Tesis Diseño y Transmicion

35
UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLÓGICA DE LIMA SUR FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELECTRICA “DISEÑO DE LINEAS DE TRANSMISION Y DISTRIBUCION DE ENERGIA ELECTRICA RURAL SIN RIESGOS DE SEGURIDAD DEBIDO A CORRIENTES Y TENSIONES INDUCIDAS EN LÍNEAS DE ALTA TENSIÓN” TESIS DE GRADO PREVIA A LA OBTENCION DEL TITULO DE: INGENIERO MECANICO ELECTRICO PRESENTADO POR: TELLO RAMOS FREDY CESAR

description

DISEÑO DE LINEAS DE TRANSMISION Y DISTRIBUCION DE ENERGIA ELECTRICA RURAL SIN RIESGOS DE SEGURIDAD DEBIDO A CORRIENTES Y TENSIONES INDUCIDAS EN LÍNEAS DE ALTA TENSIÓN

Transcript of Tesis Diseño y Transmicion

Page 1: Tesis Diseño y Transmicion

UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLÓGICA DE LIMA SUR

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELECTRICA

“DISEÑO DE LINEAS DE TRANSMISION Y DISTRIBUCION DE ENERGIA ELECTRICA RURAL SIN RIESGOS DE SEGURIDAD DEBIDO A CORRIENTES Y TENSIONES

INDUCIDAS EN LÍNEAS DE ALTA TENSIÓN”

TESIS DE GRADOPREVIA A LA OBTENCION DEL TITULO DE:

INGENIERO MECANICO ELECTRICOPRESENTADO POR:

TELLO RAMOS FREDY CESAR

LIMA 2015

Page 2: Tesis Diseño y Transmicion

AGRADECIMIENTOS

A los Ingenieros y docentes

Por su valioso aporte y

Colaboración en la elaboración de este trabajo.

A mis familiares por

El constante apoyo en pro

De mi desarrollo profesional.

i

Page 3: Tesis Diseño y Transmicion

DEDICATORIA

A mis padres y hermanos

Por sus esfuerzos a lograr el

Desarrollo profesional de mi persona.

A GRESE H. por el constante apoyo

A la realización de este proyecto

ii

Page 4: Tesis Diseño y Transmicion

RESUMEN

LA PRESENTE INVESTIGACION ESTA DIRECCIONADA A LA SOLUCION DE UNA PARTE DE LOS PROBLEMAS DE DISEÑO DE LINEAS TRANSMISION Y DISTRIBUCION

ELECTRICA RURAL Y LOS RIESGO DE SEGURIDAD QUE SE PRESENTA EN LA PRE-POST ELECTRIFICACION .

EL PRESENTE TRABAJO TRATA DE CONCIENTIZAR A LAS EMPRESAS, TRABAJADORES Y PERSONAS EN GENERAL SOBRE LOS PELIGROS EXISTENTES EN LAS

ESTRUCTURAS E INSTALACIONES DE LÍNEAS DE ALTA TENSIÓN POR FENÓMENOS DE VOLTAJES Y CORRIENTES INDUCIDAS.

iii

Page 5: Tesis Diseño y Transmicion

ABSTRACT

THIS RESEARCH IS DIRECTED TO THE SOLUTION OF PART OF ELECTRIFICATION PROBLEM PRESENTED AT THE UNIVERSITY USING WIND POWER GENERATOR TO

MOVE WHICH TRANSFORM THE MECHANICAL ENERGY IN ELECTRIC.

iv

Page 6: Tesis Diseño y Transmicion

RELACION DE FIGURAS

Figura 1. Partes del Brazo Excavador. ………………………….. pág.12Figura 2. Rango de trabajo del Brazo Excavador……………………… pág.15Figura 3. Fuerza F al recoger la carga y Reacciones………………….. pág.16Figura 4. Mantenimiento Correctivo…………………………………… pág.20Figura 5. Mantenimiento Predictivo…………………………………… pág.21Figura 6. Mantenimiento Preventivo………………………………….. pág.21Figura 7. Plan de Mantenimiento……………………………………… pág.22Figura 8. Mejoras en el Mantenimiento……………….…………… pág.28Figura 9. Desmontaje para Mantenimiento Preventivo…………… pág.29Figura 10. Analizadores de trazas de presión de cilindros…..…… pág.30

v

Page 7: Tesis Diseño y Transmicion

RELACION DE TABLAS

TABLA DE DIMENSIONES DEL BRAZO………………………………….…….pág.17

vi

Page 8: Tesis Diseño y Transmicion

INTRODUCCIÓN

En el presente proyecto seremos muy específicos en cómo diseñar líneas de transmisión y distribución de energía eléctrica rural sin riesgos de seguridad debido a corrientes y tensiones inducidas en líneas de alta tensión y puntos críticos que se dan siempre en la red eléctrica; mediante un software moderno donde podemos diseñar rápidamente y fácil cumpliendo con todas las normativas estandarizadas.

En el proyecto UTILIZAREMOS, NORMAS DEL CNE, libros, conceptos propios y mi experiencia de trabajo con el software que llevo un años en dicha labor y conceptos de ingenieros de la universidad.

