Sgp-02ele-crttc-00001 Rev 4_2017.pdf

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CORPORACIÓN NACIONAL DEL COBRE DE CHILE VICEPRESIDENCIA DE PROYECTOS GERENCIA DE INGENIERÍA Y CONSTRUCTIBILIDAD

CRITERIO DISEÑO ELECTRICIDAD

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ÍNDICE

1.

REVISIONES ........................................................................................................................... 4

2.

OBJETIVO............................................................................................................................... 4

3.

ALCANCE Y APLICACIÓN ..................................................................................................... 5

4.

DEFINICIONES ....................................................................................................................... 6

5.

RESPONSABILIDADES ........................................................................................................ 11

6.

REFERENCIAS ..................................................................................................................... 14 6.1 6.2 6.3

7.

Normas de las Organizaciones Internacionales siguientes: ......................................... 14 Normas Nacionales ..................................................................................................... 14 Normas Corporativas de Codelco Chile....................................................................... 15 DIAGRAMAS ......................................................................................................................... 16

7.1 7.2 8.

Diagrama SIPOC (Entrada y Salida) ........................................................................... 16 Diagrama de Flujo ....................................................................................................... 16 DESCRIPCIÓN ...................................................................................................................... 17

8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8 8.9 8.10 8.11 8.12 8.13 8.14 8.15 8.16 8.17 8.18 8.19 8.20 8.21 8.22

NUMERACIÓN DE EQUIPOS..................................................................................... 17 CONDICIONES AMBIENTALES Y SÍSMICAS ............................................................ 17 CONDICIONES BÁSICAS DE DISEÑO ...................................................................... 19 Eficiencia Energética ................................................................................................... 36 SISTEMA DE SUPERVISIÓN, CONTROL Y ADQUISICIÓN DE DATOS ................... 39 TRANSFORMADOR DE PODER ................................................................................ 43 TRANSFORMADOR DE DISTRIBUCIÓN ................................................................... 45 SUBESTACIÓN UNITARIA ......................................................................................... 48 SWITCHGEAR DE MEDIA TENSIÓN ......................................................................... 54 SWITCHGEAR DE BAJA TENSIÓN ........................................................................... 57 CENTRO DE CONTROL DE MOTORES DE MEDIA TENSIÓN ................................. 59 CENTRO DE CONTROL DE MOTORES DE BAJA TENSIÓN.................................... 62 VARIADOR DE FRECUENCIA DE MEDIA TENSIÓN ................................................. 66 VARIADOR DE FRECUENCIA DE BAJA TENSIÓN ................................................... 67 MOTOR DE MEDIA TENSIÓN .................................................................................... 68 MOTOR DE BAJA TENSIÓN ...................................................................................... 71 RECTIFICADORES Y SISTEMAS DE CORRIENTE CONTINUA ............................... 73 CONDUCTORES ........................................................................................................ 78 GENERADOR DE EMERGENCIA .............................................................................. 83 SALAS ELÉCTRICAS DE ALBAÑILERIA ARMADA.................................................... 85 SALAS ELÉCTRICAS PREFABRICADAS .................................................................. 87 SISTEMA DE PUESTA A TIERRA .............................................................................. 90

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8.23 8.24 8.25 8.26 8.27 8.28 8.29 8.30 8.31

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PROTECCION CONTRA DESCARGAS ATMOSFERICAS Y TRANSITORIOS.......... 92 CANALIZACIONES ..................................................................................................... 92 INSTALACIÓN DE ALUMBRADO ............................................................................... 95 ENCHUFE DE FUERZA .............................................................................................. 98 BATERIA CARGADOR Y UPS .................................................................................... 99 PANEL DE CONTROL .............................................................................................. 100 BOTONERAS Y OTROS DISPOSITIVOS DE CONTROL ......................................... 101 CINTAS CALEFACTORAS ....................................................................................... 103 PLACAS DE IDENTIFICACION................................................................................. 103

9.

ARCHIVO DE REGISTROS................................................................................................. 104

10.

ANEXOS.............................................................................................................................. 105

10.1 ANEXO 1: PROCEDIMIENTOS DE DERRATEO POR ALTITUD.............................. 105 10.2 ANEXO 2: DIMENSIONAMIENTO DE LOS COMPONENTES DE PARTIDORES COMBINADOS DE CCMs DE BAJA TENSIÓN ................................................................... 117 10.3 ANEXO 3: DERIVACIÓN DE ALIMENTADORES ..................................................... 118 10.4 ANEXO 4: HISTORIAL DE REVISIONES Y CÓDIGOS ............................................ 119

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1.

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REVISIONES REVISIÓN

4

3

TIPO DE CAMBIO Este documento reemplaza al siguiente documento: •

SGP-GIC-EL-CRT-001 ELECTRICIDAD

Se incorpora el carácter de Corporativo al presente Criterio de Diseño, conforme a lo establecido en el artículo 51 del Reglamento Eléctrico Corporativo 2016. Además, se incorpora nuevo Capítulo 7.2, que reúne requerimientos sobre la Protección y Seguridad a las Personas, validado por el Comité Corporativo de Riesgos Eléctricos.

FECHA

31/08/2017

30/10/2016

Actualización de alcances del documento. Se elimina la codificación DCVP-000-GIC-00000-CRTEL020000-001 y se actualiza la codificación SGP-GIC-EL-CRT-001 por SGP-02ELE-CRTTC-0001.

2

Se actualiza la codificación SGP-GFIP-EL-CRT-001 por SGPGIC-EL-CRT-001.

29/07/2015

Actualización de alcances del documento

1

0

Se actualiza la codificación SGP-GI-EL-CDI-001 por SGPGFIP-EL-CRT-001. Actualización de formato, Actualización de las normas aplicables y alcances del documento Para difusión

31/05/2013

31/03/2008

2. OBJETIVO Este documento establece los criterios generales de diseño eléctrico, para ser usados en el desarrollo de los proyectos de la Corporación Nacional del Cobre de Chile, en adelante, la Corporación o CODELCO, en las etapas de estudios de perfil, prefactibilidad y factibilidad, y en la etapa inversional de los proyectos. Su objetivo es establecer criterios que zanjen las diferentes interpretaciones que puedan hacerse o existir de lo establecido en las diversas normativas aplicables en el ámbito de la ingeniería eléctrica. Los criterios que no sean abordados en el presente documento, y que sean particulares o específicos de la aplicación o diseño de cada proyecto, deberán ser establecidos mediante una

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adenda al presente criterio. Estas adendas o modificaciones deberán ser justificadas caso a caso, con los respectivos estudios, que incorporen tanto los costos iniciales de inversión, así como los costos y aspectos de operación y mantenimiento de las instalaciones (por ejemplo: uso de VDF en baja tensión para potencias superiores a 250HP, uso de equipamiento IEC en baja tensión, otros), y ser aprobadas por la Dirección Técnica de Diseño de Electricidad, Comunicación Industrial y Eficiencia Energética de la Gerencia de Ingeniería y Constructibilidad. La adenda para cada proyecto deberá contener todos los parámetros aplicables a las condiciones específicas del proyecto, en conformidad a lo establecido en el presente criterio, tales como los valores específicos de tensión y niveles de aislación (clase de tensión, BIL, distancias de fuga, etc.) y demás parámetros establecidos en forma no específica en el presente documento.

3.

ALCANCE Y APLICACIÓN

Los criterios de diseño eléctrico, que se establecen en este documento, interpretan y aplican los requerimientos y procedimientos señalados en las normas indicadas en el punto 4 siguiente, para ser aplicados en los Proyectos que desarrolle la Corporación. Estos criterios se deberán usar en las instalaciones de fuerza, protecciones, medidas, control, alumbrado industrial, y alumbrado de oficinas, como así también en la selección, proceso de compra e instalación de los equipos y materiales eléctricos con los cuales se construyen y operan las instalaciones señaladas. Estos criterios se aplicarán estrictamente a cualquier instalación que se diseñe dentro de los proyectos, ya sean para etapas de operación, construcción, temporales, obras tempranas o provisorias, independiente del periodo de tiempo que la instalación eléctrica estará en servicio.

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4. DEFINICIONES

CONCEPTO

Armónico

Amperio (A)

DEFINICIÓN Componente senoidal de la tensión (o de la corriente) cuya frecuencia es múltiplo de la frecuencia de la onda fundamental. Los armónicos de la tensión y de la corriente pueden provocar problemas como el calentamiento excesivo en el cableado, las conexiones, los motores y los transformadores y pueden producir un disparo aleatorio de los interruptores automáticos. Unidad que expresa el flujo de una corriente eléctrica. Un amperio es la cantidad de corriente que produce una diferencia de tensión de un voltio en una resistencia de un ohmio; una corriente eléctrica que circula a una velocidad de un culombio por segundo.

Amperio/hora (Ah) Uso de un amperio durante una hora. Conductividad

CC

Capacidad de un conductor de transportar electricidad, normalmente expresada como porcentaje de la conductividad de un conductor del mismo tamaño de cobre suave. • Corriente continua. • Corriente que circula en una sola dirección.

CA Corriente alterna.

Capacitancia

Conductor

GIS

• Relación entre la carga que se le aplica a un conductor y el correspondiente cambio de tensión. • Relación entre la carga en cualquiera de los conductores de un condensador y la diferencia de tensión entre ambos. • Propiedad de adquirir carga eléctrica. • Cable o combinación de cables adecuados para transportar una corriente eléctrica. Los conductores pueden estar aislados o desnudos. • Todo material que permite a los electrones fluir a través de él. Gas Insulated Switchgear r, se refiere a una tecnología de Equipos de Maniobra (Switchgear) donde se utiliza el gas SF6 como aislante en el sistema de barras de potencia y en los elementos de

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CONCEPTO

Dieléctrico

Potencia activa

I

Frecuencia

kVA

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DEFINICIÓN interrupción y de desconexión. La tecnología GIS es una opción técnica a la tecnología AIS (Air Insulated Switchgear) que utiliza el aire como medio aislante de las barras de potencia y equipos de maniobra. No obstante, en ambos tipos de Equipos de Maniobra, los interruptores de potencia tienen sus contactos de operación en vacío. En los Equipos de Maniobras GIS, los interruptores son fijos (no extraíbles). • Todo medio aislante eléctrico situado entre dos conductores. • Medio o material utilizado para proporcionar aislamiento o separación eléctrica. Término utilizado para potencia cuando es necesario distinguir entre potencia aparente, potencia compleja y sus componentes y, potencia activa y reactiva. Consulte Amperio/hora. Corriente. En sistemas de corriente alterna, velocidad a la que la corriente cambia de dirección, expresada en hercios (ciclos por segundo); Medición del número de ciclos completos de una forma de onda por unidad de tiempo. • Potencia aparente expresada en mil Voltio-Amperios. • El Kilovoltio-Amperio designa la potencia de salida que puede generar un transformador a tensión y frecuencia nominales sin superar un aumento de temperatura determinad

kW Potencia activa o efectiva expresada en kilovatios (kW). kWh Kilovatio-hora, uso de mil vatios durante una hora Henrio (H)

Hercio (Hz)

Unidad metro-kilogramo-segundo de inductancia. Igual a la inductancia de un circuito en el que una corriente que varía a una velocidad de un amperio por segundo produce una fuerza electromotriz de un voltio. • Unidad de frecuencia igual a un ciclo por segundo. • En corrientes alternas, el número de cambios de los ciclos positivo y negativo por segundo.

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CONCEPTO

DEFINICIÓN

Ohmio (O)

Unidad de resistencia eléctrica que se define como la resistencia de un circuito con una tensión de un voltio y un flujo de corriente de un amperio.

Factor de potencia

La relación de energía consumida (vatios) frente al producto de tensión de entrada (voltios) por la corriente de entrada (amperios). En otras palabras, el factor de potencia es el porcentaje de energía que se utiliza en comparación con el flujo de energía que discurre por el cableado.

V Tensión; voltio

Transformadores

Voltio

Watt

RMS

Aparato estático con dos o más devanados que a través de inducción electromagnética, transforma un sistema de voltaje y corriente alterna en otro sistema de voltaje y corriente usualmente de diferentes valores y la misma frecuencia con el propósito de transmitir energía eléctrica. Unidad de fuerza electromotriz. Potencial eléctrico necesario para producir un amperio de corriente a través de una resistencia de un ohmio • La potencia eficaz (medida en vatios) es igual al producto de la tensión por la corriente y por el factor de potencia (el coseno del ángulo de fase entre la corriente y la tensión • Un joule/segundo. Valor eficaz , al valor cuadrático medio de una magnitud eléctrica

Poliolefina

Compuesto libre de halógenos. Material utilizado en aislamientos y chaquetas de cables. Tiene propiedades equivalentes al EVA en cuanto a material libre de halógenos, no propagador del fuego, de baja toxicidad, baja densidad de humos y de baja corrosividad. Es un material LSOH.

PVC

Policloruro de vinilo. Material termoplástico. Es el material más común utilizado como aislante y/o chaqueta de cables eléctricos. Con aditivos especiales se logran aislaciones y chaquetas de alta resistencia a la propagación del fuego, reducida emisión de gases tóxicos y gases corrosivos. Tiene un mal comportamiento con el frío. Tiene un componente halogenado (el Cl). No se permite su utilización en bandejas o escalerillas. No se permite su uso al interior de mina subterránea, a no ser que se utilice en una

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CONCEPTO

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DEFINICIÓN canalización dentro de un ducto metálico rígido.

SEC

Superintendencia de Electricidad y Combustibles. Shielded mining cable with Ground Check. SHD: Cable trifásico flexible para minas con pantalla. La letra “D” significa que cada conductor de fase lleva pantalla y que el cable tiene tres conductores para conexión a tierra.

SHD GC

GC: Tiene un conductor de tierra aislado para el circuito de comprobación de continuidad de la conexión a tierra y otros dos conductores de tierra desnudos. Es un cable portátil redondo para uso en minería de 2kV a 35kV. El conductor es de cobre estañado recocido flexible y de acuerdo a norma ICEA S-75-381. La aislación es EPR (90°C). La chaqueta puede ser de Neopreno, CPE, Hypalon o TPU.

TC

Tray Cable. Es un tipo de cable multiconductor con una chaqueta no metálica retardante a la llama. Los cables tipo TC son los únicos que se pueden instalar en bandejas o escalerillas, o en un mensajero (IEEE Std 141-1993). Debe pasar la prueba de llama vertical categoría C según IEC 60332-3-24, o la categoría FT4 según norma CSA C22.2 o la prueba de llama vertical según IEEE 1202.

Termoestable

Tipo genérico de material de aislación y/o chaqueta de cables eléctricos. Materiales que mantienen su flexibilidad en todo un rango de temperaturas. Tienen mayor temperatura de servicio que los materiales termoplásticos, llegando a los 90°C.

Termoplástico

Tipo genérico de material de aislación y/o chaqueta de cables eléctricos. Materiales que se reblandecen con la aplicación de calor, pero que al enfriarse recuperan la consistencia conservando la nueva forma. Se vuelven rígidos y quebradizos con el frío. Tienen buenas características al envejecimiento. La temperatura de servicio de los cables con componentes termoplásticos alcanza hasta los 70°C.

TPU

Thermoplastic Polyurethane. Material termoplástico. Se utiliza en chaquetas de cables por sus características de resistencia mecánica, resistencia a la temperatura, resistencia al ozono, a la

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CONCEPTO

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DEFINICIÓN oxidación y a las bajas temperaturas.

TRXLPE

VP

XLPE

Resistencia dieléctrica

Potencia aparente (voltio-amperios)

Tierra

Polietileno reticulado con retardante para la arborización. Las mismas características del XLPE, al cual se le adiciona un aditivo que disminuye la arborescencia en cables de media tensión. Vicepresidencia de Proyectos de CODELCO Polietileno reticulado. Material termoestable. Es libre de halógenos. Tiene mal comportamiento en presencia de la humedad, por el incremento de las descargas parciales, que genera arborescencias. Es un material poco flexible. Capacidad de los materiales aislantes y de las separaciones para soportar sobretensiones específicas durante un tiempo determinado (un minuto a menos que se indique lo contrario) sin sufrir descargas disruptivas ni perforaciones. Producto de la tensión y la corriente aplicada en un circuito de corriente alterna. La potencia aparente, o voltio-amperio, no es la potencia real del circuito ya que en el cálculo no se considera el factor de potencia • Término eléctrico que indica conexión a tierra. • Conexión conductora ya intencionada o accidental, por la que un circuito o equipo eléctrico se conecta a tierra o a cualquier otro cuerpo conductor de electricidad que pueda sustituir a la tierra.

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5. RESPONSABILIDADES

UNIDAD / CARGO

RESPONSABILIDAD •

Participa en la elaboración de los requerimientos y necesidades relevantes del o de los Estudios/Proyecto (GreenfieldBrownfield). Definiciones bases, a partir de la cual se elabora y detalla el Alcance de este Criterio en el Proyecto.

•

Asesorar al Gerente de Estudio /Proyecto en la identificación de los requerimientos producto de las comunidades de interés, permisos y medio ambiente, por los Alcances del Proyecto/Estudio.

•

Es responsable de velar por la aplicabilidad de este Criterio de Diseño en los Procedimientos de Pruebas y en los Entregables del proyecto, en forma conjunta con las Gerencias Funcionales y Contratista.

•

Es responsable de dar conformidad a la selección y diseño de los elementos, según los alcances establecido por este Criterio de Diseño.

•

Participa en las modificaciones y actualizaciones de este Criterio de Diseño.

•

Es responsable de velar por la aplicabilidad de este Criterio de Diseño en forma conjunta con las Gerencias Funcionales.

