km

    No. de circuitos : Uno (01)Longitud Parcial 3 (Derivacin D)Cerca de Vrtice V7 hasta la carga D3 : 1,50 km

    No. de circuitos : Uno (01)Longitudes Parciales aproximadas(Derivaciones a cargas)Carga C - Estacin meteorolgica : 60 mCarga C1 - Antena deTelecomunicaciones : 800 mCarga E - E1 Cargas deReserva futura : 350 mCarga F2 - Pozos de bombeo : 120 mCarga F1 - Pozos de bombeo : 130 mPunto F1-F - Conexin temporal en 10 kV : 120 m

    3.3 Descripcin de las caractersticas bsicas del equipamiento

    3.3.1 Estructuras

    Se utilizarn los siguientes tipos de estructuras:

    a. Postes de madera de pino amarillo del sur (yellow southern pine), tratados con el sistemavaco - presin, y utilizando como preservantes el pentaclorofenol o sales de cobre.

    Las caractersticas principales de los postes de madera sern:

    Clase : 1 1Longitud : 50 pies 55 piesEsfuerzo de flexin : 8 000 PSI 8 000 PSIMdulo de Elasticidad : 14 700 Mpa 14 700 MPaCarga de rotura : 2 045 kg 2 045 kg

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    Dimetro mnimo en la lnea deEmpotramiento : 364 mm376 mmDimetro mnimo en la punta : 218 mm218 mm

    Excepcionalmente, en casos de cruces sobre carreteras o tuberas de agua, se utilizarnpostes de madera de 70 pies de la misma especie (Pino amarillo del sur).

    Las crucetas de madera a emplear sern de la especie Coastal Douglas Fir, de las siguientesdimensiones: 5x6x10, para empleados en las estructuras Bi-poste (tipo H) y de 4x5x9 paraser empleadas en las estructuras de seccionamiento.

    b. Postes de concreto armado centrifugado (C.A.C.) con las siguientes caractersticas:

    Postes de concreto armado centrifugado (C.A.C.)

    Longitud total (m) 15

    Distancia mnima desde el punto de anclaje del Cable de Guarda OPGWa la cima del poste (m) 0,1

    Distancia vertical entre fases (m) 1,2 1,4Dimetro del agujero superior de puesta a tierra (mm) 25Distancia desde el agujero superior de puesta a tierra hasta la cima delposte (m)

    0,3 0,6

    Dimetro del agujero inferior de puesta a tierra (mm) 25Distancia desde el agujero inferior de puesta a tierra hasta la base delposte (m)

    0,9

    Solo para el cruce del campo deportivo ubicado en el centro poblado de congata, se utilizarndos (2) postes de concreto de 21 m.

    Las Crucetas de concreto sern de tipo simtrica y asimtrica de configuracin tronco- cnicay plana respectivamente; ambos de 2,5 m de longitud, segn se especifica en los planos delproyecto.

    3.3.2 Conductores de fase

    Los conductores de fase para la lnea de distribucin sern de aleacin de aluminio 6201, delas siguientes caractersticas:

    Empleado en la Lnea Principal Usado en Derivaciones C, C1 y D2-D3

    Seccin nominal : 350 mm (700 MCM) 120 mm (250 MCM)Configuracin : 37 x 3,49 mm 19 x 2,91 mmDimetro exterior : 24,45 mm 14,57 mmMasa unitaria : 0,978 kg/m 0,349 kg/mCarga de rotura : 10 417 kg 3 966 kg.

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    3.3.3 Aisladores

    Los aisladores sern del tipo composite de goma de silicn, fabricados de acuerdo a la NormaIEC 1109, ANSI C29.11 y recomendacin IEEE 987 - 1985.

    Sus caractersticas principales son:

    Tipo Line-post Angular - RetencinTensin nominal (fases) 36 kV 36 kVLnea de fuga especifica 31 mm/kV 31 mm/kVDistancia de fuga mnima 915 mm 915 mm

    Nivel Bsico de aislamiento 208 kVp 208 kVpTensin de descarga, bajoFrecuencia industrial, 60 Hz.(Hmedo) 90 kV 90 kV

    Cargas mecnicas:- Vertical (cantilever) 19,5 kN No aplica- Traccin 40,0 kN No aplica- RTL No aplica 60 kN- SML No aplica 120 kN

    Tipo de herrajeExtremo del poste Base metlica Oval-eyeExtremo de la lnea Drop Eye Ball (IEC 16A)

    3.3.4 Retenidas y Anclajes

    Las retenidas y anclajes se instalarn en las estructuras de ngulo, terminal y/o retencin conla finalidad de compensar el efecto de las cargas mecnicas que las estructuras no puedansoportar por s solas.