Las empresas se han modernizado cada vez más en todos los ámbitos, el servicio eléctrico es mucho más eficiente y en constante mejora, ya no es extraño que en una localidad todos tengan suministro eléctrico, o de cada 10 familias, 9 tengan computadora, hemos llegado a un punto donde vivir sin energía eléctrica es inviable[1].

Desafortunadamente, con el progreso de la energía eléctrica, también se pudo apreciar que los accidentes eléctricos aumentaban, que ya no se limitaban a tan solo el contacto involuntario o una mala instalación, los accidentes eléctricos, si bien es cierto, seguían siendo muy impactantes, evolucionaron en complejidad, tanto así, que sin la necesidad de tocar algún equipo energizado, con tan solo estar cerca del equipo, una instalación o persona, podrían sufrir una descarga eléctrica [2].

Este fenómeno se conoce como inducción [3] y lo presentan todos los equipos que usan electricidad, dependiendo de la magnitud de electricidad que maneje puede llegar a ser peligroso o no.

En líneas de alta tensión las magnitudes de corriente y voltaje son muy elevadas incrementando el riesgo de recibir una descarga eléctrica por inducción.Debido a esto es sumamente importante conocer los alcances de este tipo de riesgo, así como también las acciones a tomar para mitigar y controlar los eventos relacionados a este fenómeno. [4]

1

Page 9: Tesis Diseño y Transmicion

CAP I: MARCO TEORICO

1) Inducción Magnética

Este fenómeno físico, se origina cuando el conductor corta las líneas de fuerza magnéticas del imán,  lo que provoca que las cargas eléctricas contenidas en el metal del alambre de cobre, se pongan en movimiento creando un flujo de corriente eléctrica. Es preciso aclarar que el fenómeno de inducción magnética sólo se produce cada vez que movemos el conductor a través de las líneas de fuerza magnética.

2) Inducción Electromagnética

La inducción electromagnética es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz (f.e.m. o voltaje) en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable, o bien en un medio móvil respecto a un campo magnético estático.

Es así que, cuando dicho cuerpo es un conductor, se produce una corriente inducida. Este fenómeno fue descubierto por Michael Faraday quien lo expresó indicando que la magnitud del voltaje inducido es proporcional a la variación del flujo magnético (Ley de Faraday).Por otra parte, Heinrich Lenz comprobó que la corriente debida a la f.e.m. inducida se opone al cambio de flujo magnético, de forma tal que la corriente tiende a mantener el flujo. Esto es válido tanto para el caso en que la intensidad del flujo varíe, o que el cuerpo conductor se mueva respecto de él. [2]

3) Campos eléctricos y magnéticos

En torno a cualquier instalación eléctrica de potencia existen campos eléctricos y magnéticos de frecuencia industrial, provocados por la presencia de voltajes y corrientes. Los campos eléctricos dependen sólo de los voltajes, los campos magnéticos dependen sólo de las corrientes y los valores observados son respectivamente propio.

Conductores de alta tensión:

-Barras de alta tensión y circuitos de alta tensión-Circuitos primarios de transformadores de medida -Capacitancias parásitas que a tierra, por ejemplo de transformadores de medida y bushings-Malla de puesta a tierra y todas las conexiones a tierra de equiproporcionales.

Conductores de baja tensión:

-Circuitos de potencia auxiliar-Circuitos secundarios de transformadores para instrumentos-Circuitos de instrumentación y comunicación

2

Page 10: Tesis Diseño y Transmicion

Junto con los equipos propios de maniobra en alta tensión, estas dos clases de conductores coexisten formando una estructura tridimensional mixta, compuesta por los circuitos de Alta Tensión y circuitos auxiliares. Cualquier alteración que ocurra en Alta Tensión provoca un transitorio de campo electromagnético en su vecindad, y los circuitos de baja tensión inmersos en este campo se encontrarán, por este efecto, también sometidos a transitorios eléctricos que perturban su régimen normal de operación. Este efecto recibe el nombre de Interferencia Electromagnética. [3]

4) La Interferencia Electromagnética

Afecta a una línea de transmisión asociada a un equipo terminal (protección, control o monitoreo), es cualquier perturbación eléctrica de origen interno o externo que impide la correcta transmisión deseada y que puede producir mal funcionamiento o destrucción de partes de equipos sensibles conectados a tal línea.La exposición del sistema auxiliar a la interferencia está relacionada con el medio electromagnético circundante. El grado de interferencia, a su vez, está relacionado con las características de la fuente que la origina, la naturaleza del acoplamiento y la sensibilidad del equipo electrónico afectado. [4]

Las fronteras del sistema auxiliar para la penetración de la interferencia pueden ser:

a) Líneas de alimentación del sistema auxiliar.b) Líneas de entrada de señal.c) Líneas de salida de señal.d) Carcasas o gabinetes de los equipos.