•

Es responsable de las revisiones de los Entregables de Ingeniería por la aplicación de este Criterio de Diseño.

•

Es responsable de revisar la selección y diseño de los elementos, según los Alcances de este Criterio de Diseño .

•

Es responsable de asegurar que cuenta con las competencias y el entrenamiento del personal de Ingeniería en la correcta aplicación y uso de este Criterio de Diseño en los Entregables de Ingeniería y en los Procedimientos de las Pruebas.

•

Define el alcance y limitación del uso de la Adenda realizadas a este Criterio de Diseño por las Empresas de Ingeniería / Consultores. En concordancia con la Dirección Funcional.

Cliente Gerencia de Sustentabilidad, Seguridad y Salud Ocupacional (GSSSO)

Gerente del Proyecto

Director /Jefe de Proyecto

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UNIDAD / CARGO

Gerente Funcional / Estudio

Directores Funcionales

Ingenieros Especialistas Funcionales

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RESPONSABILIDAD •

Es responsable de la revisiones y de la aplicación de este Criterio de Diseño en los Entregables y Procedimientos de Pruebas desarrollados por las Empresas de Ingeniería /Consultores.

•

Participa en las actualizaciones o modificaciones de este Criterio de Diseño en forma conjunta con los Especialistas Funcionales.

•

Es responsables de la emisión, calidad y de la aplicabilidad de este Criterio de Diseño en los Entregables del Proyecto desarrollados.

•

Son responsable de la emisión y calidad de la Adenda a este Criterio de Diseño.

•

Es responsable en forma conjunta con el Gerente del Proyecto de la aplicabilidad de este Criterio de Diseño referenciada en los Entregables desarrollados por las Empresas de Ingeniería / Consultores, o el Proyecto.

•

Es responsable de la emisión y de las actualizaciones de este Criterio de Diseño.

•

Dirige, aprueba o rechaza el desarrollo de estudios de VIP tecnológicas, que actualizan o modifican a este Criterio de Diseño en los Entregables del Proyecto , labor realizada en forma conjunta con el Gerente del Proyecto.

•

Es responsable de revisar, aprobar e informar de las actualizaciones o Adenda realizadas por las Empresas de Ingeniería / Consultores al Gerente del Proyecto.

•

Es responsable de la emisión y de las actualizaciones de este Criterio de Diseño.

•

Es responsable de velar y considerar la incorporación de las VIP tecnológicas en la actualización de este Criterio de Diseño.

•

Participa en las revisiones de los Entregables donde este Criterio de Diseño es referenciado.

•

Participa en la revisión de la Adenda de este Criterio de Diseño realizada por las Empresas de Ingeniería /Consultores

Ingeniero Contraparte del Proyecto

Contratista / Empresas de Ingeniería / Consultores

SGP-02ELE-CRTTC-00001

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UNIDAD / CARGO

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RESPONSABILIDAD o del Proyecto.

Control de Documentos de Proyecto

•

Es responsables de la emisión, actualización y modificaciones de de este Criterio de Diseño.

•

Almacena de manera ordenada, legible y completa, este Criterio de Diseño en el SGDOC.

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6. REFERENCIAS EI diseño de los sistemas eléctricos, así como la fabricación, instalación, pruebas y operación de los diferentes equipos, deberán realizarse según la última edición vigente de las siguientes normas y reglamentos. 6.1

Normas de las Organizaciones Internacionales siguientes: ANSI ASTM AREA FMEA ICEA IEC IEEE IES IPCEA ISO NEC NEMA NFPA NESC OSHA UL

6.2

American National Standard Institute American Society for Testing and Materials American Railways Engineering Association Factory Mutual Engineering Association Insulated Cable Engineers Association International Electrotechnical Commission Institute of Electrical and Electronics Engineers Illumination Engineers Society Insulated Power Cable Engineering Association International Organization for Standardization National Electrical Code National Electrical Manufacturer’s Association National Fire Protection Association National Electrical Safety Code U.S. Occupational Safety and Health Act Underwriters Laboratories

Normas Nacionales NCh 4 NSeg 5 NSeg 8 NTSyCS DS N° 132 DS N° 92

DS N° 119

DS N° 298

DS N° 594

NCh Elec 4/2003 Instalaciones de Consumo en Baja Tensión NSeg 5.E.n.71 Reglamento de Instalaciones Eléctricas de Corrientes Fuertes NSeg 8.En.75 Tensiones Normales para Sistemas e Instalaciones Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio Decreto Supremo N° 132 del 2002 del Ministerio de Minería. Reglamento de Seguridad Minera. (ex DS N° 72) del Servicio Nacional de Geología y Minas. Decreto Supremo N° 92 de 1982 del Ministerio de Economía, Fomento y Reconstrucción. Competencia, calificación y acreditación de los profesionales de la especialidad de electricidad. Decreto Supremo N° 119 de 1989 del Ministerio de Economía, Fomento y Reconstrucción. Reglamento de sanciones en materia de electricidad y combustibles. Decreto Supremo N° 298 del 2006 del Ministerio de Economía, Fomento y Reconstrucción. Reglamento para la certificación de productos eléctricos y combustibles. Decreto Supremo N° 594 de 1999 del Ministerio de Salud. Reglamento sobre condiciones sanitarias y ambientales básicas en los lugares de trabajo.

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DS N° 686

DS N° 327

6.3

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Decreto Supremo 686 de 1998, del Ministerio de Economía, Fomento y Reconstrucción. Norma de Emisión para la Regulación de la Contaminación Lumínica y sus modificaciones establecidas en el DS N° 43 del 2012, del Ministerio del Medio Ambiente. Decreto Supremo 327 de 1998 del Ministerio de Minería, Reglamento de la Ley General de Servicios Eléctricos.

Normas Corporativas de Codelco Chile NCC 21 NCC 22 NCC 24 NCC 30 NCC 32 NCC 40 NEO 04 NEO 27

Codelco Chile – Seguridad, prevención y protección contra incendio de instalaciones eléctricas. Codelco Chile – Norma sobre Plantas de Extracción de Cobre por Solvente Electro-Obtención. Codelco Chile – Análisis de Riesgos a las Personas, Medio Ambiente, Comunidad y Bienes Físicos, en Proyectos de la Corporación. Mantenibilidad y Confiabilidad en Proyectos de Inversión. Eficiencia Energética en Proyectos de Inversión. Norma Corporativa Seguridad Contra Incendio Norma Estándar Operacional N° 4 Sistemas de Bloqueo con Candado e Identificación con Tarjeta de Advertencia. Norma Estándar Operacional N° 27 Seguridad, Prevención y Protección Contra Incendio en Instalaciones Eléctricas.

En los casos en que entre las normas indicadas se presenten diferencias de grado o de procedimiento, que no sean resolubles mediante análisis, se deberá aplicar la norma más exigente. La decisión final sobre los criterios a prevalecer en cada caso residirá en los representantes nominados por CODELCO.

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7. DIAGRAMAS 7.1 Diagrama SIPOC (Entrada y Salida) No aplica 7.2 Diagrama de Flujo No aplica

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CRITERIO DISEÑO ELECTRICIDAD

8.

DESCRIPCIÓN

8.1

NUMERACIÓN DE EQUIPOS

SGP-02ELE-CRTTC-00001 Rev.

:4

Vigencia : 31/08/2017 Página

:17 de 119

Los equipos eléctricos del proyecto, serán numerados según se indica en el Manual de Procedimientos del Proyecto. 8.2

CONDICIONES AMBIENTALES Y SÍSMICAS

8.2.1 General Los valores de los parámetros ambientales indicados en la Tabla 6.1 son referenciales. En cada Proyecto, para datos y detalles más precisos, se debe consultar la especificación Condiciones de Sitio. 8.2.2 Altura sobre el nivel del mar El efecto de la altura sobre el nivel del mar y el consiguiente procedimiento de corrección por altitud, se explica en forma detallada en el Anexo 1. 8.2.3 Temperatura Los fabricantes de los equipos eléctricos desarrollan sus diseños para que sus equipos puedan operar a sus condiciones nominales de diseño, a una temperatura ambiente máxima de 40°C, bajo condiciones especificadas por las normas en cada caso. 8.2.4 Velocidad del viento y nieve Estos parámetros ambientales junto con la temperatura ambiente y la altura sobre el nivel del mar, son un conjunto muy importante de datos en el diseño de las líneas aéreas. Por consecuencia, cada proyecto, que incluya líneas aéreas, deberá emitir Criterios de Diseño específicos para esas instalaciones. En cada Proyecto se deberá hacer una indagación y verificación cuidadosa de los valores de estos parámetros, considerando los valores indicados en la Tabla 6.1 solamente como referenciales. 8.2.5 Condiciones sísmicas Las condiciones de sismicidad indicadas en la Tabla 6.1 de la página siguiente son solamente referenciales y están sujetas a lo que se indique en las especificaciones de Condiciones de Sitio de cada Proyecto, y a las consideraciones y criterios de los especialistas civiles-estructurales.

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Tabla 6.1 Condiciones Ambientales y Sísmicas – Valores Referenciales División Condiciones ambientales y sísmicas Temperatura máxima, de diseño Temperatura máxima Temperatura mínima Humedad media Humedad máxima Humedad Mínima

Nivel de Polución (Ambiente)

Altura metros s.n.m Mínima - Máxima Velocidad del Viento (máxima registrada en la zona) Radiación solar, promedio mensual máximo Precipitación de lluvia anual Precipitación de nieve anual Diseño sísmico: Zona según Norma NCh 2369

Chuquicamata Radomiro Tomic Ministro Hales -

Gabriela Mistral

Salvador

Andina

El Teniente

Ventanas

-

Minco

Potrerillos

Saladillo

Mina

MinCoFu

Rancagua

-

40 ºC

40 ºC

40 ºC

40 ºC

40 ºC

40 ºC

40 ºC

40 ºC

40 ºC

30 °C

30 °C

30 °C

30 °C

20 °C

20 °C

30 °C

35 °C

32 °C

-5 ºC

-6 ºC

-7 ºC

-7 ºC

-10 ºC

-10 ºC

- 9 ºC

- 5 ºC

0 ºC

23 @ 42 % 100 % 5.9 %

27.5 % 100 % 2%

35 % 50 % 8%

40 @ 60 % 100 % 10 %

46% 60 % 23 %

46% 60 % 23 %

86.6 % 99 % 13 %

20 @ 50 % 80 % 6%

Muy Fuerte (sucio y polvoriento, algunas zonas con gases y vapores corrosivos)

Muy Fuerte (sucio y polvoriento, algunas zonas con gases y vapores corrosivos)

Muy Fuerte (sucio y polvoriento, algunas zonas con gases y vapores corrosivos)

Muy Fuerte (sucio y polvoriento, algunas zonas con gases y vapores corrosivos)

Muy Fuerte (sucio y polvoriento, algunas zonas con gases y vapores corrosivos

Muy Fuerte (sucio y polvoriento, algunas zonas con gases y vapores corrosivos

Muy Fuerte (sucio y polvoriento, algunas zonas con gases y vapores corrosivos

Muy Fuerte (sucio y polvoriento, algunas zonas con gases y vapores corrosivos

85 % 100 % 40 % Muy Fuerte (Alto contenido de partículas de polvo metálico. Vapores ácidos. Neblina salina

2750-3000 m.s.n.m.

2700 m.s.n.m.

2400 m.s.n.m.

2800 m.s.n.m.

1600-1700 m.s.n.m.

1600-2300 m.s.n.m.

500 m.s.n.m.

50 m.s.n.m.

162 km/h

140 km/h

160 km/h

160 km/h

180 km/h

180 km/h

140 km/h

100 km/h

100 km/h

450 W/m2

420 W/m2

350 W/m2

400 W/m2

500 W/m2

600 W/m2

350 W/m2

300 W/m2

350 W/m2

37 mm

40 mm

55 mm

55 mm

830 mm

830 mm

760 mm

360 mm

400 mm

Despreciable

Ocasionales 0.8 m

Ocasionales 0.8 m

7m

7-18 m

7m

Ocasional

Despreciable

Despreciable

3000-4100 m.s.n.m.

Conforme a Criterio de Diseño Estructural Sísmico VP SGP-02EST-CRTTC-00001

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8.3

CONDICIONES BÁSICAS DE DISEÑO

8.3.1 Condiciones Generales El diseño de las instalaciones eléctricas debe ser ejecutado en estricto cumplimiento con la normativa nacional e internacional aplicable, así como para la adquisición de equipos deberá aplicarse las respectivas normas y estándares de fabricación, con el objeto de dar cumplimiento a las siguientes condiciones básicas: a)

Asegurar la protección y seguridad de las personas.

b)

Asegurar la protección y seguridad de las instalaciones.

b)

Contribuir con las metas de producción.

c)

Asegurar la continuidad operacional del servicio eléctrico.

d)

Diseño a capacidad de las instalaciones eléctricas.

e)

Incorporar los conceptos y facilidades para una adecuada mantenibilidad.

f)

Incorporar los conceptos y facilidades para una adecuada constructibilidad.

g)

Cumplimiento de las normas medio ambientales y de sustentabilidad.

h)

Aplicar los conceptos y requerimientos de Eficiencia Energética en el diseño de las instalaciones.

i) Condiciones de sitio -

Ubicación geográfica y accesos. Altura sobre el nivel del mar. Condiciones ambientales. Sismicidad.

j)

Provisión de espacios y condiciones de acceso adecuados para ejecutar las actividades de operación y mantenimiento en forma segura y expedita.

k)

Adquisición de los equipos y materiales eléctricos cumpliendo las siguientes condiciones: 1.

Aplicación de la Norma Corporativa NCC 32 “Eficiencia Energética en Proyectos de Inversión” y de los criterios indicados en el punto 8.4 del presente documento, y los indicados en el Criterio de Diseño de la disciplina de Eficiencia Energética.

2.

Elaboración de especificaciones técnicas y hojas de datos adecuadas a las condiciones y alcance del Proyecto.

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3.

Selección de equipos que tengan referentes equivalentes en capacidad de potencia y voltajes que ya estén probados en aplicaciones similares dentro o fuera de la Corporación.

4.

No aceptación de equipos que sean prototipos o que sean estándares en sus diseños originales pero acondicionados con la sola finalidad de cumplir en forma puntual especificaciones del comprador. Se evita de esta manera incorporar elementos con características subestándares en las instalaciones de la Corporación.

5.

No aceptación de la instalación de pararrayos en equipos de Media Tensión para cumplir las exigencias de BIL en altura geográfica, ni la aceptación de materiales adicionales que acondicionen la aislación (encintado u otros), ni la aceptación o relajación de estos requerimientos (BIL y distancias de fuga), en atribución a planes o procedimientos especiales de operación o mantención. Los equipos fabricados bajo estándar deben tener los certificados de sus pruebas de diseño tipo, para satisfacer los requerimientos propios del estándar, siendo este el criterio de aceptación. Los equipos integrados, en fábricas nacionales o extranjeras, cuyo diseño no esté certificado con las pruebas de diseño tipo, no son aceptables, y no pueden ser catalogados o declarados en cumplimiento al o los estándares de fabricación, los que establecen la exigencia de la realización de las pruebas de aislación del diseño. No es suficiente la justificación mediante declaraciones o cartas del fabricante, en las que se indique el cumplimiento a los niveles de aislación, lo único suficiente son los certificados de las pruebas dieléctricas del diseño integrado, exigidas conforme a los estándares. Estas pruebas deben ser realizadas por un organismo/laboratorio independiente del fabricante, y ser atestiguadas por personal experto de la Corporación, en caso de ser realizadas por el fabricante.

6.

No aceptación de equipos o tableros cuyo grado de protección de sus envolventes (NEMA o IP) no hayan sido certificados conforme a las pruebas establecidas en las normas o estándares de fabricación NEMA 250 o IEC 60529.

7.

Adquisición de equipos eléctricos diseñados y fabricados por fabricantes con recintos certificados como poseedores de estándares de calidad según ISO 9001, en su última versión, para sus procesos de gestión, fabricación y pruebas.

8.

Adquisición de equipos eléctricos diseñados para ser entregados en fábrica con el mayor grado posible de armado, compatible con las necesidades de tener que separarlos en partes para cumplir las reglamentaciones regionales

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que rigen el transporte de vehículos y cargas de gran tamaño por vías marítimas viales y ferroviarias.

l)

9.

Incluir los requerimientos de Inspección Técnica del comprador, en los procesos de fabricación, pruebas, transporte y montaje.

10.

Incluir los requerimientos de Asistencia Técnica del vendedor, en los procesos de transporte, almacenamiento, montaje y puesta en servicio.

Todos los estudios realizados mediante herramientas computacionales para el necesario y adecuado sustento de los diseños, deberán constar en los respectivos informes, acompañados de los archivos nativos de la herramienta, incluyendo todos los datos ocupados para dichos fines.

8.3.2 Protección y Seguridad a las Personas En el presente capítulo se presentan los requerimientos que deben ser abordados en los diseños, con la finalidad de mitigar o eliminar los riesgos de electrocución, quemaduras y golpe de presión por energía liberada de arco eléctrico. Las medidas y controles de seguridad establecidas en el presente documento, corresponden a controles de los riesgos enfocados a los diseños. Las medidas y controles de seguridad enfocados a las actividades de operación y mantenimiento son abordados en los respectivos reglamentos y procedimientos de seguridad establecidos dentro de la Corporación. 8.3.2.1 Protección y Acceso de Personal a Instalaciones Eléctricas Puertas de Acceso Para el acceso del personal autorizado, las instalaciones eléctricas deberán contar con los accesos y puertas peatonales, así como para el ingreso y retiro de equipos conforme a lo establecido en la norma NCC-21 y el Sernageomin. La mencionada norma establece que, para los recintos eléctricos tales como las salas eléctricas, se debe considerar 2 puertas de acceso, lo que puede ser reducido a 1 puerta, en base a un análisis que determine la necesidad de incorporar una segunda puerta para salida de emergencia, dependiendo de las dimensiones del recinto y del riesgo inherente a las características y disposición de los equipos eléctricos al interior de la sala (incendio, arco eléctrico, otros). Esta definición deberá estar respaldada por un análisis de riesgo a las personas.