    El ngulo que forman las retenidas con el eje del poste instalado no ser mayor que 45 para

    estructuras con postes de madera; y 37 para estructuras con postes de concreto. Estosdetalles se muestran en los planos de las Estructuras de soporte de la Lnea de distribucin,que forma parte del proyecto.

    Las caractersticas principales de sus componentes son:

    Cable de alumoweld

    - Dimetro nominal : 9,22 mm- Nmero de alambres : 7- Carga de rotura : 6 364 kg

    Varilla de anclaje : Acero Galvanizado

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    3.3.5 Cables de Fibra ptica

    Los cables de fibra ptica que se emplearn en la Lnea de distribucin primaria 22,9 kV,materia del presente proyecto, sern del tipo OPGW (48 fibras) y ADSS (12 Fibras).

    El principal objetivo de utilizacin para ambos cables de fibra ptica es de comunicacin y/ocontrol; los cuales sern soportados por medio de las Estructuras empleadas en la Lnea dedistribucin; siendo para el Cable de tipo OPGW de carcter secundario, la funcin deproteccin contra descargas atmosfricas, debido al bajo nivel isocerunico que presenta lazona del proyecto.

    Las principales caractersticas de los Cables de Fibra ptica empleados son:

    Tipo de Cable : Cable OPGW Cable ADSS

    Dimetro nominal : 13,2 14,5 mm 14,5 15,5 mmSeccin : 96 - 105 mm2 168 176 mmPeso : 450 - 505 kg/km 175 190 kg/kmCarga rotura nominal : > 7400 kg UTS: 50 kNE (mdulo de elasticidad): : 12500 kg/mm2 1 390 daN/mma (Coeficiente de expansin lineal) : 14 -16 x 10^-6 / C -1,43 x 10^-6 / CRadio curvatura mnimo : < 300 mm < 200 mm(Static Curvature)Nmero total de fibras pticas : 48 12Nmero de unidades Opticas : 2 4 ----Atenuacin para l = 1310 nm (dB/km) < 0,4 < 0,4

    Atenuacin para l = 1550 nm (dB/km) < 0,28 < 0,28Dispersin total para l = 1310 nm (ps/km.nm) < 3,5 < 3,5

    Dispersin total para l = 1550 nm (ps/km.nm) < 20 < 20

    3.3.6 Puesta a tierra

    - Electrodo:

    Material : CobreLongitud : 2,4 m (8')Dimetro : 16 mm (5/8")

    - Conductor de puesta a tierra:

    Material : Cobre recocido cableado (temple blando)Seccin : 35 mm

    - Accesorios de conexin y fijacin.

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    3.3.7 Material de ferretera

    Todos los elementos de fierro y acero, tales como pernos, abrazaderas, y accesorios deaisladores, sern galvanizados en caliente a fin de protegerlos contra la corrosin.Las caractersticas mecnicas de estos elementos han sido definidas sobre la base de lascargas a las que estarn sometidas.

    3.4 Cimentaciones de Postes

    Las cimentaciones de las estructuras con postes de madera se realizarn directamenteenterrados, de acuerdo a la siguiente relacin:

    Altura del poste de madera enterrado bajo suelo = H/10 + 0,6 m.

    Donde:H: Altura total del poste de madera en metros.

    Las cimentaciones para estructuras con postes de concreto se han diseado con bloques deconcreto calculadas de acuerdo al efecto de las cargas aplicadas al poste, debiendoconsiderarse la altura del poste enterrado de 10% de la altura total del poste de concreto(0,1xH).

    Las cimentaciones de los postes madera se han diseado considerando la transmisin delefecto de las cargas sobre la estructura al suelo, las cargas de volteo a travs del rellenolateral al poste y las cargas verticales a travs de una losa de concreto.

    Las caractersticas del relleno sern las indicadas en las especificaciones tcnicas siendo lasms importantes el grado de compactacin que deber ser de 95% del Proctor modificado, encapas de 20 cm de espesor.

    Para la carga vertical se ha verificado la capacidad portante del terreno, resultando el diseouna losa de concreto (Solado) ser de espesor 5 cm y dimensiones indicadas en el plano, detal manera, que pueda resistir la carga vertical y transmitirla al terreno sin superar sucapacidad portante admisible. Esta losa de concreto tendr una resistencia a la compresinde: fc=100 kg/cm2 (10 MPa).