5) Fenómenos de Inducción por Campo Eléctrico

Cuando un conductor A es mantenido a un potencial referido al potencial cero (tierra), estará rodeado por un campo eléctrico. Si se introduce otro conductor B aislado de tierra en este campo eléctrico, alcanzará un potencial que dependerá de su tamaño y de su posición en el campo; si el potencial del conductor A es variable, entonces el conductor B adquirirá un potencial variable. Este acoplamiento por medio de un campo eléctrico se conoce como acoplamiento capacitivo. [5]

6) Las cargas desplazadas por el campo eléctrico

Crean su propio campo, que se superpone al original; esta superposición es lo que altera el campo total en la vecindad del objeto, constituyendo el campo eléctrico perturbado. La intensidad de este campo varía localmente con el radio de curvatura del objeto perturbador. Es esencial distinguir la intensidad de un campo eléctrico no perturbado y la intensidad del campo eléctrico existente después de la incorporación del objeto. [6]

3

Page 11: Tesis Diseño y Transmicion

7) Mitigación

Para reducir la interferencia electromagnética sobre un equipo, el equipo se ha de disponer de modo que el acoplamiento entre la fuente del campo magnético y las conexiones que llevan la señal sea cancelado o reducido a un valor mínimo; lo primero puede lograrse asegurando que los dos conductores que conectan la fuente al instrumento sigan un camino idéntico; lo último puede conseguirse asegurando que los conductores que llevan señales están lejos de cualquier fuente de flujo magnético. [7]

Para mitigar el efecto puede utilizarse uno de los métodos siguientes:

a) Empleo de Pantalla conductora. La disposición de una gruesa lámina conductora alrededor del componente o cable a apantallar hace que el flujo magnético que penetra en la lámina induzca corrientes, las cuales producen un flujo magnético que se opone al campo aplicado. La idea básica es interponer una barrera de material conductor entre la fuente de campo y el circuito sensible. La efectividad de un blindaje depende, además, de la frecuencia del campo interferente. Las ondas electromagnéticas de alta frecuencia que impactan a una superficie metálica inducen corrientes superficiales que no logran penetrar en la pantalla. En cambio, las ondas de baja frecuencia inducen corrientes que tienden a penetrar una mayor profundidad en la pantalla. Este fenómeno se denomina Efecto Pelicular o Efecto Skin, y está definido por la profundidad de penetración de estas corrientes.

b) Empleo de Pantalla magnética. La disposición de un camino de elevada permeabilidad alrededor del componente a apantallar hace que el flujo magnético del campo interferente se desvíe por la pantalla lejos del componente. Nótese que el grosor de la pantalla requerida tanto en b) como en c) será función de la frecuencia y de la atenuación deseada.

c) Trenzado de conductores. Emplear pares de conductores trenzados en el circuito sensible. Si las corrientes son iguales y de sentido opuesto, la disposición en "doble hélice" del par trenzado permite anular la difusión de campos electromagnéticos indeseables sobre el ambiente. Note que el acoplamiento capacitivo puede manifestarse aun cuando se emplee par trenzado, de modo que la mejor práctica es ubicarlos tan cerca del conductor de tierra como sea posible.

8) Diferencia de potencialSe refiere a la diferencia de potencial entre este punto y algún otro donde el potencial se defina como cero.Riesgo, es la vulnerabilidad de "bienes jurídicos protegidos" ante un posible o potencial perjuicio o daño para las personas y cosas, particularmente, para el medio ambiente.

Aclaración del significado: Cuanto mayor es la vulnerabilidad mayor es el riesgo (e inversamente), pero cuanto más factible es el perjuicio o daño mayor es el peligro (e inversamente). [8]

4

Page 12: Tesis Diseño y Transmicion

9) RED LIN 2.1

REDLIN es un software para ingeniería eléctrica especialmente desarrollado para el diseño de líneas de transmisión y distribución (Líneas Primarias).

Cuenta con una interfaz moderna, fácil y rápida de aprender. Usa un concepto de diseño por capas que permite separar la edición de la

topografía del terreno de la topología de la red eléctrica (líneas, postes, torres, retenidas, puestas a tierra, etc.).

La base de datos numérica (especificaciones/suministros) y gráfica (simbologías para planos, rotulaciones, logotipos de su empresa o cliente, etc.) es totalmente personalizable y adaptable a cualquier normativa internacional o local.

Proporciona resultados en tiempo real de los cálculos mecánicos, distancias de seguridad, así como reportes detallados de cálculos mecánicos, metrados, planillas de estructuras y planos cortados automáticamente.

Los reportes se exportan en formato MS-Excel y DXF-Autocad, lo cual permite su rápida post-edición y/o enlace con otras aplicaciones de su empresa.

10) REDCAD 2.5

Es un software para ingeniería eléctrica especialmente desarrollado para el diseño de redes de distribución de energía eléctrica de media y baja tensión (Redes Primarias y Secundarias).

"La fácil y amigable interfaz de REDCAD permite trabajar de forma conjunta las redes de media y baja tensión mediante el uso de capas y proveyendo de poderosas herramientas de ayuda que permitirán al ingeniero agilizar los diseños de redes, además proporciona reportes totalmente automatizados de planillas, metrados y planos que optimizan los recursos de ingeniero y dibujante".

11) TOPOMAGIC 2.0

TOPOMAGIC es un software para la edición y procesamiento de la topografía.