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Control de Acceso El sistema para el control de acceso a las instalaciones eléctricas, será el establecido en los reglamentos eléctricos de cada división. Independiente de la tecnología utilizada para el control de acceso de los recintos eléctricos, y conforme a lo establecido en la NCC-21, cada puerta de acceso debe incluir cerradura con llave por el exterior, y poder abrirse en todo momento desde el interior con facilidad (barra anti-pánico). Barreras y Cercos Perimetrales En las instalaciones tales como: Subestaciones eléctricas convencionales, de distribución, unitarias, debe contar con barreras o cercos perimetrales que impida el acceso de personas y animales, cumpliendo con lo establecido en las normas nacionales emitidas por la SEC. En subestaciones móviles, debe asegurarse que no permitan acceso a personas ni animales. Distancias de Seguridad y Barreras Los requerimientos de barreras y distancias de seguridad para protección contra contacto directo se establecen en las normativas nacionales, las cuales se encuentran informadas en la norma NCC-21. Estas distancias y el uso de barreras en instalaciones hasta 25kV, se encuentran establecidos en el punto 5.3 de la norma NSEG 20 E.p. 78 Electricidad Subestaciones Transformadoras Interiores. Para voltajes superiores se debe aplicar la normativa internacional citada en el punto 6.1. 8.3.2.2 Aislamiento y Protección Contra Contacto Directo y Arco Eléctrico Niveles de Aislación Los requerimientos de niveles de aislación se establecen en el presente documento en los respectivos capítulos de los equipos eléctricos, mediante los parámetros tales como la clase de tensión y el nivel de aislación a impulso tipo rayo (BIL). Estos valores, al igual que los demás parámetros de aislación, deben ser valores conforme a los estándares de fabricación establecidos en el punto 6.1 Normas Internacionales. Para los equipos y diseños que deban ser instalados sobre 1.000 metros sobre el nivel del mar, se debe aplicar la corrección por altitud de sus niveles de aislación, conforme a lo establecido en el anexo 1. Como resguardo a la seguridad de las personas, se refuerza lo establecido en los puntos 8.3.1.k).4 y 8.3.1.k).5, que establecen la no aceptación de equipos de menor aislación a lo requerido en los estándares, o modificados en sus aislaciones para mitigar incumplimientos

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a la normativa o a los diseños estándares. Tampoco es aceptable comprometer mayores exigencias en los niveles de mantenimiento para mitigar incumplimientos a los estándares. Los equipos eléctricos que sean adquiridos deben venir probados de fábrica, ya sea nacionales o extranjeras, y con sus respectivas certificaciones en cuanto a: BIL, voltaje aplicado a frecuencia industrial y distancia de fuga. Protección Contra Arco Eléctrico y Arc Flash Para establecer el requerimiento de protección contra arco interno, se deberá realizar un estudio que determine los niveles de protección requeridos para cada equipo, conforme a lo exigido en las normas NFPA70E y IEEE 1584, vigentes. Dado los resultados de los estudios, y antes de requerir equipos con resistencia al arco interno, se deberá aplicar medidas de diseño para la mitigación del arc-flash, considerando al menos el diseño y ajuste de las protecciones y verificando las exigencias internas de cada división para el uso de EPP adecuados, con la finalidad de cautelar tanto la seguridad de las personas como los costos de inversión de los proyectos. Como medida obligatoria, y conforme a lo establecido en la norma NFPA70 (NEC), se requiere colocar etiquetas de advertencia, con la información establecida en el estándar. 8.3.2.3 Sistemas de Protecciones Eléctricas Las protecciones de sobrecorriente y corrientes de falla, protecciones térmicas y las protecciones de sobrevoltage deben ser diseñadas conforme a los principios de protección para la seguridad de las personas establecidos en el estándar NFPA 70 y a lo establecido en el estándar IEEE 242. 8.3.2.4 Protección Contra Descargas Atmosféricas La protección contra descargas atmosféricas se diseñará conforme a lo establecido en el punto 8.23 del presente documento. 8.3.2.5 Conexiones y Derivaciones Sólidas Todo alimentador de distribución deberá conectarse a las barras del equipo de maniobras principal, mediante un equipo de desconexión del tipo desconectadores fusibles o interruptores. Para la conexión de derivaciones desde alimentadores de distribución en media y baja tensión se deberá utilizar equipos de maniobra, del tipo desconectadores fusibles o interruptores. Por motivos de seguridad a las personas, se prohíbe el diseño de derivaciones sólidas para la distribución de energía eléctrica, derivadas a partir de los terminales de entrada de

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equipos eléctricos. Los detalles de este tipo de derivaciones se encuentran indicados en el anexo 3. 8.3.2.6 Mecanismos y Dispositivos para Aislación y Bloqueo Cada dispositivo para aislar la energía eléctrica debe contar con su mecanismo para realizar el bloqueo mecánico del accionamiento que interrumpe o desconecta y aísla la energía, sin necesidad de destapar o intervenir equipo. Sólo los dispositivos de interrupción monofásicos de baja tensión podrán contar con mecanismos para el bloqueo que se instalen como accesorios en cada ocasión que sea requerido el bloqueo. El diseño del recinto debe incluir un gabinete para almacenar estos accesorios, junto con la estación para candados de bloqueo (lockout station). Los mecanismos para realizar el bloqueo mecánico de los dispositivos de interrupción o desconexión deben ser mecanismos estándar del diseño y fabricación del equipo eléctrico, no se aceptan prototipos para este mecanismo, ni soluciones adaptadas o acondicionadas en terreno. Los puntos de bloqueo de los dispositivos de interrupción o desconexión, ubicados al interior de salas o subestaciones eléctricas, deben ser identificados en el propio dispositivo, cuya identificación debe ser incorporada como un requerimiento incluido en el suministro del equipo eléctrico, conforme al estándar de diseño del fabricante. El etiquetado y señaléticas de los puntos de aislamiento y bloqueo de equipos en terreno deben ser únicos y legibles en idioma español, según DS 72. Se utilizará un desconectador cuchillo de seguridad (Safety Switch), lo más cercano al equipo accionado, en instalaciones en las que luego de un análisis se determine la necesidad de facilitar el bloqueo, ya sea por condiciones de gran distancia al punto de bloqueo del alimentador, al interior de la respectiva sala o subestación eléctrica, o por dificultades de acceso al equipo accionado. Lo anterior aplica tanto a equipos fijos como equipos móviles. 8.3.2.7 Mecanismos y Dispositivos para Detención y Parada de Emergencia Las características técnicas de las botoneras e interruptores de emergencia se encuentran establecidas en el punto 8.29.1 del presente documento. Para los dispositivos de parada de emergencia, el diseño debe ser mediante el uso de cableado en duro, directo al circuito de apertura del partidor o interruptor, esto aplica para equipos accionados cuyos dispositivos de parada se encuentren ubicados a menos de 500 metros del dispositivo de apertura.

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Para distancias mayores, se podrá utilizar dispositivos en base a bus de comunicación, que permitan llevar la señal de parada de emergencia al dispositivo de apertura por medio del sistema de control, conforme a protocolo de comunicaciones definido por la disciplina de automatización. Estos dispositivos deben cumplir con un nivel de integridad de seguridad SIL 3 conforme a estándar ANSI/ISA S84 o IEC 61508. Adicionalmente, este sistema debe incluir un módulo terminal, ubicado en las cercanías del dispositivo de apertura, que resuma las señales por comunicación y se obtenga una señal NC (contacto normalmente cerrado) para cableado en duro al circuito de apertura, de forma tal que sea un medio redundante a la señal de parada de emergencia vía sistema de control. 8.3.2.8 Elementos de Rescate y Emergencia Los elementos de rescate y emergencia para cada recinto eléctrico son definidos conforme a lo establecido en los reglamentos eléctricos de cada división, pudiendo ser elementos o kits de instalación permanente en los recintos o del tipo portátiles. 8.3.2.9 Señalización e Información La señalización e información relacionada con los riesgos de la infraestructura y recintos eléctricos debe cumplir el estándar de la División en que se ejecute el proyecto. Lo anterior aplica para los siguientes ítems: -

Letreros y señales de información y advertencia Luces pilotos indicadoras Marcas y colores de cables Demarcación de pisos en salas eléctricas

En cada recinto eléctrico se debe incluir un espacio habilitado para almacenamiento y consulta de la siguiente información técnica, de los equipos contenidos en este recinto: -

Planos unilineales Diagramas de control, medida y protección Registros de control de acceso

Cada equipo eléctrico debe incluir su respectiva placa de características, ubicada en un lugar accesible para su inspección, conforme a lo indicado en el punto 35 del presente documento. 8.3.3 Seguridad y Protección Contra Incendio de las Instalaciones Eléctricas El diseño de las instalaciones eléctricas deberá cumplir lo establecido en las Normas Corporativas:

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Seguridad, Prevención y Protección Contra Incendio en Instalaciones Eléctricas. Norma Corporativa Seguridad Contra Incendio.

Para los muros de las salas eléctricas se ha definido 120 minutos de resistencia al fuego, valor que puede ser modificado en base a un análisis de carga de fuego y un análisis de riesgos específico para la subestación, el cual debe incluir todas las demás medidas de control de incendio consideradas en el diseño. 8.3.4 Continuidad Operacional del Servicio Eléctrico El diseño de las instalaciones eléctricas deberá cumplir lo establecido en la Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio. El criterio de seguridad N-1 será aplicado en transformadores de poder principales de la faena, mientras que para los transformadores de distribución, su aplicación dependerá de lo establecido en cada proyecto, conforme al análisis de la infraestructura eléctrica para dar cumplimiento a la disponibilidad de las instalaciones y al cumplimiento de las metas de producción proyectadas. De igual forma, la aplicación del criterio de seguridad N-1 para las líneas de transmisión, quedará sujeta a la evaluación de riesgos desde el punto de vista del negocio. 8.3.5 Márgenes de Diseño para Reservas de Uso Futuro EQUIPO

CAPACIDAD DE RESERVA

LINEAS DE TRANSMISIÓN AT (*)

25%

TRANSFORMADORES (POTENCIA)

20%

ALIMENTADORES (CORRIENTE)

20%

SWITCHGEAR (INTERRUPTORES)

20 %, MÍNIMO UN (1) INTERRUPTOR

CENTRO DE CONTROL DE MOTORES: PARTIDORES

20 %, MÍNIMO UN (1) PARTIDOR DE CADA TAMAÑO

CENTRO DE CONTROL DE MOTORES Y TABLEROS: INTERRUPTORES

20 %, MÍNIMO UN (1) INTERRUPTOR DE CADA TAMAÑO

(*) Correspondiente a las líneas de transmisión principales de suministro de la faena, que conecta al Sistema Interconectado. Esta capacidad de reserva podrá ser mayor, conforme a una decisión estratégica a nivel ejecutivo, que tome en cuenta el desarrollo futuro de la faena, en base a los planes de desarrollo PND vigentes al momento de la toma de decisión.

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En cuanto a la reserva de espacios para uso futuro en las salas eléctricas, se deberá realizar un análisis caso a caso, dependiendo de la finalidad del área a la que da suministro y el crecimiento futuro proyectado. 8.3.6 Diseño a Capacidad de Instalaciones Eléctricas El diseño a capacidad de las instalaciones eléctricas se enmarca en las prácticas de incremento de valor, las que deben ser aplicadas a los diseños de todas las disciplinas, conforme al Procedimiento de Aplicación de Prácticas de Incremento de Valor SGP-GIC-MD-PRO-001, el que establece el desarrollo de registros con los resultados de esta práctica. La aplicación de esta práctica tiene por objetivo el evitar los sobredimensionamientos o excesos de capacidad, que no estén explícitamente sustentados por el alcance del proyecto o un análisis inversional del negocio. El diseño a capacidad involucra el elegir cuanta flexibilidad y capacidad de expansión en el diseño es requerida para las instalaciones, y para cada componente mayor de equipos y sistemas. Además, el adoptar diferentes factores de diseño o de seguridad son elementos críticos que se deben tener presente para el análisis de costos y riesgos del proyecto. Esta práctica es aplicable a los distintos alcances de un proyecto que incluyen equipos mayores que deben ser dimensionados. Para seleccionar la aplicación de esta práctica, se recomienda en proyectos que presentan las siguientes características: • • • • •

El proceso tiene varias etapas o subprocesos. Los costos de equipo representan una porción importante del costo total del proyecto. La capacidad de expansión adicional es crítica. Existen opciones significativas de inversión previa. Hay incremento significativo de los costos del equipo principal en puntos de capacidad específicos. 8.3.7 Espacios y Condiciones de Acceso para Operación y Mantenimiento Para la provisión de espacios y condiciones de acceso adecuados para ejecutar las actividades de operación y mantenimiento, en forma segura y expedita, se deberán considerar las siguientes distancias para los equipos que requieran acceso: -

1,0 metros para acceso posterior y laterales. 1,2 metros para acceso frontal.

Equipos que no requieran acceso posterior, o requieran una menor distancia, se deberá asegurar esta condición verificando los manuales e instructivos de instalación, montaje y mantenimiento del equipo, confirmando esta condición durante el proceso de compra. Esta definición deberá ser validada en conjunto con el área de mantenibilidad. 8.3.8 Tensiones Nominales en los Sistemas Eléctricos

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8.3.8.1 Voltajes nominales de Alta Tensión En general los voltajes nominales en Alta Tensión se encuentran determinados por las empresas generadoras que suministran energía eléctrica a la Corporación.

Tabla 7.8.1 Voltajes nominales de Alta Tensión en Sistemas Eléctricos a usar en los Proyectos de Codelco Chile a partir de 2006 Voltaje Nominal

Chuquicamata

Ministro Hales

Radomiro Tomic

Gabriela Mistral

El Salvador

Andina

Ventanas

El Teniente

220 kV

X

X

X

X

X

X

X

X

110 kV

X

X

X

66 kV

X

X

X

Para fines de diseño, se debe considerar que en la llegada de la energía eléctrica suministrada por la empresa generadora, la tensión podrá variar dentro de un rango de –10 % a +10 % de la tensión nominal, y que la frecuencia podrá variar dentro de un rango de -0,4 % a +0,4 % de su valor nominal de 50 Hz, según la Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio en los sistemas interconectados. Para corregir la variación de la tensión en la llegada de la energía eléctrica a la Planta, los transformadores de poder que la reciben deben llevar en su lado primario un cambiador de tap de operación automática bajo carga, con pasos no mayores que 1,25 %, que cubran el rango total de 20 %, con el tap inferior comenzando normalmente en el valor –10 %. Si un análisis de la regulación del voltaje del sistema que alimentará la Planta, hecho por el Proyecto en acuerdo con la empresa generadora, lo recomienda, el tap inferior podrá comenzar en un valor más conveniente, mayor o menor que –10 %.

8.3.8.2 Voltajes nominales de Media Tensión Los voltajes nominales de Media Tensión que deben ser usados en los proyectos corporativos, son los siguientes: Tabla 7.8.2 Voltajes nominales de Media Tensión de Sistemas Eléctricos a usar en los Proyectos de Codelco Chile Voltaje Nominal

Chuquicamata

Ministro Hales

Radomiro Tomic

Gabriela Mistral

El Salvador

34,5 kV

X

X

X

X

X

Andina

Ventanas

El Teniente

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Voltajes nominales de Media Tensión de Sistemas Eléctricos a usar en los Proyectos de Codelco Chile Voltaje Nominal

Chuquicamata

Ministro Hales

Radomiro Tomic

Gabriela Mistral

El Salvador

33 kV 23 kV

X

13,8 kV

X

X

6,9 kV 4,16 kV

X

X

Andina

Ventanas

El Teniente

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

8.3.8.3 Voltajes de Baja Tensión Los voltajes nominales de Baja Tensión que deben ser usados en los proyectos corporativos, son los siguientes: Tabla 7.8.3 Voltajes nominales de Baja Tensión de Sistemas Eléctricos a usar en los Proyectos de Codelco Chile Voltaje Nominal (Servicio)

Chuquicamata

Ministro Hales

Radomiro Tomic

Gabriela Mistral

400V (380V) 480V (460V)

X

600V (575V)

X

X

X

X

El Salvador

Andina

X

X

X

X

X

X

Ventanas

El Teniente

X

X

8.3.9 Niveles Básicos de Aislamiento al Impulso de Rayo (BIL) En los puntos 8.6 y 8.7 se indican los valores de BIL de las distintas Clases de Tensión de los equipos eléctricos. Para más detalles ver el Anexo 1, el que contiene los procedimientos para el cálculo de los valores de BIL que establecen las normas ANSI e IEC. 8.3.10 Distancias de Seguridad en Instalaciones Los valores de distancias de seguridad en las instalaciones eléctricas deben ser definidos por la ingeniería del Proyecto en concordancia con lo establecido en las normas pertinentes indicadas en el punto 6. 8.3.11 Factor de Potencia

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Se debe cumplir con el requerimiento establecido en la Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio vigente. Las instalaciones con voltaje superior a 100kV deberán contar con el equipamiento necesario que permita el control de voltajes y el suministro de potencia reactiva, debiendo tener en sus Puntos de Control de conexión al Sistema de Transmisión al menos un factor de potencia 0,98 inductivo, medido en intervalos integrados de 15 minutos, en cualquier condición de carga. En los casos en que el sistema eléctrico incluya rectificadores de electroobtención, cicloconvertidores o grandes accionamientos que generen distorsión armónica, este requerimiento debe ser estudiado y ejecutado junto con la solución de los filtros de armónicas. El no cumplimiento del requerimiento de factor de potencia 0,98 puede devenir en el pago de fuertes recargos por potencia reactiva en las facturas del pago mensual de la energía eléctrica consumida. 8.3.12 Regulación de Tensión 8.3.12.1 General Mediante el análisis de flujos de potencia normalmente efectuado por medio de un software tal como ETAP, EDSA o DigSILENT, se debe verificar la regulación de voltaje en cada una de las barras de los CCMs y Switchgears alimentados por las subestaciones unitarias del sistema de distribución de media tensión de la Planta. El estudio de flujos de potencia y regulación de voltaje además de la verificación de la corrección de la regulación de voltaje en cada punto del sistema eléctrico, proporciona la información sobre el tap en el que deben quedar conectados los transformadores de distribución. 8.3.12.2 En régimen permanente •

En circuitos de Fuerza: consumo.