  • Project Code: 041802

    Revision: 0

    Pages: 11

    DESCRIPTIVE MEMOIRCSL041802-C-MD-65-001

    Specialty: Energy

    Project: Design of the 22,9 kV Primary Distribution Line, Sulfide Main Plant Rio Chili Pumping Stations.

    Title: DESCRIPTIVE MEMOIR

    References:

    REVISION CONTROL

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  • Design of the 22,9 kV Overhead Distribution Line, Sulfide Main Plant Rio Chili Pumping Stations

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    INDEX

    1 GENERALITIES ...........................................................................................................3

    1.1 Introduction.....................................................................................................................3

    1.2 Project background .........................................................................................3

    2 BASIC CRITERIA OF ENGINEERING.....................................................................3

    2.1 Electrical design Criteria.........................................................................................3

    2.1.1 Characteristics of the line ..........................................................................................3

    2.1.2 Electrical Insulation..........................................................................................3

    2.1.3 Safety Clearances......................................................................................4

    2.2 Mechanical Design Criteria.........................................................................................4

    2.2.1 Weather conditions.......................................................................................4

    2.2.2 Hipothesis of mechanical calculations for the conductors............................................4

    2.2.3 Governing stress on the conductors.....................................................................5

    2.2.4 Safety Factors..................................................................5

    2.2.5 Safety Clearances to ground.......................................................................6

    3. DESCRIPTION OF THE PRIMARY DISTRIBUTION LINE...............................7

    3.1 Routing of the 22,9 kV Distribution Line........................................................7

    3.2 Length and Number of Circuits...................................................................7

    3.2.1 The 22, 9 kV Primary Distribution Line ..........................................................7

    3.3 Description of the Basic Charasteristics for the Equipment....................8

    3.3.1 Structures .............................................................8

    3.3.2 Phase conductors .....................................9

    3.3.3 Insulators..................................................................9

    3.3.4 Guys and Anchors.........................................................10

    3.3.5 Optical Fiber Cables..............................................................10

    3.3.6 Grounding System.........................................................11

    3.3.7 Hardware Materials............................................................11

    3.4 Pole Foundations...............................................................11

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    DESCRIPTIVE MEMOIR

    1. GENERALITIES

    1.1 Introduction

    CESEL S.A. accomplishes presenting to Minera Cerro Verde in agreement with the scopesof the service, the preliminary report of the whole, technical document related to the servicesof Engineering Consulting for the Detail Engineering Study of the Primary Distribution Linein 22,9 kV that will supply electrical Power, mainly to the pumping stations located from thewaters of river Chili towards the new Sulfide Main Plant.

    1.2 Project background

    In October 2004, the enterprise, Sociedad Minera Cerro Verde, hired the consulting servicesfor the development of the Detail Engineering Studies, for the Overhead Primary DistributionLine in 22,9 kV.

    This study indicates the development of one stretch of 3,8 km. long double circuit Line -and another stretch of single circuit Line towards river Chili valley, of 7,0 km. long.; as wellas branches of single circuit along the line; all made to detail Engineering.

    The 22,9 kV Primary distribution line, New Sulfide Main Plant Rio Chili

    This distribution line will be developed with overhead installations, being their objective toreplace the existing line in 10 kV, the same that wil be dismantled due to the noticeableincrease of new loads in the pumping stations, and on the other hand that area where it isbuilt actually, will be occupied partially by the future dams.

    2. BASIC CRITERIA OF ENGINEERING

    2.1 Electrical design Criteria

    2.1.1 Characteristics of the Line

    For the aluminum alloy conductor of 350 mm2 of section (700 MCM), the transmission poweris of 14 MVA per each circuit of the Line.

    2.1.2 Electrical Insulation

    We can notice a certain level of pollution along the line routing, due to the presence ofresidues ashes - from the Misti volcano, going on a south - west direction, and a littlefrequency of rain, that provoques the natural cleaning of the insulators, being this, the reasonby which in the insulation design, the level of contamination in the area will be taken intoaccount in accordance to IEC-815, analizing as material the polymer insulators.

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    The basic insulation level to be considered will be 200 kVp, as a minimum magnitude instandard conditions.

    To that effect, a specific leakage distance of 31 mm/kV, has been selected, in accordance tothe recommendations of Rule IEC 71 - 2, for extra heavy contamination.

    2.1.3 Safety Clearances

    The minimun Phase - ground distance for this level of voltage in accordance to the NationalCode of Electrical Supply is 0,25 m; however, according to the corrected voltage for altitude,it has been calculated to 0,29 m. Therefore, the phase-ground distance to design is 0,30 m.