Cuenta con una interfaz moderna, fácil y rápida de aprender. Cree catastros, curvas de nivel o cortes de terreno con los puntos capturados desde

una estación total, GPS navegador o GPS Diferencial. Capture elevaciones de google earth para crear curvas de nivel o perfiles

topográficos.

Perfiles Topográficos

A partir de los datos obtenidos de la estación total o GPS diferencial podrá crear múltiples poligonales en vista planta y obtener rápidamente los perfiles topográficos correspondientes: Ideal para crear perfiles topográficos precisos para rutas de líneas eléctricas.

A partir de las rutas definidas en su GPS (poligonales definidas vértice a vértice) puede auto-rellenar el perfil topográfico con las elevaciones capturadas desde google earth: Ideal para crear perfiles topográficos sin que un profesional viaje a campo y pueda ser utilizado en estimaciones de presupuestos.

5

Page 13: Tesis Diseño y Transmicion

12) Tendido de conductores

Estudio previo del tramo a tender

Antes de comenzar el tendido de los cables se debe realizar un estudio del tramo de la línea a tender donde se debe considerar lo siguiente:

Realizar un recorrido del tramo involucrado, para conocer los posibles inconvenientes al momento de ejecutar el tendido y poder realizar las consideraciones necesarias y evitar a su vez las improvisaciones, dentro de estos inconvenientes se encuentran: cruces de caminos, cruce con líneas existentes, cruce de ferrocarriles, correas transportadoras, etc.

Definir los lugares adecuados en cada extremo del tramo para la ubicación de huinche y freno, el lugar donde se instalará el freno debe contar con espacio suficiente para poder realizar todas las maniobras, como ubicación de carretes, espacio para carga y descarga de carretes, alejamiento de la estructuras de anclaje para evitar así sobreesfuerzos en la cruceta donde se encuentra instalada la polea de la fase a tender.

13) Tolerancias de montaje de estructuras para líneas de transmisión

Rotación

En toda estructura, el eje transversal de una sección horizontal a cualquier altura, no deberá quedar con una desviación rotacional mayor que 25º de grado centesimal con respecto a su posición teórica, esto también es aplicable a las crucetas que conforman la estructura.

Verticalidad

Ningún punto de la estructura tendrá un desaplome superior a 1/500 de su altura, sin una torre tiene patas de diferente longitud, su altura se obtendrá promediando las alturas obtenidas con la pata más alta y las más baja.

Rectitud

Cada elemento de la estructura deberá quedar recto dentro de una tolerancia de0.2 % de la longitud de cualquier trozo medido.Todas estas tolerancias serán comparas con los valores reales, una vez terminada la torre y previo al montaje de los conductores.

Las crucetas, torres o elementos de éstos donde se prevea que durante el tendido se podrían producir desequilibrios en los esfuerzos serán convenientemente venteados o arriostrados.

6

Page 14: Tesis Diseño y Transmicion

14) Templado y engrampado de conductores y cables de guardia

Templado de conductores y cable de guardia

Previo al templado, se procede a comprimir la grampa de anclaje con el conductor en uno de los extremos del tramo involucrado, una vez realizada esta tarea se debe unir la grampa a la cadena de aisladores correspondiente, como ya se tiene afianzado un extremo del conductor a la estructura se procederá a tensar el conductor para llevarlo a su posición final y afianzarlo mediante las grampas respectivas a la cadena de aisladores en el resto de los apoyos.

Métodos de templados de conductores

En general, el templado de conductores y cable de guardia se ejecuta por medio topográfico, pero existen situaciones en que es imposible usar este método y se debe buscar otra solución, como es el método de percusión o por medio de niveletas.

a) Método topográfico

El topógrafo deberá instalar el equipo lo más alejado posible de la línea, en sentido transversal a ésta y procederá a tomar las lecturas e indicar si es necesario tensar más los cables o reducir esta tensión hasta llegar a los valores establecidos en las tablas de temple de acuerdo la temperatura ambiente.

b) Método de niveletas

Este método consiste en colocar listones horizontales en puntos debajo de los apoyos del conductor en el vano donde se controlará la flecha, la ubicación de los listones se obtendrá a partir de distancias conocidas de los listones desde cada apoyo de los conductores.

La medición se hace mirando sobre los listones en el sentido de la línea, como indica la línea de trazos de la figura, con lo cual se puede comprobar que la flecha es la correcta cuando su punto más bajo queda rozando la visual sobre las niveletas.

Figura 2: templado con el metodo de niveletas

c) Método por percusión

El método de medición del templado por percusión consiste en medir el tiempo que demora en ir y volver una onda entre dos estructuras. La flecha correspondiente se calcula por la siguiente fórmula:

F = 0,306 x t2, en que t es el tiempo de una percusión expresada en segundos

7

Page 15: Tesis Diseño y Transmicion

La comprobación del templado debe hacerse en 2 vanos, cuidando que uno de ellos corresponda a una de las luces mayores y el otro a una de tipo medio y evitando que sean luces inmediatas a los anclajes.