•

En circuitos de Alumbrado: equipo de alumbrado.

Hasta 3 % entre el CCM alimentador y motor o

Hasta 3 % entre el Panel Alimentador y el

8.3.12.3 En la partida de grandes motores •

En los diseños eléctricos se debe calcular los alimentadores de los motores considerando que la máxima caída de voltaje en los bornes de los motores no sea mayor que 15 %, y simultáneamente de debe verificar y hacer las correcciones que sean necesarias para que la caída de voltaje en la barra del equipo de maniobra que lo alimenta no sea superior a 10 %.

•

Casos especiales

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En los casos de partida de motores de equipos tales como chancador primario y grandes correas, se debe verificar que la caída de voltaje máxima admisible en los bornes del motor no exceda el 10 %, en consideración a que en estos equipos el torque de partida es crítico.

8.3.13 Niveles de Cortocircuito Los cálculos de cortocircuito deberán ser efectuados por medio de un software tal como ETAP, EDSA o DigSILENT. Los equipos eléctricos deben ser diseñados para resistir la corriente instantánea máxima de cortocircuito. El cumplimiento de esta indicación debe ser verificado caso por caso. Cuando no se conoce el valor de la razón X/R se debe considerar igual a 14, para sistemas en media tensión, o igual a 5,5 para sistemas en baja tensión. 8.3.14 Distorsión Armónica 8.3.14.1 Introducción Para un adecuado diseño de los sistemas eléctricos es necesario conocer las características de generación de armónicas de los equipos que pueden producirlas, así como también las limitaciones y restricciones del nivel de contaminación por armónicas de corriente permitido en las redes eléctricas nacionales. En los estudios de armónicas se usa como referencia principal el estándar IEEE 519-2014, el cual proporciona los lineamientos específicos para los límites de distorsión por corrientes armónicas. 8.3.14.2 Estándar IEEE 519-2014 El estándar IEEE 519-2014 establece las prácticas recomendadas y los requerimientos para el control de armónicas en los sistemas eléctricos de potencia. Las prácticas recomendadas para clientes individuales describen los límites de distorsión de corriente aplicables a consumidores. Estas recomendaciones apuntan a reducir el efecto de las armónicas en cualquier punto del sistema, estableciendo límites de los indicadores de armónicas en el punto común de conexión o PCC. Los indicadores de distorsión armónica establecidos en la norma son los siguientes: Distorsión armónica total o THD Este indicador está definido por la siguiente expresión para la distorsión del voltaje:

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∑V

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2 h

= THD

h

V1

⋅ 100%

Dónde: Vh V1 h

: : :

amplitud de la componente armónica de orden h del voltaje V amplitud de la componente fundamental del voltaje V 3, 5, 7, …

Distorsión de demanda total o TDD Este indicador está definido por la siguiente expresión para la distorsión de corriente:

∑I

= TDD

h

IL

2 h

⋅ 100%

Dónde: Ih IL

: :

h

:

amplitud de la componente armónica de orden h de la corriente I amplitud de la componente fundamental de la demanda máxima de la corriente I (demanda de 15 o 30 minutos) 3, 5, 7, …

8.3.14.3 Prácticas recomendadas La distorsión armónica del voltaje es una función matricial de las corrientes armónicas inyectadas y de las impedancias del sistema para cada frecuencia armónica, de manera que estableciendo límites a las corrientes armónicas generadas por los consumidores individuales es posible disminuir la distorsión de los voltajes. Para disminuir la distorsión armónica del voltaje se ha adoptado como estándar limitar individualmente las armónicas de voltaje a valores comprendidos entre 01% y 3% de la fundamental, mientras la distorsión armónica total THD es limitada a 5%, y todo ello según sea la magnitud de la Razón de Cortocircuito (SCR) en el punto común de conexión del sistema eléctrico. La Tabla 10-1 y la Tabla 11-1 de la norma IEEE Std 519-2014 indican los valores máximos que pueden alcanzar los armónicos inyectados a un sistema eléctrico en función de la SCR y en función del nivel de voltaje del sistema eléctrico.

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Tabla 7.14.3-1 (Tabla 10-1 de IEEE 519) SCR en PCC

Máximo individual de armónica de voltaje (%)

Consideraciones

10

2,5 – 3,0

Sistema dedicado

20

2,0 – 2,5

50

1,0 – 1,5

100

0,5 – 1,0

1000

0,05 – 0,10

1 a 2 consumidores grandes Unos pocos consumidores grandes 5 a 20 consumidores medianos Muchos consumidores pequeños

Tabla 7.14.3-2 (Tabla 11-1 de IEEE 519 Límites de Distorsión de Voltajes) Voltaje de barra en el PCC

Máximo individual de armónica de voltaje (%)

THD (%)

Hasta 1 kV Sobre 1 kV y hasta 69kV Mayores a 69kV hasta 161kV Mayores a 161kV

5,0 3,0 1,5 1,0

8,0 5,0 2,5 1,5

Las siguientes tablas de la norma IEEE 519-2014 contienen las recomendaciones para limitar las armónicas en el “peor caso” de una operación normal, considerando condiciones de operación que permanecen tiempos mayores que una hora. Para condiciones que permanecen tiempos del orden del minuto o menos, estos límites pueden ser excedidos en un 50 %.

Tabla 7.14.3-3 (Tabla 10-3 de IEEE 519) Distorsión Máxima de Corrientes Armónicas en porcentaje de I L (120V hasta 69kV) I SC /I L <20* 20<50 50<100 100<1000 >1000

Orden de armónica (impares) < 11 4,0 7,0 10,0 12,0 15,0

11≤h<17 2,0 3,5 4,5 5,5 7,0

17≤h<23 1,5 2,5 4,0 5,0 6,0

23≤h<35 0,6 1,0 1,5 2,0 2,5

35 ≤ h 0,3 0,5 0,7 1,0 1,4

TDD 5,0 8,0 12,0 15,0 20,0

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Tabla 7.14.3-4 (Tabla 10-4 de IEEE 519) Distorsión Máxima de Corrientes Armónicas en porcentaje de I L (mayor a 69kV hasta 161kV) I SC /I L <20* 20<50 50<100 100<1000 >1000

Orden de armónica (impares) <11 2,0 3,5 5,0 6,0 7,5

11≤h<17 1,0 1,75 2,25 2,75 3,5

17≤h<23 0,75 1,25 2,0 2,5 3,0

23≤h<35 0,3 0,5 0,75 1,0 1,25

35≤h 0,15 0,25 0,35 0,5 0,7

TDD 2,5 4,0 6,0 7,5 10,0

35≤h 0,15 0,22

TDD 2,5 3,75

Tabla 7.14.3-5 (Tabla 10-5 de IEEE 519) Distorsión Máxima de Corrientes Armónicas en porcentaje de I L (mayor a 161kV) I SC /I L <50 ≥50

Orden de armónica (impares) <11 2,0 3,0

11≤h<17 1,0 1,5

17≤h<23 0,75 1,15

23≤h<35 0,3 0,45

Para estas tablas IEEE 519 establece: • • •

Las armónicas pares están limitadas al 25% de los límites para armónicas impares. Las distorsiones de corriente que dan lugar a componentes de corriente continua, por ejemplo en rectificadores de media onda, no son permitidas. Todos los equipos de generación están limitados a estos valores de distorsión de corriente, independiente de la SCR.

8.3.14.4 Normativa nacional Las siguientes tablas del Reglamento de la Ley General de Servicios Eléctricos – Decreto Supremo N° 327, indican las exigencias de calidad de servicio y los límites de corrientes armónicas aplicables a sistemas de potencia.

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Tabla 7.14.4-1 MAXIMA DISTORSION DE ARMONICAS DE CORRIENTE PARA ARMONICAS IMPARES Isc / IL H < 11 11≤ H <17 17≤ H <23 23≤ H <35 H > 35 Índice Distorsión % ≤ 20 4.0 2.0 1.5 0.6 0.3 5.0 20 – 50 7.0 3.5 2.5 1.0 0.5 8.0 50 – 100 10.0 4.5 4.0 1.5 0.7 12.0 100–1000 12.0 5.5 5.0 2.0 1.0 15.0 ≥ 1000 15.0 7.0 6.0 2.5 1.4 20.0 Las armónicas pares están limitadas al 25% de los límites establecidos para las armónicas impares. Todos los equipos de generación de potencia están limitados a los valores indicados de distorsión armónica de corriente, independiente de la razón Isc / IL. Dónde: Isc = Máxima corriente de cortocircuito en el Punto Común de Conexión (PCC). IL = Corriente nominal de carga (a 50 Hz) en el PCC. Para el caso de Clientes en PCC’s comprendidos entre 69 kV y 154 kV, los límites son el 50% de los límites establecidos en la Tabla. Para el caso de Clientes en PCC’s superiores a 154 kV, se aplicarán los límites de 110 kV en tanto el Ministerio de Economía, no fije la Normativa respectiva.

Tabla 7.14.4-2 Armónicas impares múltiplos ≠ de 3 Orden 5 7 11 13 17 19 23 25 > 25

Armónica tensión % ≤ 110kV < 110Kv 6 2 5 2 3.5 1.5 3 1.5 2 1 1.5 1 1.5 0.7 1.5 0.7 0.2+1.3* 0.2+0.5* 25/h 25/h

Armónicas impares múltiplos de 3 Orden 3 9 15 21 > 21

Armónica tensión % ≤ 110kV < 110Kv 5 2 1.5 1 0.3 0.3 0.2 0.2 0.2 0.2

Armónicas pares Orden 2 4 6 8 10 12 > 12

Armónica tensión % ≤ 110kV < 110Kv 2 1.5 1 1 0.5 0.5 0.5 0.2 0.5 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2

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8.3.15 Clasificación de Áreas de Riesgo La clasificación de los lugares de instalaciones como áreas de riesgo debe ser de acuerdo con:

8.4

•

Lo que establece el NEC en sus artículos 500 al 504, que cubren los requerimientos eléctricos para los equipos y cableados en todos los voltajes, en Clase I Divisiones 1 y 2; Clase II Divisiones 1 y 2; y Clase III Divisiones 1 y 2, donde puede haber riesgo de incendio o explosión debido a gases o vapores, líquidos inflamables, polvo combustible, fibras inflamables.

•

Lo que establece la norma NFPA 36 Standard for Solvent Extraction Plant, 2004 Edition

•

Lo que establece la norma corporativa NCC 22. Norma sobre Plantas de Extracción de Cobre por Solvente Electro-Obtención.

•

La condición adicional que las áreas de lixiviación, extracción por solventes, patio de estanques y electroobtención deben ser consideradas áreas con ambiente corrosivo.

Eficiencia Energética

8.4.1 General La norma corporativa NCC32 de Eficiencia Energética en Proyectos de Inversión busca asegurar la incorporación de criterios de eficiencia energética en los diseños de los proyectos mediante el análisis multidisciplinario del uso de la energía. En el ámbito del diseño de la disciplina eléctrica, la norma indica dos campos principales de requerimientos: el Sistema de Gestión de Indicadores de Eficiencia Energética y la Eficiencia Energética del Sistema Eléctrico. 8.4.2 Sistema de Gestión de Indicadores de Eficiencia Energética El Sistema de Gestión de Indicadores de Eficiencia Energética radica en los sistemas informáticos de la planta, y sus requerimientos de diseños son definidos por el Equipo de Eficiencia Energética del proyecto. Sin embargo, para los Indicadores de Eficiencia Energética definidos por el proyecto y cuyo alcance esté dentro del diseño del Sistema Eléctrico se deberá disponer de las mediciones de energía consumida por los procesos. Estas mediciones deberán ser adquiridas y centralizadas por el sistema SCADA eléctrico para las tensiones superiores o iguales a 13,8 kV, las cuales quedarán disponibles en los registros de bases de datos del sistema para ser comunicadas a los sistemas de información del Sistema de Indicadores de Eficiencia Energética.

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La información requerida de sistemas de tensión inferior a los 13,8 kV debe ser obtenida a través del Sistema de Control. 8.4.3 Eficiencia Energética del Sistema Eléctrico En un proyecto, desde el punto de vista de la Eficiencia Energética del Sistema Eléctrico, se deben analizar las pérdidas de energía, a partir del punto en que se recibe la energía eléctrica suministrada por la empresa generadora. En el presente criterio se adoptan los criterios establecidos en el documento SGP-02EENCRTTC-00001 Criterio de Diseño Eficiencia Energética, y se establecen en forma complementaria los siguientes requerimientos de Eficiencia Energética para el Sistema Eléctrico: -

Criterio para determinar las secciones de los conductores. Criterio para el requerimiento de motores de alta eficiencia. Criterio para la selección de equipos de iluminación eficiente. Criterio para la evaluación y adquisición de equipos eléctricos.

8.4.3.1 Determinación de las secciones de los conductores Para determinar las secciones de los conductores, y en forma adicional al cumplimiento de los requerimientos de diseño establecidos en presente documento, conforme a la normativa nacional e internacional aplicable, se deberá cumplir con el siguiente Criterio de Eficiencia Energética: a) b)

Siendo S1 la menor sección del conductor que cumple los requerimientos técnicos normativos de diseño. Se selecciona el conductor con una sección igual o mayor a S1, que minimice el valor de la suma {Costo de capital + Costo de Pérdidas, en la vida útil de la Planta}.

Normalmente los cables se compran especificando la sección S1, cumpliendo solamente el requerimiento a). Sin embargo, para cumplir con la Norma Corporativa de Eficiencia Energética en proyectos de inversión se debe cumplir también el requerimiento b). 8.4.3.2 Motores de Alta Eficiencia El requerimiento de alta eficiencia para motores de baja tensión corresponde como mínimo a alguno de los siguientes tipos, conforme a estándar: -

Nema Premium, conforme a estándar NEMA MG1. Nivel IE3, conforme a estándar IEC 60034-30.

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El uso de motores de baja tensión de eficiencia superior queda sujeto a la evaluación de la suma {Costo de capital + Costo de Pérdidas, en la vida útil de la Planta}, en la evaluación de las ofertas de los proveedores. Para motores de media tensión no se establece un requerimiento mínimo de alta eficiencia, conforme a estándar, sin embargo la alta eficiencia de los motores, por sobre la eficiencia estándar, debe ser evaluada considerando la suma {Costo de capital + Costo de Pérdidas, en la vida útil de la Planta}, en la evaluación de las ofertas de los proveedores. 8.4.3.3 Equipos de iluminación eficiente Los tipos de luminarias se encuentran establecidos en el punto 8.25.2 del presente documento, en donde se establece que el uso de otros equipos de iluminación, que sean de mayor eficiencia energética, será determinado conforme a lo establecido en el Criterio de Diseño de Eficiencia Energética, SGP-02EEN-CRTTC-00001. De este modo, el uso de tecnologías más eficientes, como LED o de inducción magnética quedan permitidas en cuanto cumplan todos los requisitos normativos y los establecidos en el presente documento, junto con respaldar su uso conforme a lo establecido en el Manual de Eficiencia Energética SGP-02EEN-GUITC-00001. 8.4.3.4 Evaluación y adquisición de equipos eléctricos En la selección y adquisición de los motores, equipos y conductores relacionados con grandes consumos de energía, se debe hacer una evaluación que incluya las pérdidas a lo largo de la vida útil de la Planta, evaluando la suma {Costo de capital + Costo de Pérdidas (incluyendo equipos auxiliares), en la vida útil de la Planta}, en la evaluación de las ofertas de los proveedores. Para cumplir con lo anterior, en las especificaciones técnicas de los equipos eléctricos, se debe pedir y señalar a los fabricantes: •

Que garanticen los valores de las pérdidas totales del equipo ofrecido.

•

Que en la evaluación económica de su oferta, el valor neto actualizado de las pérdidas garantizadas será calculado con el valor neto actualizado de pérdidas del Proyecto, y agregadas al precio del equipo. Ver punto 8.4.3.5.

•

Que en el caso que no se cumplan los valores garantizados de rendimiento, se aplicará una multa igual a la diferencia {kW de pérdidas garantizadas - kW de pérdidas efectivas}, multiplicada por el valor neto actualizado de pérdidas del Proyecto. Ver punto 8.4.3.5.