    As for the horizontal distance between phases determined by the sag in the middle of span,it will be done executing the following application, in accordance to NESC rule 235B-1.b2(Horizontal clearance between conductors according to Sags), and in accordance to theNational Code of Electricity from Peru, rule 235B.1.b(2):

    Dh = 7,6 mm x kV + 8 x (2,12xf) mm

    Where:Dh = Minimun horizontal distance between phases in mmkV = Maximum voltage corrected by altitudef = Maximum sag for a determined span in mm at 25 CFh = Factor of correction by altitude (1,23)

    From it, has resulted which the minimun horizontal distance between phases for longerspans (340 m) is 1,50 m with a sag of 11,7 m. Also, regarding to DIN Standard VDE 210,with the same span, the minimum horizontal distance beween phases is 2,53 m. So that, it ishas been considering the latter mainly for bi-pole structures, type H.

    2.2 Mechanical Design

    2.2.1 Weather Conditions

    According to the information received by SENAMHI, the area where the facilities are beinginstalled, are exposed to the following environmental conditions:

    Temperature:

    Highest 24,7 CAverage 16,6 CLowest 3,7 CHighest wind speed 100 Km/hRelative humidity 60 80 %Isoceraunical Level 15

    2.2.2 Hipothesis of mechanical calculations for the conductors

    Are the following:

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    1st. Hipothesis : EDS (Every day stress)

    Temperature : 10 CWind speed : Null

    2nd. Hipothesis : Maximun Stress

    Temperature : 0 CWind speed : 100 km/hWind pressure : 473 Pa

    3rd. Hipothesis : Maximum Sag

    Temperature : 70 C (*)Wind Speed : Null

    4th. Hipothesis : Minimum Temperature (Minimum Sag)

    Temperature : 0 CWind Speed : Null

    (*) Takes into acount the increase of temperature due to the aging of the conductor.(Creep effect)

    2.2.3 Governing stress on the conductors

    Everyday stress : 3,6 kg/mm2

    Maximum Stress:

    The maximum strength must be under 50% of the breakage tension on the conductor, giventhe scenario that a considerable wind pressure is being taken into account.

    Therefore, the maximum tension reached on the conductors for the single circuit stretch, fora ruling span of 130 m is 1 895 Kg, whereas for the double circuit stretch, with a ruling spanof 90 m, we will have 1 859 Kg.

    2.2.4 Safety factors

    The safety factors to be employed to verify the performance of the structures, insulators, andfoundations will be:

    a. For the wood Poles and Crossarms, Guys:

    Transverse (wind) loads 1,50Transverse (wire tension) loads 1,33Vertical loads 1,50Longitudinal loads in general 1,10Longitudinal loads at deadends 1,65

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    b. Reinforced concrete Structures:

    Transverse (wind) loads 2,50Transversal (wire tension) loads 1,65Vertical loads 1,50Longitudinal loads in general 1,00Longitudinal loads in deadends 1,33

    In accordance to : National Code of Electricity, Edition 2001, Table 253-1 of VDEStandards, and NESC.

    The interpretation of the conditions in the mentioned hipotheses are the following:

    . Normal Hipothesis : When all the elements/components are working underNormal conditions.

    . Exceptional Hipothesis : When the consideration is the rupture of a conductorin a state in which a minimum temperature withoutwind is present ( VDE 0210 )

    c. Insulators and accesories

    When rupture of mechanical parts 2,00When electro-mechanical rupture of insulators 3,00

    In accordance to : National Code of Electricity, Edition 2001Standards VDE 210 / 12.85

    d. Factors of resistance for the structures, Crossarms and Guys

    Wood and reinforced concrete structures 0,75Guy cable 0,90

    e. Conductor

    Factor of safety : 2Equivalent to a maximum working load of 50% of breakage strength.

    2.2.5 Safety clearances to ground

    Following, you will find the summary of safety clearances for the 22,9 kV Primary DistributionLine projected, in accordance to the standards in reference: National Code of Electricity,2001, standards VDE 210, NESC, and REA bulletin 62-1, and coordinations done withpersonnel of Minera Cerro Verde.