Para producir las oscilaciones se amarra un cable que no ocasione daños al conductor y se procede a jalar fuertemente el cable para inducir oscilaciones al conductor. El tiempo debe ser medido con un cronometro con precisión de una centésima de segundo. Además debe controlarse la temperatura ambiente en el momento en se ejecuta la operación.

Engrampado de Suspensión

Como ya se tiene el conductor afianzado a las estructuras de anclaje en sus dos extremos, se procede a realizar la fijación en los apoyos de soporte, esto se hará de acuerdo a los siguientes pasos:

Al igual que el caso anterior se debe proveer de elementos de seguridad a los operarios implicados en la maniobra, cuerdas de vida, escalas linieras tipo balancín, para poder realizar los trabajos, la inclusión de escalas en esta maniobra se debe a que el o los operarios deberán desplazarse desde la cruceta de la estructura, por debajo de los aisladores, para desenganchar el conductor de la polea y llevarlo hasta la cadena para fijarlo con la grampa de suspensión.

Antes de ejecutar cualquier movimiento en el conductor se deberá marcar en punto centro de contacto de éste con la polea, ya que es ese el punto medio de colocación de la grampa de suspensión.

Una vez finalizadas las tareas descritas en los puntos anteriores se procederá a fijar la grampa al conductor, con los aprietes especificados por el fabricante y conectarla a la cadena de aisladores, en este momento se da por finalizada la maniobra de engrampado de conductores en estructura de suspensión.

El resto de fases del o los circuitos se deberán ejecutar de la misma manera, y una vez finalizada las faenas en una estructura se deberán retirar todos los equipos, herramientas, elementos de bloqueo, etc., para así evitar caídas innecesarias del sistema una vez energizada la línea.

8

Page 16: Tesis Diseño y Transmicion

Artículo de Revista

Risk based opportunistic maintenance model for complex mechanical systems

La esencia del Sistema mecánico puede ser considerada como un sistema abierto.

Las diferentes partes del sistema presentan diferentes modos de falla, las cuales se

propagan en diferentes trayectorias, por eso la importancia del mantenimiento

preventivo, para evitar los gastos de un mantenimiento correctivo, para lo cual se

debe implantar una buena estrategia.

El propone un modelo de riesgo de fracaso de mantenimiento oportuno basando

nuevos riesgos (RBOM) el cual busca las fallas individuales, como una oportunidad

de defensa predictiva contra el fracaso para otros componentes, lo cual evitara que

se generen gastos por mantenimientos correctivos que se pudieron evitar a tiempo.

9

Page 17: Tesis Diseño y Transmicion

CAP II: METODOLOGIAIntroducción

En este capítulo se entregará información al lector, en forma general, de cómo debe enfrentarse a trabajos de construcción de líneas de transmisión eléctrica, esto se refiere a las obras civiles, montaje y tendido de conductores. Es necesario complementar este manual con las actividades anexas a la construcción propia de la línea, tales como, construcción de caminos de acceso a la faena y la franja de servidumbre que ocupará el trazado de la línea, lo anteriormente expuesto se llevaráa cabo por medio de una metodología basado en procedimientos utilizados en faenas de esta naturaleza.

Convenios y relaciones con propietarios y terceros afectados durante trabajos de construcción de líneas de transmisión

El alcance que se busca al incluir este tema en esta memoria, es informar sobre las relaciones que debe mantener el contratista con los propietarios de los predios afectados por la ejecución de las obras del contrato y el uso de los derechos y servidumbres adquiridos por la empresa dueña de línea u otorgada a ella por la legislación vigente.

Durante la ejecución de los trabajos de construcción de la línea y cuando se deban intervenir otras líneas de propiedad de terceros, cruces de caminos públicos o particulares, vías férreas, líneas de tensiones menores, líneas telefónicas, el contratista deberá solicitar permiso para intervenir en ellas y acordar las fechas y horarios en que podrán realizarse los trabajos, para de esta manera, minimizar perjuicios a los propietarios o usuarios de estos servicios.

Caminos de accesos a líneas de transmisión

Todos los caminos de acceso, tanto a la línea como a las torres, serán de responsabilidad del contratista, por lo que deberá tener todos los permisos necesarios para la ejecución de ellos y la aprobación de la Inspección. Estos caminos podrán derivar tanto de la carretera, caminos de interiores de uso público o privado.

También se debe tener la precaución de que la construcción de estos caminos no signifiquen un riesgo a la estabilidad de la torres, producto de la erosión del suelo por el escurrimiento de las aguas superficiales, sobre todo si éstas están ubicadas enladeras.

10

Page 18: Tesis Diseño y Transmicion

Replanteo topográfico

La topografía abarca un conjunto de técnicas de las cuales sólo algunas son utilizadas para el replanteo en una obra de ingeniería, en mucho de los casos estas técnicas son generalmente sencillas, pero no quita que se apliquen con el máximo rigor científico, puesto que el resultado incidirá en gran medida en el posicionamiento final de los diversos elementos geométricos proyectados. La experiencia profesión ha enseñado que un replanteo mal ejecutado y erróneo puede afectar tanto en el costo económico, como retrasar la ejecución normal y menguar la calidad final de las obras.