8.4.3.5 Valor neto actualizado de las pérdidas en el sistema eléctrico

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Los equipos indicados en la tabla siguiente deberán ser evaluados con el VAC de EE, e incluidos en la evaluación económica, conforme a lo establecido en la Norma NCC-32 y en el Criterio de Diseño de Eficiencia Energética, SGP-02EEN-CRTTC-00001. Equipo

Evaluación de Pérdidas

Transformadores (potencia y distribución)

US$/kW _____ (Por Proyecto)

Rectificadores de EW

US$/kW

“

Variadores de Frecuencia y Cicloconvertidores

US$/kW

“

Motores M.T. y B.T.

US$/kW

“

Barras de Corriente Continua

US$/kW

“

Barras y Cables Alimentadores de Fuerza

US$/kW

“

La evaluación del VAC de EE para otros equipos deberá ser determinada caso a caso, y en cada proyecto, conforme a la magnitud de las pérdidas de energía involucradas.

8.5

SISTEMA DE SUPERVISIÓN, CONTROL Y ADQUISICIÓN DE DATOS

8.5.1 Sistema SCADA en Proyectos de Ampliación Cuando el proyecto en desarrollo corresponda a una ampliación de una unidad productiva existente, los criterios y requerimientos a considerar para la especificación del sistema de supervisión, control y adquisición de datos, SCADA, serán aportados por la División o por el Centro de Trabajo correspondiente. 8.5.2 Sistema SCADA en Proyectos nuevos Deben ser considerados los siguientes aspectos: 8.5.2.1 Norma Técnica de Calidad y Seguridad de Servicio

•

Cumplimiento de la Norma Técnica de Calidad y Seguridad de Servicio, referente a las exigencias del Centro de Despacho Económico de Carga, CDEC, a los propietarios no regulados de las instalaciones sujetas a la coordinación de la operación de los sistemas eléctricos interconectados. o o o o

Cumplir con las exigencias de diseño y mantenimiento de sus instalaciones. Cumplir con las exigencias del CDEC. Cumplir con la entrega de la información técnica requerida por la Dirección de Planificación (DP) y por la Dirección de Operaciones (DO) del CDEC. Disponer de los medios necesarios para ejercer un adecuado Control de Tensión y de Frecuencia.

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Disponer de los medios necesarios ejecutar un Esquema de Desconexión de Automática de Carga (EDAC), por sub-frecuencia o sub-tensión.

Información Técnica de las instalaciones Información del Sistema de Control estadístico de las instalaciones Estudios de Esquemas de Desconexión Automática de Carga (EDAC) Estudios de Plan de Recuperación del Sistema (PRS) Estudios de Control de Frecuencia y Requerimientos de Potencia Reactiva Procedimientos a emplear con la Dirección de Operación del CDEC.

Los proyectos deben diseñar y construir las facilidades que sean necesarias para ejecutar los siguientes requerimientos de los Sistemas Interconectados: o o o o o o

o o o o o •

Rev.

Los proyectos deben diseñar y construir las facilidades que sean necesarias para obtener y hacer entrega de la siguiente información técnica requerida por el CDEC: o o o o o o

•

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Cumplimiento de los estándares de calidad del servicio. Ejecución del Esquema de Desconexión de Automática de Carga (EDAC), por sub-tensión. Ejecución del Esquema de Desconexión de Automática de Carga (EDAC), por subfrecuencia. Contar con un sistema de comunicaciones para entregar variables y entradas al CDEC. Disponer de señales que permitan monitoreo y control en tiempo real (TR) para gestión de: Control de Frecuencia, Control de Tensión y el Plan de Recuperación del Sistema. Sistema de Información en Tiempo Real (SITR) para transmisión de datos con un 99,5% de disponibilidad, incluyendo sistema de monitoreo, control y comunicaciones de Voz, para coordinación de las operaciones. Se requieren sistemas de comunicaciones redundantes. Los sistemas de medición deberán ser Clase 2, según norma ANSI o mejor. Se requieren Sistemas de Información respaldados. Se requiere sincronización horaria con el CDC, (Centro de Despacho de Carga) con un error mínimo de ± 5 [ms.] Se requiere acceso a base de datos del SITR, por parte del CDC, en menos de 10 [ms].

Los sistemas de Monitoreo y Control, deben permitir auditar la operación del sistema por parte del CDEC, y cumplir con: o o o o o o

Almacenar los registros que permitan verificar la operación de protecciones. Verificar el desempeño de los EDAC por sub-frecuencia y sub-tensión. Desempeño del Control de Frecuencia y Tensión. Desempeño del control del Plan de Recuperación del Sistema Verificar Control Primario de frecuencia controlando y registrando: Estatismo permanente y Banda Muerta. Verificar Control Secundario de Frecuencia, mediante la medición de: Voltaje en barras, Potencia Activa/Reactiva, Frecuencia, parámetros Termodinámicos.

8.5.2.2 Gestión energética

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8.5.2.2.1

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General

Para la gestión energética se deberá disponer de una sala o recinto (nueva o existente) para la función Administración de Energía, cuya finalidad es la operación del sistema eléctrico por personal de Suministro Eléctrico de la planta. En ella se instalará el sistema SCADA eléctrico y se coordinarán las acciones para: o o o

La gestión con el CDC del CDEC. El control de demanda máxima. Los indicadores de eficiencia energética.

8.5.2.2.2

Control de demanda máxima.

El sistema SCADA deberá permitir realizar la supervisión de demanda mediante la adquisición, el registro y el monitoreo de los consumos y demandas de las distintas áreas de la planta. El sistema SCADA deberá permitir realizar el control de demanda máxima en forma automática mediante el procesamiento del control en las RTUs. Adicionalmente es posible considerar equipos Controladores de Demanda Máxima dedicados. El control de demanda máxima en forma manual se realizará mediante acciones de comunicación que permitan la coordinación centralizada de los consumos y demandas de las distintas áreas de la planta. 8.5.2.2.3

Indicadores de eficiencia energética.

De acuerdo a lo requerido en la norma NCC32, para los indicadores de eficiencia energética definidos por el proyecto y para los cuales la variable energía esté dentro de los límites de batería de adquisición del SCADA eléctrico, el sistema deberá: o o

Adquirir, registrar y dejar disponibles en bases de datos la información necesaria para elaborar estos indicadores. Tener la capacidad de comunicación con los sistemas de información definidos por la disciplina de informática, sistemas en los cuales radica la gestión de indicadores energéticos.

8.5.2.2.4

Comando de equipos eléctricos

•

El sistema SCADA deberá tener a lo menos funciones de comando para los equipos de la S/E Principal y el Sistema de Distribución de la planta y distribución Mina

•

Los equipos a considerar son aquellos que dispongan de la capacidad de comando tales como interruptores, desconectadores y seccionadores de alta y media tensión, y cambiadores de tap de transformadores de poder. Este requerimiento aplica a equipos de maniobras principales del La impresión de este documento se considera una COPIA NO CONTROLADA; su versión vigente está disponible en la Biblioteca SGP. Se prohíbe su reproducción y exhibición, sin el consentimiento de CODELCO Chile.

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sistema de distribución, no es requerimiento obligatorio en subestaciones de distribución secundaria. •

También se deben incluir los comandos necesarios para la lógica de control en modo local o remoto desde el SCADA eléctrico, además de todos los comandos necesarios para dar cumplimiento a la Norma Técnica de Calidad y Seguridad de Servicio. 8.5.2.2.5

Adquisición de variables eléctricas

•

El SCADA eléctrico tendrá la capacidad para adquirir la medición de todas las variables y parámetros necesarios para dar cumplimiento a la Norma Técnica de Calidad y Seguridad de Servicio.

•

Además, el sistema SCADA deberá adquirir a lo menos las siguientes variables eléctricas de la S/E Principal y el Sistema de Distribución de la planta y distribución Mina. o o o o

Todos los estados de los interruptores, desconectadores y seccionadores de alta y media tensión, y cambiadores de tap de transformadores de poder. Todas las alarmas de los paneles y relés de protección de los equipos. Todos los estados y alarmas de los equipos que componen los Servicios Auxiliares. Las mediciones de las variables eléctricas: potencia activa, potencia reactiva, potencia aparente, energía, factor de potencia, voltajes, corrientes, frecuencia, armónicos.

Este requerimiento aplica a equipos de maniobras principales del sistema de distribución, no es requerimiento obligatorio en subestaciones de distribución secundaria. •

En caso que no se disponga de las capacidades de medición en partes del sistema de distribución se deberán adquirir las variables eléctricas en la celda de entrada del primer equipo aguas abajo que disponga de las mediciones y comunicaciones requeridas. El límite máximo para la adquisición de variables eléctricas por el sistema SCADA es hasta la celda de entrada de los centros de control de motores. Ejemplo: Para S/E Unitarias con celda de entrada tipo desconectador fusible sin medidores se deberá adquirir la medición en la celda de entrada del equipo alimentado aguas abajo (Centro de Control de Motores o Centro de Distribución de Carga). 8.5.2.3 Arquitectura

•

El sistema SCADA eléctrico será independiente del Sistema de Control Central de procesos (SCC), pero tendrá comunicación con él sólo para compartir información.

•

El sistema SCADA se comunicará con el CDC del CDEC de acuerdo a los protocolos de comunicación definidos por la norma.

•

El sistema SCADA incluirá al menos los siguientes componentes: La impresión de este documento se considera una COPIA NO CONTROLADA; su versión vigente está disponible en la Biblioteca SGP. Se prohíbe su reproducción y exhibición, sin el consentimiento de CODELCO Chile.

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o o o o

o o o o

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Estaciones de operación: para la supervisión y comando de los equipos eléctricos y para el despliegue de pantallas e información de variables, alarmas y estados. Estaciones de ingeniería: para la configuración y diseño de las aplicaciones del sistema. Servidores de datos: para las aplicaciones del sistema, registro de datos y comunicaciones al SCC y para las comunicaciones con el CDC del CDEC. RTUs: para el comando y procesamiento del control, para la adquisición y comunicación de variables (Gabinetes, módulos de procesamiento, módulos de entradas/salidas, módulos de comunicación). Red de comunicaciones (Gabinetes, interfases, accesorios y cables). Software: (Licencias de aplicaciones del SCADA para estaciones de operación, de ingeniería, servidores, bases de datos, registros históricos, drivers de comunicaciones) Impresoras y unidades de grabación de datos. Consolas de operación ergonométricas.

•

La arquitectura de la parte del SCADA que comanda y adquiere datos de los equipos de la S/E Principal deberá tener una topología redundante.

•

La topología de la red de comunicaciones del SCADA será definida por la disciplina de comunicaciones.

•

El sistema SCADA deberá tener la capacidad de autodiagnóstico en forma continua para detectar fallas en todos sus componentes, generando alarmas y reportes en las estaciones de operación.

•

La alimentación eléctrica del sistema SCADA ubicado en la sala o recinto para la función de Administración de la Energía (servidores, equipos de comunicación, estaciones de operación/ingeniería, otros) deberá realizarse mediante UPS con autonomía de 60 minutos y respaldada por el generador de emergencia de la S/E Principal. La alimentación eléctrica de las RTU, y para las señales de las tarjetas de entradas/salidas de estas unidades, ubicadas en las salas eléctricas, deberá realizarse mediante el conjunto cargador - banco de baterías en 125VDC de cada sala.

•

Se deberá considerar un margen de reserva de 20% en las capacidades de procesamiento y entradas/salidas de las RTU.

8.6

TRANSFORMADOR DE PODER

8.6.1 General Son transformadores de poder los transformadores en los que uno o más de sus enrollados operan a un voltaje nominal superior a 52 kV. Los transformadores de poder deben tener cambiador de tap bajo carga, automático, cubriendo un rango total de 20%, con pasos de regulación no mayor que 1,25%, con el tap inferior La impresión de este documento se considera una COPIA NO CONTROLADA; su versión vigente está disponible en la Biblioteca SGP. Se prohíbe su reproducción y exhibición, sin el consentimiento de CODELCO Chile.

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comenzando normalmente en el valor -10%. Si un análisis técnico lo recomienda, el Proyecto podrá determinar que el tap inferior comience en un valor más conveniente, mayor o menor que -10%. También se considera como transformadores de poder a los siguientes: i)

Los transformadores especiales que son parte integral de rectificadores de electroobtención y de electrorrefinación, con la indicación que son transformadores de poder de rectificadores.

ii)

Los transformadores especiales que son parte integral de cicloconversores, con la indicación que son transformadores de poder de cicloconversores. El diseño debe contemplar en forma relevante una alta eficiencia, evaluada conforme a lo indicado en el punto 8.4.3.4 y 8.4.3.5.

8.6.2 Conexión de los enrollados Para tensiones iguales y menores que 230 kV la conexión de los enrollados de los transformadores de poder debe ser delta/estrella grupo 1, con neutro accesible mediante bushing para conectarlo a la malla de tierra a través de una resistencia que limite de la corriente de falla a tierra a 200 A, con una capacidad de disipación durante 10 segundos. Si en el futuro una empresa generadora y/o distribuidora suministra energía eléctrica a la Corporación a una tensión mayor que 230 kV, la conexión de los enrollados de los correspondientes transformadores de poder deberá ser definido por la ingeniería del proyecto en acuerdo con la empresa generadora y/o distribuidora 8.6.3 Tensiones nominales de los enrollados 8.6.3.1 En transformadores de poder de subestaciones principales •

La tensión nominal del enrollado primario es definida por la empresa generadora y/o transmisora, en acuerdo con el Proyecto.

•

La tensión nominal del enrollado secundario es definida por el Proyecto, según los voltajes de Media Tensión señalados en el presente Criterio de Diseño.

Para especificar la tensión nominal de los enrollados de los transformadores se debe utilizar los valores establecidos en las tablas del punto 8.3.8 del presente Criterio de Diseño. No se debe utilizar o confundir la tensión nominal de los enrollados de los transformadores con la tensión máxima o clase de tensión definida para equipos de maniobra. 8.6.3.2 Nivel básico de aislamiento al impulso de rayo (BIL)

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En la siguiente Tabla 10.3.2–1 se indica los BIL para las diferentes tensiones nominales, los que son válidos hasta 4500 metros sobre el nivel del mar.

Tabla 10.3.2–1 Tensión nominal del enrollado primario kV 66 110 220

(1)

Tensión nominal del enrollado secundario kV 13,8 23 33 34,5 -

BIL (interno) Ver nota (1)

BIL Bushings Ver nota (2)

kV 110 150 200 200 350 550 950

kV 110 150 200 200 350 550 950

Debido a que la aislación del transformador es el aceite que está dentro de él y a que éste no interactúa con el aire, se acostumbra a nombrar “BIL interno” a su BIL. Como criterio, se debe especificar el BIL más alto de la Clase de Tensión que le corresponde, y si el nivel de descargas atmosféricas por año en el lugar de instalación es mayor que dos, se recomienda especificar el BIL superior que sigue al más alto de la Clase de Tensión que le corresponde.

(2)

Se recomienda especificar para los bushings el mismo BIL del transformador, y especificar su distancia de fuga, considerando la corrección por altitud y el nivel de contaminación ambiental.

Los únicos componentes del transformador que deben ser derrateados por altitud son sus bushings. El cálculo de la distancia de fuga se indica en el Anexo 1.

8.7

TRANSFORMADOR DE DISTRIBUCIÓN

8.7.1 General Son transformadores de distribución: Los transformadores en los que todos sus enrollados operan a Media Tensión y/o Baja Tensión, con la excepción de los transformadores de rectificadores de poder y de cicloconversores que se denominan transformadores de poder de los respectivos equipos. El diseño debe contemplar en forma relevante una alta eficiencia, evaluada conforme a lo indicado en el punto 8.4.3.4 y 8.4.3.5.

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8.7.2 Conexión de los enrollados La conexión del primario debe ser delta/estrella grupo 1, con neutro accesible mediante bushing. Si el secundario es de baja tensión su neutro se conectará sólidamente a tierra. Si el secundario es de 4,16 kV o 6,9 kV, y no alimenta equipos mineros móviles, su neutro se conectará a la malla de tierra a través de una resistencia que limite de la corriente de falla a tierra a 400 A, con una capacidad de disipación durante 10 segundos. Si el secundario es de 4,16 kV o 6,9 kV, y alimenta equipos mineros móviles, su neutro se conectará a la malla de tierra a través de una resistencia que limite de la corriente de falla a tierra a 25 A, con una capacidad de disipación durante 10 segundos. 8.7.3 Tensiones nominales de los enrollados Tensión nominal del enrollado primario: •

Queda definida por la tensión nominal del secundario del transformador de poder que los alimenta.

Tensión nominal del enrollado secundario: •

Es definida por el Proyecto según los voltajes de Media Tensión o Baja Tensión señalados por el presente criterio de diseño.