    Terrain not passable by vehicles 6,50 mHighways and vehicle passes 7,00 mTo crossing of height trucks traffic or driveways in the Mine 12,0 mRailroads 9,40 mDistance to communication cables out of the structure 2,20 m

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    Distance to 10 kV lines 1,50 mTo Crossings of 138 kV lines 1,90 mTo Crossings of 220 kV lines 2,50 m

    3. DESCRIPTION OF THE PRIMARY DISTRIBUTION LINE

    3.1 Routing of the 22, 9 kV Overhead Distribution Line

    The line begins in the new main Sulfide Plant in a projected electrical Bay in 22,9 kV, in itsinitial way it goes parallel to an existing dirt track, taking advantage of this situation forerecting the structures, this stretch is 3,5 km. At this stretch, the ground is rocky, with steephills, and important slopes; in the next stretch, which comes to the progressive distance of5,2 km, the topographical outline is accidented, rough, having no access by cars, continuingparallel to a stretch of the paved road that facilitates the access to the mining site, being thisof accidented topographical outline with loose rocky surface until to reach the progressivedistance of 9,2 km. After this point, the line routing continues the existing 10 kV Line routing,using its right of way, because there is no other way to cross that line owing to the settling ofvillages in the area of arrival for the projected line.

    Finally, the route of the main line (Troncal) reaches the pumping stations # 1and 2, in anarea which belongs to Sociedad Minera Cerro Verde, located on the shores of Chili River.

    The main Line Routing Poligonal reaches a longitude of 11 Km. approximately.

    There are branches of this main Line to supply power to the pumping stations located alongthe route, being the longest and mos important, Branch D, in which compact structures willbe used with optical fiber Cable, type ADSS.

    The Routing of the Distribution Line, purpose of the project, is shown in the drawing NCSL041802-C-5260-65K-001 from the set of drawings that conform the project.

    3.2 Length and Number of Circuits

    3.2.1 Primary Distribution Line 22,9 kV

    This future Line has the following stretches:

    Number of Circuits : Two (02)Partial length 1Sulfide Main Plant Vertex E : 3,80 km

    Number of circuits : One (01)Partial length 2Vertex E- New pumping station 1(Rio Chili) : 7,00 km

    Number of circuits : One (01)Partial length 3 (branch D-)Near vertex V7, until the load D3 : 1,50 km

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    Number of circuits : One (01)Approximate partial lengths(derivations to loads)Load C Weather station : 60mLoad C1- Telecommunications antenna : 800 mLoad E-E1 ; Future reserve loads : 350 m

    Load F2 ; Pumping wells : 120 m

    Load F1 ; Pumping wells : 130 m

    Point F1-F: Temporary conection in 10 kV: 120 m

    3.3 Description of the Basic Characteristics of the Equipment

    3.3.1 Structures

    The following types of structures will be used:

    a. Wood Poles of yellow southern pine species, treated with the vacuum-pressure system,using as preservatives: Pentaclorofenol, or copper salts.

    The main characteristics of the wood Poles will be:

    Class : 1 1Longitude : 50 feet 55 feetFlexion Stress : 8 000 PSI 8 000 PSIElasticity Module : 14 700 MPa 14 700 MPaBreaking Load : 2 045 Kg 2 045 KgMinimum Diameteron groundline (mm) : 364 mm 376 mmMinimum diameterat the tip (mm) : 218 mm 218 mm

    Excepcionally, in cases of crossings above highways or water pipeline, wood poles of 70feet long should be used from the same species (Souther yellow pine).

    The wood crossarms for the structures will be of the species Coastal Douglas Fir, with thefollowing dimmenssions: 5 x 6 x 10, to be used in the Bi-pole Structures (type H), and4 x 5 x 9 to be used in the sectioning Structures.

    b. Reinforced concrete Poles (C.A.C.) with the following characteristics:

    Total length (m) 15Minimum distance from the anchorage point of the OPGW Cableto the Tip of the pole (m) 0,1Vertical distance between phases (m) 1,2 1,4Diameter of the upper grounding hole (mm) 25Distance from the upper grounding hole until the tip of the pole (m) 0,3 0,6Diameter of the bottom grounding hole (mm) 25Distance from the bottom grounding hole to the base of the pole (m) 0,9

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    Only for crossing the soccer couch located in Congata town, two reinforced concrete pole of21 m long should be used.

    The concrete crossarms will be of symmetrical, and asymmetrical type with conic-trunk andplain configuration, respectively; both crossarms of 2,5 m long., according to thespecifications of the project drawings.