Para realizar un trabajo de replanteo es necesario utilizar varios tipos de instrumentos, dependiendo de los trabajos a realizar y de la precisión que estos demanden, variará la tecnología que se utilice, entre los instrumentos más conocidos para la medición angular se encuentra el taquímetro; para las medidas lineales los más conocidos son las huinchas métricas y los distanció metros.

También queremos mencionar algunas variables que pueden alterar los trabajos en un replanteo, como la escala de los planos bases, errores en los acotamientos en estos, la calidad de impresión de los planos, características topográficas del terreno, el mal uso de los instrumentos disponibles y errores de lectura y transcripción de datos, por lo que es de vital importancia ante cualquier duda revisar bien la información con la que se cuenta, para evitar pérdidas de tiempo y costos innecesarios.

En esta parte utilizaremos el programa de topomagic y red lin

1. PRIMERO HACES EL TRAZADO DE RUTAS DE LÍNEA Y CORTE EN VISTA PERFIL

Aprendiendo a definir a cargar puntos de topografía a partir de una estación total o GPS.

Aprendiendo a definir múltiples rutas de líneas a partir de los puntos obtenidos.

Aprendiendo a definir de múltiples rutas de línea en Google Earth e importación de un archivo KML al TOPOMAGIC.

Herramienta de auto-relleno del perfil topográfico de múltiples rutas de línea con las elevaciones obtenidas en Google Earth.

Herramientas de exportación de la topografía de rutas de línea al software REDLIN, para luego continuar con el diseño de las líneas de transmisión.

2. CARGANDO LOS DATOS DE TOPOGRAFÍA

11

Page 19: Tesis Diseño y Transmicion

Carga de datos de un perfil topográfico simple de una ruta de línea eléctrica (desde el formato TPG).

Carga de datos de múltiples derivaciones simultáneamente (vértices y perfiles topográficos de rutas de línea) desde un archivo Excel.

Georreferenciado la data topográfica en coordenadas UTM.

Carga de la data de topografía desde TOPOMAGIC.

3. USO DE LA INTERFAZ DE DISEÑO

Uso de la interfaz para seleccionar, mover, insertar, eliminar, estructuras, conductores, armados, etc. Muestra en tiempo real como cambia la ubicación de líneas estructuras, tanto en vista planta como en vista Perfil.

Uso de la herramienta Imán para distribución en vista planta y perfil (similar al OSNAP de Autocad).

Usando el Diseño por capas:

o Uso de la capa de Vista Planta: para visualizar rutas de línea, y editar estructuras y líneas.

o Uso de la capa de Vista Perfil: para visualizar perfiles topográficos, ángulos topográficos, edición de la distribución de estructuras, visualización de catenarias de conductores, DMS (Distancias mínimas de seguridad) al terreno en tiempo de diseño, etc.

Uso del Panel Explorador para la selección de derivaciones/rutas de línea: Permite trabajar con múltiples derivaciones/rutas de línea en un solo diseño o archivo, además permite conectar las rutas entre si para formar una red, permite seleccionar la derivación y perfil topográfico actual con el que se va a trabajar y esto se puede complementar con la capa de vista perfil y vista planta para intercambiar rápidamente de una derivación/ruta de línea a otra. Esta opción es bastante útil en electrificación rural ya que estos proyectos cuentan con varias líneas primarias en un solo proyecto.

Uso del Panel de datos de tramo (vano) y estructuras: Aquí se personalizará los datos variables por estructura ( ejm: Tipo de conductor, coordenadas UTM, Templado del conductor, etc.)

4. USO DE LAS HERRAMIENTAS DE DISEÑO

12

Page 20: Tesis Diseño y Transmicion

Herramienta Imán para autoselección de vértices y estructuras, que facilitan el mover, insertar y eliminar estructuras en vista planta y perfil.

Herramienta para la traslación de coordenadas de cada derivación. Traslada una derivación (incluyendo su perfil topográfico asociado) desde un punto de origen (en coordenadas UTM) a un punto destino. Útil para trasladar una distribución de estructuras en caso la topografía sobre la cual se trabajó inicialmente no estuvo bien georreferenciada.

Pan (Herramienta de paneo).

Zoom en Tiempo real con rueda del ratón.

Zoom Extensión ( hace una ampliación o reducción del zoom actual, para que se muestren todas las derivaciones en Vista Planta)

Figura 1:alertas de EDS

Trabajos propios de replanteo en líneas de transmisión

13

Page 21: Tesis Diseño y Transmicion

Una vez adjudicada la propuesta la empresa contratista recibirá un juego de documentos, como planos, memorias y especificaciones técnicas del proyecto, muchos de estos documentos son de carácter de licitación, otros emitidos para aprobación y otros aprobados para construcción, con estos últimos es que se tiene la base para poder comenzar las labores, mientras los demás siguen su proceso hasta llegar a ser aprobados para poder construir, es aquí donde el primer equipo humano que entra en acción es el de topografía, son los que materializan los puntos donde se fundarán las futuras estructuras, además será responsabilidad de este equipo determinar si los puntos indicados en los planos básicos.