8.7.4 Nivel básico de aislamiento al impulso de rayo, BIL En la siguiente Tabla 11.4–1 se indica los BIL para las diferentes tensiones nominales, los que son válidos hasta 4.500 metros sobre el nivel del mar. Tabla 11.4–1 Tensión nominal del enrollado kV 4,16 6,9 13,8 23 33 34,5

BIL Requerido

BIL Requerido para bushings

kV 60 75 95 125 170 170

kV 60 75 95 125 170 170

El procedimiento para determinar el BIL interno del transformador, el BIL de los bushings y la distancia de fuga de los bushings, es igual al indicado para el transformador de poder. 8.7.5 Transformadores secos

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8.7.5.1 General Los transformadores secos son generalmente aplicados en lugares donde se requiere un mínimo de condiciones de riesgo. Son construidos con materiales diseñados para operar a altas temperaturas. Los transformadores secos son diseñados para operar a altitudes de hasta 1000 m. La operación a alturas superiores a 1000 m requiere de precauciones especiales. Adicionalmente al derrateo del aislamiento se debe derratear la potencia del transformador. El diseño debe contemplar en forma relevante una alta eficiencia. 8.7.5.2 Clases de aislación Las clases de aislamiento más comunes en transformadores secos son: Elevación temperatura promedio en los enrollados C° 150 110 90 180 140 115 200 160 130 220 180 150 La temperatura máxima no debe exceder de 40°C, con un promedio diario de 30°C. Si la temperatura promedio diario es >30°C se debe disminuir la carga bajo la nominal. Si la temperatura promedio diario es <30°C se puede aumentar la carga sobre la nominal. Clase de temperatura Sistema de aislamiento C°

Elevación de temperatura C°

8.7.5.3 Influencia de la temperatura ambiente Carga continua con autoenfriamiento en base a la temperatura ambiente promedio Tipo de unidad

Ventilado auto-enfriado Sellado auto-enfriado

Máxima temperatura Máxima temperatura de punto más caliente de punto más caliente a temp ambiente de 30°C 150 140 180 170 220 210 150 140 180 170 220 210

% de incremente de kVA nom Para temp ambiente <30°C (0,57) (0,43) (0,35) (0,65) (0,49) (0,40)

Se debe tener cuidado con la condición adicional de las normas europeas que incluyen la condición de una temperatura promedio anual de 20°C. 8.7.5.4 Influencia de la altitud En el transformador en aceite la altitud no afecta su aislación interna y su efecto sobre la capacidad de enfriamiento es incluido por el fabricante en el diseño de los radiadores.

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En el transformador seco la altitud afecta su aislación en las partes en que están en contacto con el aire, y su efecto sobre la capacidad de enfriamiento debe ser incluido por el fabricante en el diseño de todo el transformador en una forma más amplia y más complicada que en el transformador en aceite. Para incluir los efectos de la altitud sobre las partes expuestas en aire, se deberán derratear los niveles de esta aislación del transformador, y por consecuencia, se deberá especificar los niveles de aislación ya derrateados a la altura de instalación, estableciendo el mismo nivel derrateado para la aislación de todo el transformador (interna y externa). En el anexo I se indica el procedimiento de cálculo para aplicar el derrateo por altitud. En el transformador seco la humedad y la polución del aire tienen un efecto nocivo notablemente mayor que en el transformador en aceite. En consecuencia, el uso de unidades con ventilación forzada está permitido en ambientes libres de polvo o en recintos con control de polvo, al interior de salas eléctricas. 8.7.5.5 Cargas durante un tiempo corto El transformador seco puede ser cargado sobre su potencia nominal sin sacrificio de su vida útil, si las cargas y los factores de corrección por altitud son de acuerdo con lo indicado en los puntos 3.3, 3.4, 3.5 y 3.6 y según las Tablas 4, 5 y 6 de la norma IEEE C57.96-1999. La determinación de las condiciones y valores de la operación del transformador seco en el entorno de su potencia nominal requiere una dedicación especial. 8.8

SUBESTACIÓN UNITARIA

8.8.1 Subestación Unitaria para Montaje a la Intemperie 8.8.1.1 General Diseñadas y fabricadas conforme a estándar ANSI/IEEE C37.121 - IEEE Guide for Switchgear Unit Substation – Requirements. Los equipos fabricados e integrados bajo este estándar deben tener los certificados de sus pruebas de diseño tipo y de rutina, para satisfacer los requerimientos propios del estándar. Respecto a los niveles de aislación, se reitera lo establecido en el punto 8.3.1, k) 5, del presente criterio, que establece como requisito de aceptación, para diseños no probados o prototipos de este tipo de suministro, la realización de las Pruebas Dieléctricas de Tipo y de Rutina del diseño integrado, conforme a estándar. Características típicas: • •

Celda de entrada de Media Tensión. Transformador de Distribución.

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Caja de bushings secundarios. Para operación a la intemperie.

8.8.1.2 Celda de entrada • Si la potencia de la S/E es igual o menor a 2MVA

Seleccionar de las siguientes posibilidades: • Desconectador en Aire + Fusibles + Puesta a Tierra. • Desconectador en SF6 + Fusibles + Puesta a Tierra. • Desconectador en Vacío + Fusibles + Puesta a Tierra. •

Si la potencia es superior a 2 MVA Tiene cumplir las siguientes características: • Interruptor automático, al vacío o en SF6. • Montaje fijo. • Accionamiento manual, por energía almacenada en resortes. • Transformador de corriente en dos o en tres fases. • Transformadores de potencial, dos conectados en delta abierta. • Relé de protección convencional si se dispone de tensión auxiliar de 125VDC, con comunicación mediante protocolos SCADA o buses de campo aplicados al control de procesos industriales, como por ejemplo: IEC 61850, Profibus DP, DeviceNet. • Relé de protección especial si no se dispone de tensión auxiliar de 125VDC, alimentado desde los TTCC y con dispositivo “Capacitor Trip” para suministrar la energía para la bobina de disparo del interruptor. • Gabinete: - Autosoportado. Para montaje sobre radier. - Grado de Protección NEMA 4 con tratamiento de pintura para ambiente corrosivo. - De plancha de acero de espesor mínimo 2,5mm. - Con puerta de dos hojas. Cada hoja de ancho máximo 500mm. Cada hoja con ventana con vidrio inastillable de Ancho mínimo 25cm x Alto mínimo 35cm. • Como equipo completo el BIL y la Clase de Tensión deben ser de acuerdo a la norma ANSI C37.20.2 y según la altitud de operación. No se admite el uso de pararrayos para alcanzar el nivel de BIL requerido.

8.8.1.3 Transformador

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Características generales: • • • • • • • • • •

•

•

•

Para servicio a la intemperie. Con tanque sellado. Con cambiador de taps sin carga manual. Con radiadores soldados al tanque, para enfriamiento por convección natural de aire. Aislante, aceite mineral. Diseñado para aumento de temperatura de 65°C. Con dos enrollados. Primario en delta y secundario en estrella. Si su secundario es de Baja Tensión, su neutro es conectado sólidamente a tierra. Si su secundario es de Media Tensión, su neutro es conectado a tierra a través de una resistencia. Si el secundario es de 4,16 kV o 6,9 kV, y no alimenta equipos mineros móviles, su neutro se conectará a la malla de tierra a través de una resistencia que limite de la corriente de falla a tierra a 400 A-10 segundos. Si el secundario es de 4,16 kV o 6,9 kV, y alimenta equipos mineros móviles, su neutro se conectará a la malla de tierra a través de una resistencia que limite de la corriente de falla a tierra a 25A-10 segundos. Accesorios: - Indicador de Nivel. - Termómetro Temperatura Aceite. Con indicación de máxima. - Termómetro Temperatura Enrollados. Con indicación de máxima. - Relé de presión súbita. - Válvula de Sobre-presión, con reposición automática. Montaje: Fundación dentro del foso colector de derrames de aceite, con una rejilla de acero en su parte superior cubierta con bolones de río y cámara recolectora de aceite.

8.8.1.4 Control Riesgo Incendio De acuerdo con ANSI/IEEE Standard 979 Guide for Substation Fire Protection. 8.8.2 Subestaciones Unitarias para Montaje en Interior 8.8.2.1 Características típicas • • • •

Celda de entrada de Media Tensión. Transformador de Distribución. Caja de bushings secundarios. Para operación en interior.

8.8.2.2 Celda de entrada •

Si la potencia de la S/E es igual o menor a 2MVA

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Seleccionar de las siguientes posibilidades: • Desconectador en Aire + Fusibles + Puesta a Tierra. • Desconectador en SF6 + Fusibles + Puesta a Tierra. • Desconectador en Vacío + Fusibles + Puesta a Tierra. •

Si la potencia es superior a 2 MVA Tiene cumplir las siguientes características: • Interruptor automático, al vacío o en SF6. • Montaje fijo. • Accionamiento manual, por energía almacenada en resortes. • Transf. de corriente en dos o en tres fases. • Transformadores de potencial, dos conectados en delta abierta. • Relé de protección convencional si se dispone de tensión auxiliar de 125VDC, con comunicación mediante protocolos SCADA o buses de campo aplicados al control de procesos industriales, como por ejemplo: IEC 61850, Profibus DP, DeviceNet • Relé de protección especial si no se dispone de tensión auxiliar de 125VDC, alimentado desde los TTCC y con dispositivo “Capacitor Trip” para suministrar la energía para la bobina de disparo del interruptor. • Gabinete: - Autosoportado. Para montaje sobre radier. - Grado de Protección NEMA 4 con tratamiento de pintura para ambiente corrosivo. - De plancha de acero de espesor mínimo 2,5mm. - Con puerta de dos hojas. Cada hoja de ancho máximo 500mm. Cada hoja con ventana con vidrio inastillable de Ancho mínimo 25cm x Alto mínimo 35cm. • Como equipo completo el BIL y la Clase de Tensión deben ser de acuerdo a la norma ANSI C37.20.2 y según la altitud de operación. No se admite el uso de pararrayos para alcanzar el nivel de BIL requerido.

8.8.2.3 Transformador Características generales: •

Para servicio al interior.

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Puede ser tipo en silicona o tipo seco. El uso de líquido aislante del tipo vegetal debe ser presentado en la adenda específica de los proyectos, y validado con los respaldos técnicos para satisfacer la normativa vigente: 

Si es tipo en silicona o vegetal: - Con tanque sellado. - Con cambiador de taps sin carga con operación manual. - Con radiadores soldados al tanque, para enfriamiento por convección natural de aire. - Aislante, silicona o vegetal. - Diseñado para aumento de temperatura de 65°C. - Con dos enrollados. Primario en delta y secundario en estrella. - Si su secundario es de Baja Tensión, su neutro es conectado sólidamente a tierra. - Si su secundario es de Media Tensión, su neutro es conectado a tierra a través de una resistencia. - Si el secundario es de 4,16 kV o 6,9 kV, y no alimenta equipos mineros móviles, su neutro se conectará a la malla de tierra a través de una resistencia que limite de la corriente de falla a tierra a 400 A-10 segundos. - Si el secundario es de 4,16 kV o 6,9 kV, y alimenta equipos mineros móviles, su neutro se conectará a la malla de tierra a través de una resistencia que limite de la corriente de falla a tierra a 25A-10 segundos. - Accesorios: - Indicador de Nivel de Líquido Aislante. - Termómetro Temperatura Líquido Aislante. Con indicación de máxima. - Termómetro Temperatura Enrollados. Con indicación de máxima. - Relé de presión súbita. - Válvula de Sobre-presión, con reposición automática. - Montaje en fundación dentro del foso colector de derrames de líquido aislante, con una rejilla de acero en su parte superior cubierta con bolones de río y cámara recolectora de líquido aislante.



Si es tipo seco: -

Con cambiador de taps sin carga con operación manual. Diseñado con clase de aislamiento y elevaciones de temperatura indicados en el punto 8.7.5 del

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presente criterio de diseño. Con dos enrollados. Primario en delta y secundario en estrella. Si su secundario es de Baja Tensión, su neutro es conectado sólidamente a tierra. Si su secundario es de Media Tensión, su neutro es conectado a tierra a través de una resistencia. Si el secundario es de 4,16 kV o 6,9 kV, y no alimenta equipos mineros móviles, su neutro se conectará a la malla de tierra a través de una resistencia que limite de la corriente de falla a tierra a 400 A-10 segundos. Si el secundario es de 4,16 kV ó 6,9 kV, y alimenta equipos mineros móviles, su neutro se conectará a la malla de tierra a través de una resistencia que limite de la corriente de falla a tierra a 25A-10 segundos. Accesorios: Termómetro Temperatura de Enrollados. Con indicación de máxima. Termómetro Temperatura del Núcleo. Con indicación de máxima.

8.8.2.4 Control Riesgo Incendio De acuerdo con ANSI/IEEE Standard 979 Guide for Substation Fire Protection. 8.8.3 Transformador de Distribución Montado sobre Postes Tipo de Transformador

Trifásico, para montaje a la intemperie, sobre postes.

Potencia

Hasta 500 kVA, si su masa no excede de 2,000 kg.

Aislante

Aceite mineral.

Estanque

Sellado.

Desconexión lado primario

Desconectadores fusibles montados sobre cruceta, tipo “cut-out”.

Operación

Sistema mecánico operado desde el piso mediante pértigas para uso en media tensión.

Elevación de temperatura

65 °C, ONAN

Cambiador de taps

Sin carga, manual, regulación en ±2.5 % y ±5 %

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CRITERIO DISEÑO ELECTRICIDAD

8.9

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Accesorios mínimos

Indicador de Nivel de Aceite. Termómetro de temperatura del Aceite, con indicación de temperatura máxima alcanzada.

Montaje

Sobre estructuras estandarizadas para este tipo de subestaciones.

SWITCHGEAR DE MEDIA TENSIÓN

8.9.1 Voltaje Nominal, BIL y Clase de Tensión Ver el anexo 1. 8.9.2 Corrección por Altitud Ver el anexo 1. 8.9.3 Características Instalación

En una sala eléctrica. El switchgear se debe ubicar en la sala eléctrica dejando como mínimo un pasillo de 1,0 metro entre sus lados posteriores y laterales, y las paredes de la sala o de otros equipos existentes dentro de ella, y dejando en su lado frontal el espacio que señale el fabricante del equipo con un mínimo de 1,2 m.

Objetivo

Proveer la alimentación eléctrica, protección, medición y monitoreo, que sea necesaria para las unidades de distribución.

Tipo

Celdas tipo Metal-Clad aisladas en aire (AIS) En los casos de poca disponibilidad de espacio o en ambientes muy polvorientos y/o corrosivos, se podrá optar por el uso de celdas aisladas en gas (GIS). Para los switchgear aislados en gas (GIS) no aplica el procedimiento de derrateo por altura de sus niveles de aislación, por lo que se deberán especificar la Clase de Tensión y BIL correspondiente a la Tensión Nominal del sistema proyectado.

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En los switchgear GIS no es aplicable directamente la clasificación tipo Metal-Clad norma ANSI/IEEE, de los equipos aislados en aire (AIS). La clasificación a utilizar será la definida en la norma IEC 62271-200, que establece la clasificación en base a la continuidad de servicio que brinda el equipo. El presente criterio establece el uso de celdas tipo LSC2B-PM para los switchgears bajo esta clasificación. Interruptores

Medio de interrupción del arco: Aire, Vacío o SF6. Extraíbles en el caso de celdas AIS y fijos en el caso de celdas GIS. Operación por energía almacenada en resortes cargados por un mecanismo accionado por un motor alimentado desde un sistema Cargador-Batería de 125 VDC. Con una bobina de cierre y dos bobinas de disparo alimentadas desde el mismo sistema Cargador-Batería de 125 VDC que alimenta el motor. Mientras el interruptor permanezca en la celda, en sus posiciones “Normal” y “Prueba”, su control deberá ser alimentado por el mismo sistema Cargador-Batería de 125 VDC.

Protecciones

Cada celda de entrada y cada celda de salida debe llevar su relé de protección alimentado en forma permanente desde el mismo sistema Cargador-Batería de 125 VDC que alimenta los controles, motores y medidores. Con la excepción de las protecciones diferenciales, las protecciones deben operar sin enclavamientos provenientes desde aguas arriba del punto en que están ubicados los transformadores de corriente. Los requerimientos mínimos de protección son los siguientes: − − − − − − −

Sobrecorriente retardada. Sobrecorriente instantánea. Corriente residual. Desequilibrio de corrientes. Sobre tensiones y bajadas de tensiones. Desequilibrio de tensiones. Comunicación mediante buses de comunicación.

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− Equipo de maniobra principal de la faena debe contar con protección ante falla de interruptor, para cada uno de los interruptores de entrada, mediante respaldo en los interruptores aguas arriba que alimentan al respectivo transformador de poder. Mediciones

Cada una de las celdas del switchgear debe tener un medidor digital multifunción con capacidad de comunicación mediante buses de comunicación. Las variables mínimas de medición serán: voltajes, corrientes, potencias, demandas máximas, factor de potencia, energía y frecuencia. La alimentación de los medidores debe ser desde el mismo sistema Cargador- Banco de Baterías de 125 VDC que alimenta los controles, relés y motores de los interruptores.

Control

Debe ser alimentado desde el mismo sistema Cargador Batería de 125 VDC que alimenta los motores, relés y medidores. Con la excepción de requerimientos especiales de control de proceso y de las protecciones de los transformadores de poder y de distribución, el control de los interruptores del switchgear debe operar sin enclavamientos aguas arriba y abajo del punto en que están ubicados sus transformadores de corriente.

Alimentación del Control

El control de todos los switchgears de media tensión que estén instalados en una misma sala eléctrica serán alimentados por un conjunto “2 cargadores de batería + banco de batería de 125 VDC” − Dos Cargadores de Batería de 125 VDC, mutuamente respaldados. − Un Banco de Baterías de 125 V. − Un Panel de Distribución de 125 VCD. Los cargadores de batería y el panel de distribución de 125 V DC deben estar comunicados con el Sistema SCADA eléctrico de la Planta.

Luces indicadoras

Sobre las puertas de las celdas de llegada de la alimentación se deben instalar tres luces piloto de color rojo para señalar la presencia de tensión.

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8.9.4 Conexión con S/E Unitaria Alternativas de conexión de

La interconexión del switchgear con la salida de la subestación unitaria que lo alimenta se puede hacer tres maneras: • • •

Cables. Ductos de Barras. Barras con aislamiento sólido.