    3.3.2 Phase conductors

    The phase conductors for the distribution line will be of aluminum alloy 6201, with thefollowing characteristics:

    To be used in the main Line To be used on Branches C, C1 & D2-D3

    Nominal section : 350 square mm (700 MCM ) 120 square mm (250 MCM)

    Configuration : 37 x 3,49 mm 19 x 2,91 mm

    Outer diameter : 24,45 mm 14,57 mm

    Unit Weight : 0,978 kg/m 0,349 kg/m

    Breakage load : 10 417 kg 3 966 kg

    3.3.3 Insulators

    The insulators will be of the composite type, of silicon rubber fabricated in acordance to thestandard IEC 1109, ANSI C29.11, and recommendation IEEE 987 1985

    The principal characteristics of them are:

    Type Line-post Suspensin (Angular-retention)Nominal Voltage(Phases) 36 kV 36 kVSpecific leakage distance = 31 mm/kV = 31 mm/kVMinimum leakage distance = 915 mm = 915 mmBasic insulation level = 208 kVp = 208 kVpWithstand voltage under Industrial frequency, 60 Hz.(wet) = 90 kV = 90 kV

    Mechanical Loads :Vertical (Cantilever) 19,5 kN N/ATraction or compression 40,0 kN N/ARTL N/A 60kNSML N/A 120kN

    End fittings typeStructure end fitting Metallic base Oval-eyeLine end fitting Drop eye Ball (IEC 16A)

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    3.3.4 Guys and Anchors

    These will be installed in the structures of angles, terminal and/or retention, with the purposeof compensating the effect of the mechanical loads that the structures can not bear bythemselves.

    The angle that the Guys form together with the axis of the installed pole will be no more than45 degrees for the wood stuctures and 37 degrees for the concrete ones. These details areshown in the drawings of the supporting structures for the Distribution Line, that conform theset of the project Drawings

    The main characteristics of their components are:

    Alumoweld cable

    - Nominal diameter : 9,22 mm

    - Number of threads : 7

    - Breakage load : 6 364 kg

    Anchor rod : Galvanized steel

    3.3.5 Optical Fiber Cables

    They will be of the type OPGW (48 fibers), and ADSS (12 fibers)

    The main purpose of using these cables is for communication and control; they will besupport by means of the structures used in the 22,9 kV Distribution Line; being for theOPWG Cable, of secondary importance, the function of protection against atmosphericdischarges, due to the low isoceraunic level which presents the site of the project.

    The main characteristics of these cables are:

    Type of Optical Fiber Cable Cable OPGW Cable ADSS

    Nominal diameter 13,2 14,5 mm 14,5 15,5 mmSection 96 105 sq.mm 168 176 sq.mmWeight 450 505 kg/km 175 190 kg/kmNominal rupture Load > 7400 kg UTS : 50kNE(elasticity module) 12500 kg/sq.mm 1 390 daN/sq.mmLinear expansion 14 - 16x10^-6/ C -1,43x10^-6/ CMinimum curvature Ratio

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    3.3.6 Grounding System

    Ground Rod:

    Material : CopperLength : 2,4 m (8)Diameter : 16 mm (5/8)

    Grounding Conductor

    Material : Wired bare copper conductor (Soft core)Cross section : 35 sq.mm

    Accesories of connection and fixing:

    3.3.7 Hardware Materials

    All the components be made of iron and steel, such as the bolts, clamps, and theaccessories for the insulators, will be galvanized in order to protect them against corrosion.The mechanical characteristics of these elements have been defined based on themechanical loads to which they will be applied.

    3.4 Pole Foundations

    The foundations for the structures with wood Poles will be directly buried, in accordance tothe following equation:

    Height of wood Pole buried under ground = H/10 + 0,6 m.

    Where:H: total height of wood Poles, in meters.

    The foundations for the structures with reinforced concrete poles have been designed withconcrete blocks, calculated to the effect of the mechanical loads applied to the poles, takinginto consideration the height of the buried pole of 10% of the total height of the pole (0,1xH).

    The foundations for wood poles structures have been designed considering the transmissionof the effect of the mechanical loads upon the structure in the ground, the loads around thepole and the vertical loads through the concrete bearing base.

    The characteristics of the backfillings will be indicated in the technical specifications beingthe most important the magnitude of compacting, which should be 95% of the modifiedProctor, in layers of 20 cm of thickness.

    For vertical loads, the mechanical capacity of the soil has been verified, resulting in thedesign of a concrete bearing base of 5 cm (2) of thickness and the dimenssions indicated inthe drawings, in such a way that it can withstand the vertical load and transmit it to the soilwithout passing its admissible bearing capacity. This concrete bearing base will have aresistance to compression of fc=100 kg/sq.cm (10 MPa).