1. CRITERIOS TÉCNICOS PARA EL CÁLCULO MECÁNICO DE CONDUCTORES

Definición de los parámetros generales de diseño: General, topografía y cálculo mecánico.

Definición de Hipótesis climatológicas para el cálculo mecánico de conductores.

Opciones Multihipótesis: Definición de juegos de hipótesis por rangos de altitud.

Explicación de Efecto Creep en conductores.

o Tendencia europea: Asumiendo temperatura adicional.o Tendencia americana: Usando curvas esfuerzo-deformación.o Diferencias entre CREEP y la fluencia acelerada.

Aplicaciones de las Condiciones de deformación permanente del conductor con REDLIN.

o Inicialo Fluencia Lenta(CREEP)o Fluencia Aceleradao EDS Final asumido

14

Page 22: Tesis Diseño y Transmicion

Figura 2: medida de seguridad

2. REPORTES DE CÁLCULOS

Reporte de Cálculo mecánico de conductores multi-hipótesis, usando un juego diferente de hipótesis para distintos rangos de altitud (msnm), que aplica automáticamente a cualquier derivación del proyecto. El reporte se efectúa en formato Excel.

3. REPORTE DE PLANILLAS

Planilla de estructuras por tramo. Incluye datos de metrado de armados, vanos, etc. En formato Excel.

4. REPORTE DE PLANOS

Corte de Planos con formato de impresión: Se corta los planos con la escala seleccionada y el tamaño de papel A1. Exportación de planos por tramo inc. Corte automático con formato de impresión ( Inc. Escala Gráfica, Cajetín, leyenda, catenarias, estructuras, perfil, planimetría, etc) en formato AutoCAD.

Figura 3: medida de seguridad

15

Page 23: Tesis Diseño y Transmicion

Como se había mencionado anteriormente, en todo proyecto de ingeniería existen puntos de apoyo (P.R.), a los cuales se amarrará el topógrafo encargado de realizar los trabajos de replanteo del proyecto, estos puntos tienen sus coordenadas y cotas respectivas, con lo que se deberá hacer el chequeo previo antes de comenzar a fijar los puntos de las estructuras, una vez terminado el chequeo y aprobado por la inspección se autoriza comenzar a replantear la línea.

Las líneas de transmisión cuentan con tramos rectos y deflexiones, en adelante las deflexiones las denominaremos vértices, a estos puntos de la línea se les considerará inamovibles en la ejecución del proyecto, , eso si en lo posible evitando cambios al proyecto original, esto se refiere a aumentos de obras y materiales.

5. REPORTES MASIVOS

Reporte masivo de múltiples líneas de transmisión (derivaciones) en formato Autocad y planillas de estructuras en formato Excel.

6. PERSONALIZANDO LA BASE DE DATOS NUMÉRICA DE REDLIN

Base de datos en Excel de Conductores eléctricos, Soportes, Cimentaciones, Ensambles de Aisladores, y Armados.

Leer y guardar parámetros de red (datos eléctricos, datos de diseño, datos de proyecto, etc.) y Base de datos (conductores, soportes, armados, etc.) en formato excel, incrementando la flexibilidad y portabilidad de las bases de datos entre diferentes proyectos.

Exportación/importación de la base de datos en formato Excel.

7. PERSONALIZANDO LA BASE DE DATOS GRÁFICA DE REDLIN (SIMBOLOGÍAS Y ROTULACIONES)

Se puede personalizar en un archivo DXF (plantilla) el cuadro de rotulación (cajetín), logotipos de la empresa/cliente y tipos de letra, que se incluirán en los planos exportados de Líneas de Transmisión o Líneas Primarias (MT).

Tolerancias en la ubicación de las estructuras

El contratista deberá ubicar la estaca central de cada estructura dentro de la tolerancia y requisitos mínimos que se indican a continuación:

La variación máxima de la distancia longitudinal, entre una estructura y cualquiera de los vértices del tramo en cuestión con respecto a lo indicado en los planos del perfil longitudinal del proyecto, será de ± 1 m. siempre y cuando la cota del terreno en la nueva ubicación de la estaca central no quede más de 0.2 m. por debajo de la ubicación original.

16

Page 24: Tesis Diseño y Transmicion

La variación máxima de la longitud de vanos, no deberá exceder de 0.2 m. con respecto a lo indicado en los planos de perfil longitudinal del proyecto.

Las tolerancias antes mencionadas, no son aplicables a los vértices de la línea, por lo tanto el contratista deberá considerarlos como inamovibles.

En caso que con las limitaciones y condiciones que se indican en las especificaciones y otros documentos del contrato no se encuentre una ubicación satisfactoria, el contratista deberá comunicarlo a la I.T.O. y propondrá una solución de acuerdo a su experiencia.

En general las estructuras deberán quedar fundadas en terreno firme y estable, sin peligro de alteración posterior del terreno de fundación.