Uso de Cables o Barras Tanto en la caja de bushings del transformador como en la llegada a la celda incoming, la disponibilidad de espacio para la entrada de los cables con sus mufas terminales es una condición importante para definir el medio de conexionado entre el switchgear y la S/E Unitaria. •

Para corrientes bajo 1250 A se puede usar cables.

•

Para corrientes sobre 1250 A y distancias menores que 50 metros se debe usar Barras con Aislamiento Sólido o Ductos de Barras. No se recomienda usar cables por: − − − −

•

8.10

El costo total de las mufas terminales necesarias. El amplio espacio requerido para las mufas terminales, en la caja de bushings del transformador y en la celda incoming del switchgear. Por el calentamiento de los cables y de las conexiones debido al desequilibrio de las corrientes. Por los riesgo de fallas.

Para corrientes sobre 1250 A y distancias mayores que 50 metros no hay alternativa a los cables.

SWITCHGEAR DE BAJA TENSIÓN Instalación

En una sala eléctrica. El switchgear se debe ubicar en la sala dejando como mínimo un espacio libre de 1,0 metro entre sus lados, posterior y lateral, y las paredes de la sala o de otros

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equipos existentes dentro de la ella, y dejando frente a su frontis el espacio que señale el fabricante del equipo con mínimo de 1,2 m. Cuando el acceso para faenas de inspección y mantenimiento del equipo sea por la parte frontal, se podrá eliminar el espacio libre entre la parte posterior del equipo y el muro de la sala, conforme a lo indicado en punto 7.7 del presente Criterio de Diseño. Capacidad de Interruptores La corriente máxima de la carga alimentada por el interruptor no deberá ser mayor que el 80 % de la corriente nominal del interruptor. Tipo

Metal-Clad, estándar ANSI/IEEE.

Interruptores de potencia

Medio de extinción del arco: Aire. Tipo extraíble. Con módulo de protección y medición.

Protecciones

Contenidas como funciones programables del módulo de protección del interruptor, el cual debe tener capacidad de comunicación mediante protocolo aplicados al control de procesos industriales, como por ejemplo: Profibus DP, DeviceNet.

Mediciones

Se incorporarán los equipos de medición y transformadores de medición que sean necesarios. El total o parte de la mediciones pueden ser efectuadas por la unidad de protección del interruptor cuando ésta tenga también capacidad de medición.

Barras de distribución

Barras de cobre electrolítico aisladas, con persianas de seguridad que impidan acceso a ellas.

Barra de puesta a tierra

Desnuda y común a todas las columnas.

Capacidad de cortocircuito

Debe ser superior al mayor nivel de cortocircuito posible en las barras del switchgear.

Celdas de llegada

Las celdas de llegada deben tener las facilidades que sean necesarias para conectar en cada fase ductos de barras o conjuntos de varios cables monoconductores.

Alimentación del Control

Será en 120 VAC, provista por un transformador monofásico auxiliar de potencia típica de 1,5 kVA, con secundario de 120 V, alimentado a través de dos

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contactores (NA y NC) y respectivos fusibles desde las barras de llegada a los incoming del switchgear. Conexión con S/E Unitaria

La interconexión del switchgear con la salida de la subestación unitaria que lo alimenta se puede hacer de tres maneras. • • •

Cables. Ductos de Barras. Barras con aislación sólida.

Cables o Barras Aparte de las características eléctricas, las condiciones de espacio son decisivas para definir el medio de conexionado entre el switchgear y la S/E unitaria. •

Para corrientes bajo 1250 A se puede usar cables.

•

Para corrientes sobre 1250 A y distancias menores que 50 metros no se recomienda usar cables por: − − −

•

8.11

El espacio requerido en la caja de conexiones del transformador y en la celda incoming del switchgear. Por el calentamiento de los cables y conexiones por el desequilibrio de las corrientes. Por los riesgo de fallas.

Para corrientes sobre 1250 A y distancias mayores que 50 metros no hay alternativas a los cables.

CENTRO DE CONTROL DE MOTORES DE MEDIA TENSIÓN

8.11.1 Voltajes nominales Clases de Tensión y BIL Para voltajes nominales y BIL en Anexo 1. 8.11.2 Características Lugar de instalación

En una sala eléctrica. El CCM se debe ubicar en la sala dejando como mínimo 1 metro de distancia entre los lados posterior y laterales del

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switchgear a las paredes de la sala o de otros equipos existentes dentro de la ella, y entre su lado frontal y paredes u otros equipos la distancia que especifique el fabricante del CCM, con un mínimo de 1,2 m, conforme a lo indicado en el punto 8.3.7 del presente Criterio de Diseño. Objetivo

Proveer el control y las protecciones necesarias para la alimentación de todos los motores y variadores de frecuencia de media tensión.

Tipo de diseño

Celdas Metal-clad estándar ANSI/IEEE.

Grado de Protección

NEMA 12

Columnas

Auto soportantes, separadas entre sí por paredes metálicas con solamente los orificios necesarios para la pasada de las barras horizontales.

Barras horizontales y verticales Compartimiento de cables

De cobre, aisladas de acuerdo a la Clase de Tensión. Separado de las barras horizontales y verticales por medio de paredes metálicas. Con espacio adecuado para las mufas terminales de los cables que salen hacia los motores. Con acceso por la parte posterior del CCM, en cada columna, mediante una tapa apernada.

Desconectador-aislador

Tripolar montado sobre la gaveta extraíble, con accionamiento mediante una palanca ubicada sobre la puerta del cubículo con provisión para 3 candados de bloqueo.

Fusibles

Tipo limitador de corriente, tripolares, como parte integral del desconectador-aislador, con accionamiento mediante una palanca ubicada sobre la puerta del cubículo con provisión para 3 candados de bloqueo.

Transform. de Control

Con fusibles en el lado primario y un interruptor automático monopolar modular en el secundario de 120VAC. Montado sobre la gaveta extraíble.

Contactor

Con extinción del arco en vacío o en SF6. Montado sobre la gaveta extraíble.

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Protecciones

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Relés digitales multifunción programables. Con capacidad de comunicación mediante buses de campo. Cada relé de protección debe ser alimentado en forma permanente desde el mismo sistema Cargador-Batería de 125 VDC que alimenta los controles y medidores.

Mediciones

Incluidas en los relés de protección.

Alimentación del Control

En 120 VAC, suministrada por el transformador de control del partidor.

Luces indicadoras

Sobre la puerta de la celda de llegada de la alimentación al CCM se deben instalar 3 luces piloto color rojo para señalar la presencia de tensión.

Conexión con S/E Unitaria

Ver lo indicado en el punto 8.9.4 para el switchgear de media tensión.

8.11.3 Planos elementales de control e interconexiones En el Sistema de Gestión de Proyectos de la VP (SGP) se ha colocado un conjunto de 3 planos elementales de control e interconexiones de media tensión que tiene la condición de estándares para ser aplicados en las ingenierías básicas y de detalles de los proyectos de Codelco. Estos planos contienen una cantidad importante de información relacionada directamente con el contenido de las celdas de los centros de control de motores de media tensión. DCC2006-VCP.GI-EL1006-0000-006 Estándar de Ingeniería. Diagrama Elemental de Control – Media Tensión. Partidor no-reversible. DCC2006-VCP.GI-EL1006-0000-007 Estándar de Ingeniería. Diagrama Elemental de Control – Media Tensión. Partidor Inteligente reversible. DCC2006-VCP.GI-EL1006-0000-008 Estándar de Ingeniería. Diagrama Elemental de Control – Media Tensión. Variador de Frecuencia reversible.

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8.12

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CENTRO DE CONTROL DE MOTORES DE BAJA TENSIÓN

8.12.1 Características Instalación

En sala eléctrica. Los CCMs se pueden ubicar contiguos a las paredes separados de ellas 10 cm, o separados de las paredes espalda contra espalda. En su parte delantera se debe dejar un espacio de mínimo de 1,2 m con respecto de la pared de la sala o de los equipos que se encuentren frente a él. Se deben dejar las facilidades adecuadas para realizar un mantenimiento seguro

Diseño

Diseño y construcción de acuerdo a normas NEMA ICS 18 y UL 845. Tipo encapsulado metálico Metalenclosed, según norma ANSI/IEEE, con columnas auto soportantes y separables. Las columnas deben quedar separadas entre sí por planchas metálicas laterales con las siguientes propiedades: -

Deben cubrir la parte de la columna en donde van las gavetas, sean éstas con partidores removibles o con partidores fijos, interruptores y/o variadores de frecuencia. Cada compartimiento debe estar completamente independiente del resto del CCM. Se exceptúa la independencia del punto de vista del control, ya que pueden existir enclavamientos entre partidores.

-

Deben tener ventanas solamente para la pasada de las barras horizontales y de la barra de tierra.

-

En el caso de los variadores de frecuencia incorporados el CCM, las barreras deben tener las pasadas correspondientes para los ductos de ventilación

Grado protección del CCM

NEMA 12.

Modulación columnas

Con 12 espacios verticales modulares de 6”

Dimensiones

Alto=90” (228 mm); Acho=20” (508 mm) y Profundidad=16” (406 mm).

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Entrada de cables

Por arriba y por debajo.

Acceso al CCM

Solamente por el frente.

Conexión de las gavetas

Las gavetas se conectan a las barras verticales mediante conectores fijos a la gaveta, de tal manera que cuando son extraídas por un operador de mantenimiento, quedan automáticamente desenergizadas, mientras los lugares de conexión a las barras verticales quedan cubiertos por placas de material aislante (“shutters”) de operación automática, en prevención a que sean tocados por personas o herramientas.

Capacidad de cortocircuito

El valor de la corriente de cortocircuito a especificar para un CCM debe ser el calculado para t= 1/2 ciclo, el cual incluye la componente de corriente continua de la corriente de cortocircuito.

Barras horizontales

Capacidad: 600 A, 800 A, 1200 A, 1600 A, 2000 A.

Barras verticales

Capacidad: 600 A, 800 A.

Barra de tierra

Ubicada a lo largo de la parte inferior del CCM, con orificios en los extremos para conectar extensiones.

Acceso a las barras

Solamente por el frente del CCM.

Partidores Combinados

Características típicas • • • •

Extraíbles en los tamaños hasta NEMA 5. Fijos en los tamaños NEMA 6 y 7 Gaveta con puerta con 2 bisagras y empaquetadura de sello Componentes -

Transformador de Control Potencia mínima 100 VA, secundario para 120 V, con 2 fusibles en el lado primario y un interruptor automático modular en el secundario.

-

Protector de Circuito (Motor Circuit Protector, MCP) Con protección magnética instantánea solamente, regulable entre 3 y 13 veces su capacidad nominal de corriente.

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•

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Contactor Con contactos en aire hasta tamaño NEMA 4. Con contactos al vacío o en aire desde tamaño NEMA 5.

Dimensionamiento de los Componentes El dimensionamiento de los componentes de los partidores combinados debe ser de acuerdo con la Tabla-1 Para dimensionamiento de Partidor Combinado del Anexo 2.

•

Relé Inteligente -

•

Luces piloto sobre la puerta -

•

Con transformadores de corriente propios hasta 90 A y externos desde 100 A. Con capacidad de medición de corriente y de tensión para fines de protección y monitoreo. Con funciones de protección de: Sobrecorriente en las fases. Sobrecorriente residual. Desequilibrio de corrientes de fase. Con capacidad de comunicación mediante buses de campo. Con módulo de visualización y reset local ubicado sobre la puerta de la gaveta.

Color rojo para indicar “Motor Detenido”. Color verde para indicar “Motor Funcionando”. Color blanco para indicar condición de falla. Las luces podrán ser tipo led o con transformador 120/6V incorporado.

Botoneras Salvo casos especiales, en general las gavetas no llevarán botoneras.

•

Alambrado -

Clase NEMA I tipo B. Los cables de fuerza deben tener un aislamiento con temperatura de servicio de 90°C como mínimo.

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Alimentadores de fuerza

Llevarán un interruptor de caja moldeada, termomagnético de 3 polos, operable desde el frente de la puerta (cerrada) de la gaveta. Con 2 contactos auxiliares 1 NA + 1 NC, para monitoreo remoto.

Gaveta de entrada

En todos los casos llevará 3 luces piloto de neón color rojo, indicadoras de presencia de tensión en las fases. Según lo determinen los requerimientos de diseño y la distancia al switchgear que alimenta al CCM, la gaveta de entrada podrá llevar parte o todos de los siguientes componentes: -

-

Reserva

Un Interruptor termomagnético tipo caja moldeada, con unidad de trip sencilla. Un interruptor termomagnético tipo caja moldeada con Unidad de Protección Digital Multifuncional Propia. Tres transformadores de corriente, dos transformadores de tensión y un medidor digital multifunción.

Se debe considerar como mínimo un 20 % de reserva en partidores y alimentadores, con un mínimo de 1 partidor y alimentador de cada tamaño NEMA. Adicionalmente se debe considerar un mínimo de 10 % de espacio de reserva.

8.12.2 Planos elementales de control e interconexiones En el Sistema de Gestión Proyectos de la VP (SGP) se ha colocado un conjunto de 5 planos elementales de control e interconexiones de baja tensión que tiene la condición de estándares para ser aplicados en las ingenierías básicas y de detalles de los proyectos de Codelco. Estos planos contienen una cantidad importante de información relacionada directamente con el contenido de las gavetas de los centros de control de motores de baja tensión. DCC2006-VCP.GI-EL1006-0000-001 Estándar de Ingeniería. Diagrama Elemental de Control – Baja Tensión. Partidor Inteligente no-reversible – tamaño NEMA 1, 2, 3. DCC2006-VCP.GI-EL1006-0000-002 Estándar de Ingeniería. Diagrama Elemental de Control – Baja Tensión. Partidor Inteligente no-reversible – tamaño NEMA 4, 5, 6. La impresión de este documento se considera una COPIA NO CONTROLADA; su versión vigente está disponible en la Biblioteca SGP. Se prohíbe su reproducción y exhibición, sin el consentimiento de CODELCO Chile.

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DCC2006-VCP.GI-EL1006-0000-003 Estándar de Ingeniería. Diagrama Elemental de Control – Baja Tensión. Partidor Inteligente reversible – tamaño NEMA 1, 2, 3. DCC2006-VCP.GI-EL1006-0000-004 Estándar de Ingeniería. Diagrama Elemental de Control – Baja Tensión. Partidor Inteligente reversible – tamaño NEMA 4, 5, 6. DCC2006-VCP.GI-EL1006-0000-005 Estándar de Ingeniería. Diagrama Elemental de Control – Baja Tensión. Variador de Frecuencia reversible.

8.13

VARIADOR DE FRECUENCIA DE MEDIA TENSIÓN

8.13.1 Voltajes nominales Clases de Tensión y BIL Para los equipos de maniobra, cuando aplique, ver ANEXO I 8.13.2 Corrección por altitud Para los equipos de maniobra, cuando aplique, ver ANEXO I La corrección por altitud del variador de frecuencia propiamente tal es resuelta por el fabricante en su diseño, de acuerdo con la normas ANSI e IEC aplicables. Al ingeniero de proyecto solamente le toca especificar el BIL y Clase de Voltaje del equipo de maniobra y del transformador de entrada, cuando aplique. 8.13.3 Características Gabinete

Con grado de protección NEMA 12, para montaje al a piso.

Interruptor de entrada

En el caso que el VDF sea alimentado desde un equipo que no está en la misma sala eléctrica deberá incluir un equipo de maniobra que puede ser del tipo desconectador, contactor o interruptor. El BIL y la Clase de Voltaje del interruptor de entrada deben ser los que correspondan para operar a la tensión nominal del sistema eléctrico a la altitud especificada.

Transformador de entrada

En el caso de requerirse el transformador de entrada, debe ser adecuado para operar con cargas no-lineales, cumpliendo con la norma ANSI C57.18.10.

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Unidad electrónica de potencia

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La Unidad de Entrada debe ser de 18 o más pulsos. También se acepta del tipo AFE. La forma de onda de la corriente de salida debe ser adecuada para la operación de un motor de características normales, sin torques pulsantes.

Protecciones

Fusibles limitadores rápidos. Relé de Protección basado en microprocesador. Protección: 50/51/51G.

Control

Ajuste separado rampas de aceleración y desaceleración. Ajuste de frecuencia mínima y máxima.

Comunicación

Capacidad de comunicación con un sistema de control central con protocolo Profibus DP o DeviceNet, para control, monitoreo, configuración y programación.

Filtro de armónicas

El VDF deberá cumplir con todos los requerimientos establecidos por la última revisión de la norma IEE 519. Si se requieren filtros de armónicas para cumplir con los requerimientos de la norma IEE 519, el proveedor del VDF deberá incluirlos en su oferta.

8.14

VARIADOR DE FRECUENCIA DE BAJA TENSIÓN

En Baja Tensión, para potencias bajas y medias los Variadores de Frecuencia podrán ser integrados en las columnas de los Centros de Control de Motores. Gabinete

Con grado de protección NEMA 12, para montaje al a piso.

Interruptor de entrada

En el caso que el VDF sea alimentado desde un equipo que no está en la misma sala eléctrica deberá incluir un equipo de maniobra que puede ser del tipo desconectador, contactor o interruptor de caja moldeada.

Transformador de entrada

En el caso de requerirse el transformador debe ser tipo seco adecuado para operar con cargas no-lineales, cumpliendo con la norma ANSI C57.18.10.

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Unidad electrónica de potencia

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Unidad de Entrada debe ser de 6 o más pulsos. La forma de onda de salida debe ser adecuada para la operación de un motor convencional.

Protecciones

Fusibles limitadores rápidos. Protección basada en microprocesador. Protección de sobrecorriente instantánea. Protección de sobrecorriente retardada. Protección de corriente residual.