Las estructuras deberán ubicarse de modo que ninguna parte de ellas quede a una distancia inferior a la indicada en los casos que se enumeran a continuación:

a) Borde de río, arroyo o curso de agua. : 50 m.

b) Borde de barrancos, terrenos inestables o comienzo de zanjas con peligro de erosión. : 30 m.

c) Cerco de camino de tierra o sendero (al no existir cerco, se deberá considerar un ancho de camino de 10 m.). : 10 m.

d) Cerco camino regional. : 20 m.

e) Cerco camino nacional. : 35 m.

f) Vías férreas, al riel más próximo. : 20 m.

g) Cerco divisorio de cualquier tipo. : 5 m.

h) Conductores, estructuras y otros elementos de líneas de comunicación. : 10 m.

i) Conductores, estructuras y otros elementos de líneas de corrientes fuertes de cualquier tensión. : 15 m.

Emplantillado

Una vez finalizadas las tareas de excavación y recepcionado el sello de fundación por parte de la Inspección, se comenzarán los trabajos correspondientes al levantamiento de fundaciones, por lo que se deberá comenzar con un emplantillado a base de hormigón tipo H-10, o el que sea indicado en los planos y especificaciones propias del proyecto, que puede ser fabricado in-situ para llegar a la cota de sello de fundación, para esto será necesario confeccionar un protocolo de recepción de cota de emplantillado con las cotas reales vs las del proyecto, con

17

Page 25: Tesis Diseño y Transmicion

lo que se aceptará un margen de error de ±5 mm., una vez aceptado el protocolo por la I.T.O., se dará comienzo a los trabajos de enfierradura y colocación de stub, el procedimiento de chequeo de la cota de emplantillado se hará con apoyo de topografía, tomando lecturas en las esquinas de la fundación, una lectura en el centro de cada cara y por último una en el centro de la fundación.

Instalación de stub

Dentro de las labores a ejecutar para la construcción y posterior montaje de una torre de alta tensión resulta fundamental que los insertos (stub), en la base de fundación queden fijados con sus distancias, inclinaciones y niveles exigidos en los planos, para así permitir el montaje de la estructura sin que esta quede expuesta a giro o esfuerzos adicionales.

Los Stub se montarán una vez recepcionada la excavación y los emplantillados de hormigón H-10 correspondientes según indican los planos. Se comprobará que los stub elegidos sean los adecuados de acuerdo a los planos, esto se debe a que los stub de torres de suspensión son distintos a los usados en las estructuras de anclaje.

Descimbre de los elementos

El descimbre de los elementos hormigonados se hará tomando las siguientes precauciones:

El retiro debe realizarse evitando sacudidas bruscas que puedan afectar la integridad del elemento, como destrucción de aristas o superficie del hormigón.

Cuando el montaje sea retirado aún en tiempo de curado este deberá ser protegido por algún medio aislante, que asegure las condiciones necesarias para la hidratación completa del hormigón.

En todo caso el periodo mínimo de descimbre, se hará a los 5 días para hormigones con cemento corriente y 3 días para aquellos elaborados con cemento de alta resistencia.

Finalización de la torre

Una vez finalizada el montaje de la estructura se procederá a repasar todos los pernos de la estructura con llave torquimétrica para asegurar el torque exigido por las normas ENDESA, paralelo a esta tarea se comprobará el aplome y giro de la estructura, por medio del equipo de topografía, y se confeccionará el protocolo correspondiente, estos datos deben estar dentro de las tolerancias, establecidas en las especificaciones técnicas.

18

Page 26: Tesis Diseño y Transmicion

Una vez finalizadas las tareas descritas en el punto anterior se procede a entregar las estructura a la Inspección, la ITO procederá a revisar si la torre cuenta con todos los elementos especificados en los planos, si estos están en la posición que corresponde, deterioro en galvanizado de las piezas, piezas dobladas, ausencia de pernos, torque insuficiente, etc.

Como último se deberán eliminar los hilos de los pernos de los primeros cuatro metros de la estructura, para así evitar que sean retirados o soltados.

BIBLIOGRAFIA

[1] Grainger, Jhon. Sistemas de Potencia - Induccion. Mc Graw Hill 2004 – 09/06/2015

[2]https://tecnoblogsanmartin.wordpress.com/category/tecnologia-3%C2%BA-e-s-o/unidad-5-energias-renovables/5-2-energia-eolica/el-viento 09/06/2015

[3] CNE, Código Nacional de Electricidad – interferencia electromagnética 2013- 03/06/2015

[4] CNE, Código Nacional de Electricidad – interferencia electromagnética 2013- 03/06/2015

[5]https://tecnoblogsanmartin.wordpress.com/category/tecnologia-3%C2%BA-e-s-o/unidad-5-energias-renovables/5-2-energia-eolica/el-viento - 09/06/2015

[6] CNE, Código Nacional de Electricidad cargas desplazadas Julio 2013- 10/06/2015

[7] https://tecnoblogsanmartin.wordpress.com/category/tecnologia-3%C2%BA-e-s-o/unidad-/5-2- mitigacion - 10/06/2015

[8] CNE, Código Nacional de Electricidad – diferencia potencial Julio 2013- 10/06/2015)

[9]JINQIU HU, LAIBIN ZHANG - Risk based opportunistic maintenance model for complex mechanical systems - Expert Systems with Applications - Volume 41, Issue 6, Pages 3105–3115, (2014)

19

Page 27: Tesis Diseño y Transmicion

20