Control

Ajustes separados de los tiempos de aceleración y desaceleración. Ajuste de frecuencia mínima y máxima.

Comunicación

Capacidad de comunicación con un sistema de control central con protocolo Profibus DP o DeviceNet, para control, monitoreo, configuración y programación.

Filtro de armónicas

El VDF deberá cumplir con todos los requerimientos establecidos por la última revisión de la norma IEE 519. Si se requieren filtros de armónicas para cumplir con los requerimientos de la norma IEE 519, el proveedor del VDF deberá incluirlos en su oferta.

8.15

MOTOR DE MEDIA TENSIÓN Tipo

De inducción, de jaula de ardilla

Eficiencia

Los motores que deben operar durante más de 2000 horas en el año deben ser de alta eficiencia, ya sean comprados como parte integral de los equipos mecánicos o en forma separada. Cuando el tiempo de operación sea menor que 2000 horas al año o esporádica, podrán ser de eficiencia estándar.

Potencia

Para cada equipo de proceso, la potencia del motor debe ser determinada mediante el conocimiento de los valores de velocidad y torque que efectivamente demanda el equipo de proceso en su operación normal, de tal manera que la potencia en el eje del motor no sea menor que el 90% de su potencia nominal.

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CRITERIO DISEÑO ELECTRICIDAD

Tensión

4000V.

Cubierta

Podrá ser del tipo: •

Rev.

:4

Vigencia : 31/08/2017 Página

:69 de 119

Open Machine (IP00, IC01) -

•

SGP-02ELE-CRTTC-00001

Drip-proof (IP12, IC01). Splash-Prof (IP13, IC01). Semi-guarded Machina (IC01). Guarded (IP-22, IC01). Drip-proof Guarded (IP-22, IC01). Open Independently Ventiled (IC06). Open Pipe-Ventilated. Weather Protected I (IP-24, IC01. Weather Protected II (IP-24, IC01).

Totally Enclosed Machine -

Totally Enclosed non Ventilated (IC410). Totally Enclosed Fan Cooled. Totally Enclosed Fan Cooled Guarded. (IC411). Totally Enclosed Pipe-Ventilated (IP44). Totally Enclosed Water cooled (IP54, ICW-86). Water-Proof (IP55). Totally Enclosed Air-to Water-Cooled, TEWAC (IP54, ICW86). Totally Enclosed Air-to Air-Cooled, TEAAC (IP54, IC48). Totally Enclosed Air-Over (IP54, IC417). Explosión Proof. Dust-Ignition-Proof.

Normalmente se deberá considerar la cubierta del tipo Totally Enclosed Machine. La cubierta tipo Open Machine se usará solamente bajo condiciones de aplicabilidad estudiadas y definidas en cada caso. Tamaño (Frame)

La asignación estándar de los tamaños de cubierta (frame) debe ser de acuerdo a la norma MG-1 Sección 1, Parte 4, y según lo indicado en la Hoja de Datos.

Servicio químico

“Severe Duty” según IEEE 841.

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CRITERIO DISEÑO ELECTRICIDAD

Aislamiento

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Clase F y elevación de temperatura clase B a factor de servicio 1,0 a la altura sobre el nivel del mar especificada por el Proyecto. La clase de aislamiento de los motores que son alimentados a través de variadores de frecuencia, deberá ser de calidad “Converter Duty”.

Caja de terminales

Alimentación mediante Variador de Frecuencia

Alimentación mediante Partidor suave

Sus dimensiones deben ser adecuadas para alojar en su interior cables de tamaño sección comercial inmediatamente superior a la sección del cable que le corresponde según cálculos.

Para disminuir la magnitud de las sobretensiones transitorias de conmutación, en los casos en que el variador de frecuencia use IGBTs, se deberá considerar filtros dv/dt en la salida del variador de frecuencia.

Cuando en la partida del motor sea necesario disminuir la corriente de partida para limitar la caída de voltaje o para limitar el torque aplicado a la caja reductora y/o al equipo de proceso, se usará partidores suaves.

Protección

TEFC, TEAAC o WP II, aislamiento clase F y elevación de temperatura clase B, factor de servicio 1,0.

Sensores de Temperatura

RTDs de platino de 100-ohm. Dos en cada una de las 3 fases del estator. Uno en cada descanso. Alambrados a una caja independiente de los cables de fuerza.

Sensores de Vibración

Para monitoreo de vibraciones. En los casos en que un análisis de Mantenibilidad y Confiabilidad así lo determine. Uno en cada descanso, con señal de salida analógica de 4-20 mA. Opcionalmente uno sobre la carcasa, tipo acelerómetro, para respaldo.

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Protección Antitransitorios

La caja de conexiones del motor, de dimensiones adecuadas, debe contener un conjunto de condensadores y pararrayos para disminuir la magnitud de las sobretensiones transitorias que lleguen al motor, cuando no se alimenta desde un variador de frecuencia o partidor suave.

Factor de Potencia

Superior a 0.85, a plena carga.

Descansos

Uno de los dos debe ser aislado, para evitar las corrientes parásitas inducidas entre los extremos del eje del motor. Para potencias inferiores a 1,8 MW los descansos serán tipo rodamientos. Para potencias superiores a 1,8 MW los descansos serán tipo Sleve bearing. Por razones de Mantenibilidad, los motores que el proyecto defina, independiente de su potencia deberán tener descansos del tipo manguito o buje partido y diseñados para ser inspeccionados y/o reparados sin desmontar el motor de su posición de trabajo.

8.16

MOTOR DE BAJA TENSIÓN Tipo

De inducción, de jaula de ardilla

Eficiencia

Los motores que deben operar durante más de 2000 horas en el año deben ser de alta eficiencia, cumpliendo cómo mínimo Eficiencia Premium según norma NEMA MG1 o clase IE3 según IEC 60034-30, ya sean comprados como parte integral de los equipos mecánicos o en forma separada. Cuando el tiempo de operación sea menor que 2000 horas al año o esporádica, podrán ser de eficiencia estándar.

Potencia

Para cada equipo de proceso, la potencia del motor debe ser determinada mediante el conocimiento de los valores de velocidad y torque que efectivamente demanda el equipo de proceso en su operación normal, de tal manera que la potencia en el eje del motor no sea menor que el 90% de su potencia nominal.

Tensión

Bajo ½ HP

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CRITERIO DISEÑO ELECTRICIDAD

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220 V, 1 fase. Igual y mayor que ½ HP hasta 250 HP 575 V, 460 V ó 380 V, según corresponda. Diseño

NEMA. Salvo requerimientos especiales, todos los motores deberán tener tamaños estándar según la norma NEMA y ser diseñados para partida directa, con característica de torque clase NEMA B. Se usará clase NEMA C en compresores, chancadores y correas transportadoras y todo otro equipo que requiera un elevado torque de partida y no se utilice variador de frecuencia. Se usará clase NEMA D en transportadores de tornillo, o en puentes grúa y todo otro equipo que requiera elevado torque de partida con un alto deslizamiento y no se utilice variador de frecuencia. Cuando se utilice variador de frecuencia los motores serán con característica de torque clase NEMA B.

Enfriamiento

Por ventilador (“totally enclosed fan cooled”) TEFC.

Servicio químico

“Severe Duty” según IEEE 841.

Aislamiento

Clase F y elevación de temperatura clase B a factor de servicio 1,0 a la altura sobre el nivel del mar especificada por el Proyecto. La clase de aislamiento de los motores que son alimentados a través de variadores de frecuencia, deberá ser de calidad “Converter Duty”.

Caja de terminales

Alimentación mediante Variador de Frecuencia

Sus dimensiones deben ser adecuadas para alojar en su interior cables de tamaño sección comercial inmediatamente superior a la sección del cable que le corresponde según cálculos.

Para disminuir la magnitud de las sobretensiones transitorias de conmutación, en los casos en que el variador de frecuencia use IGBTs, se deberá considerar filtros dv/dt en la salida del variador de frecuencia.

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CRITERIO DISEÑO ELECTRICIDAD

Alimentación mediante Partidor suave

8.17

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Cuando en la partida del motor sea necesario disminuir la corriente de partida para limitar la caída de voltaje o para limitar el torque aplicado a la caja reductora y/o al equipo de proceso, se usará partidores suaves.

RECTIFICADORES Y SISTEMAS DE CORRIENTE CONTINUA

8.17.1 Rectificadores de Potencia para Electroobtención y Electrorefinación 8.17.1.1 Transformador-Rectificador Instalación

En sala eléctrica tipo prefabricada.

Cantidad

Cuatro (4) en total.

Diseño básico

Cuatro (4) TR (Transformador–Rectificador) de 6 pulsos, idénticos excepto porque sus grupos de pulsos están desfasados entre sí de manera que en conjunto son vistos desde el lado primario del transformador de poder que los alimenta, como si fueran un solo rectificador de 24 pulsos. Para voltajes de salida menores que 300 V, se recomienda preferir la configuración secundario doble estrella. Para voltajes de salida mayores que 300V, se recomienda preferir la configuración puente hexafásico con un secundario trifásico.

Entrada

Conexión al sistema de Media Tensión. Desconectador en SF6 o en Aire, para apertura bajo carga, con cuchillas de puesta a tierra, alojado en una celda de media tensión. Transformador del Rectificador Primario de media tensión: Conectado en delta o estrella, con cambiadores de tap sin carga, manual, con 7 taps: -5 %, 0 %, +2,5 %, +5 %, +7,5 %, +10 %, +12,5 %. Atendiendo a la eficiencia energética y a que frecuentemente después de la puesta en operación el cambiador de tap continúa indefinidamente en su posición

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inicial, se recomienda considerar la especificación de un cambiador de tap en carga y automático. Secundarios de baja tensión: Dos, conectados en estrella, con sus neutros unidos a través de una reactancia necesaria para disminuir la amplitud de la corriente circulante de tercer armónico. Salida

Corriente y voltaje nominal Sus valores son definidos por la Ingeniería de Procesos del Proyecto.

Rectificador

Tiristores Controlados por un PLC propietario. Con control local y remoto desde la Sala de Control de la Planta. Control de corriente En todo el rango de 0% al 100% de la corriente nominal del rectificador (local y remoto). Enfriamiento Agua des-ionizada, la cual a su vez será enfriada por medio de un intercambiador de calor agua-aire. Medición de corriente continua Por suma de las corrientes medidas por transformadores con núcleo de aire ubicados en cada una de las fases que alimentan al rectificador.

Barras CC

Las dos barras de corriente continua, positiva y negativa, se prolongan hacia el exterior a través de dos desconectadores motorizados.

Medición corriente continua Normalmente la corriente continua es medida sumando las corrientes de transformadores de corriente con núcleo de aire, que se ubican en las fases secundarias que alimentan el rectificador. Opcionalmente se puede especificar que en la barra positiva o en la barra negativa se instale un medidor tipo LEM o equivalente. 8.17.1.2 Bancos de Filtros de Armónicos y Corrección del Factor de Potencia Cantidad

Dos grupos.

Factor de Potencia

La capacidad de potencia reactiva neta total, de los bancos de filtros de armónicas, debe ser la necesaria para que el

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factor de potencia en el lado primario de los transformadores de poder que los alimentan, sea como mínimo 0,98 inductivo, con un máximo de 0,98 capacitivo, según la Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio en sistemas eléctricos interconectados. Filtros de armónicas

Por cada barra de Media Tensión. Filtros de 5ª y 7ª para la compensación del factor de potencia. Cada filtro constará de un grupo de reactores (uno por cada fase). Banco de condensadores en disposición doble estrella, con neutros unidos entre sí, pero levantados de tierra. En el conductor que une los neutros se instalará un transformador de corriente (T/C) que medirá los desbalances, en caso de falla de algún condensador integrante del banco. Cuando se detecte un desbalance, el T/C energizará un relé 50, el cual dará orden de apertura al interruptor del filtro. Cada filtro se conectará al sistema por medio de un desconectador con operación sin carga, el cual será energizado por medio de un interruptor del Switchgear principal de la Planta. Todo el sistema de filtros será tipo intemperie o para montaje en container, según evaluación.

Protección

El conjunto de filtros debe estar en un recinto encerrado por una reja de protección de 2 metros de alto, con dos puertas con chapas y llaves tipo kirk-key que al abrirse sin el conocimiento o autorización del operador de la Planta de Electroobtención harán que se abran los interruptores del switchgear de media tensión que energizan los filtros.

Diseño de los filtros

Según las Normas IEEE 519 y IEEE 1531-2003.

8.17.2 Rectificadores Auxiliares para electroobtención 8.17.2.1 General Aplicación

En Planta de extracción de cobre por solventes, con electroobtención. En estas plantas si se suspende la corriente en las celdas de electroobtención se inicia un proceso de corrosión en los ánodos de plomo, que contaminaría el electrolito y consecuentemente a los cátodos que fueran producidos posteriormente.

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En el caso de una caída del sistema eléctrico, para evitar el proceso de corrosión en los ánodos de plomo es suficiente mantener una pequeña corriente en las celdas, suministrada por un rectificador auxiliar alimentado a su vez desde un grupo motor-generador. Por su pequeño tamaño, el rectificador auxiliar se ubica en el interior de uno de los rectificadores del grupo. Diseño

Entrada La tensión de entrada deberá ser la tensión nominal de baja tensión de la Planta. Transformador Tipo seco con 5 taps: -5%, -2.5%, 0%, +2.5% y +5%. Rectificador Tipo puente trifásico de onda completa de 6 pulsos. Salida El voltaje y la corriente de salida deben ser las especificadas por Ingeniería de Procesos.

8.17.2.2 Generador de Emergencia para los rectificadores auxiliares Objetivo

Alimentar los rectificadores auxiliares en el caso que no se disponga de alimentación desde la red normal.

Diseño

Motor diésel y generador trifásico. Con sistema Cargador y Batería. Con panel de distribución de la alimentación de los rectificadores auxiliares y control para la partida y detención automática del grupo. Debe tener un estanque de petróleo diario, con capacidad para una operación continua durante 24 horas.

Protección

El grupo completo debe estar en una caseta tipo contenedor, para montaje a la intemperie.

Operación

La entrada y salida de operación es controlada por un Panel de Transferencia Automática, que supervisa el estado de la corriente alterna a ser rectificada y la disponibilidad del grupo de emergencia para entrar en

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operación y salir de operación cuando se restablezca la tensión alterna de la Planta EW. Los estatus de las condiciones de operación deben ser supervisados por el sistema de control central de la Planta. 8.17.3 Sistema de Barras de Corriente Continua Objetivo

Conectar eléctricamente los Rectificadores de Poder con las celdas de electro-obtención. Se incluyen las barras interceldas.

Materiales

Las barras serán de Cu de alta conductividad, ETP 110 con las uniones plateadas para una mejor conexión. Se ubicarán uniones flexibles cada cierto trecho en las barras troncales, lo cual será establecido por el fabricante de las barras, como así también en el ensamble de las barras con los rectificadores de poder.

Barras Troncales

Conectarán el rectificador con las celdas, y serán soportadas por aisladores, los que se instalarán sobre perfiles H de acero, los cuales a su vez estarán montados sobre pedestales de hormigón armado.

Aisladores

Serán de tipo pedestal. Se montarán sobre cajas de acero inoxidable, de tal forma que permitan el reemplazo de los aisladores de soporte de barras, sin necesidad de desarmar el conjunto completo.

Diseño

Máxima temperatura de diseño: 80ºC (50ºC de elevación sobre 30ºC de temperatura ambiente) para la máxima corriente de operación. En este tipo de plantas, se debe considerar el diseño altamente eficiente de los sistemas de barras de corriente continua, lo que conlleva estudiar varias configuraciones, para seleccionar aquella con menor VAC, durante el ciclo de vida del proyecto. Aisladores con clase de aislamiento 7,5 kV, y aptos para soportar una corriente de cortocircuito de c.c. del orden de 200 kA. Las barras troncales serán de ½” de espesor y 12” ó 15“ de alto con una longitud máxima a fijar por el fabricante. Deberán soportar su corriente máxima de diseño.

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Distanciamientos y protecciones contra eventuales contactos, según lo establecido en el National Electric Code, NEC y Std 463-2006 IEEE Standard for electrical safety practices in electrolytic cell line working zone. Barras interceldas

8.18

Serán fabricadas en cobre ETP 110, con doble punto de contacto para barras soporte de ánodos y cátodos, a fin de minimizar las caídas de voltaje por contacto.

CONDUCTORES

8.18.1 Normas Los cables deben ser diseñados y probados para cumplir o exceder los requerimientos establecidos en las últimas versiones de las siguientes normas: NEMA WC70/ /ICEA S-95-658 UL44 UL62 UL83 UL1581 IEC 60331-11/-21 IEC 60332-1 IEC 60332-2

IEC 60332-3

IEC 60754-1 IEC 60754-2 IEC 61034-1 IEC 61034-2

Insulated Cable Engineers Association, Inc. Thermoset – insulated Wires and Cables. Flexible Cords and Cables Thermoplastic-Insulated Wires and Cables. Reference Standard for Electrical Wires, Cables, and Flexibles Cords. Test for Electric Cables Under FIRE Conditions. Circuit Integrity. Test on Electric and Optical Fibre Cables Under FIRE conditions. Part 1 Test for vertical flame propagation for a single insulated wire or cable. Test on Electric and Optical Fibre Cables Under FIRE conditions. Part 2 Test for vertical flame propagation for a single small insulated wire or cable. Test on Electric and Optical Fibre Cables Under FIRE conditions. Part 3 Test for vertical flame spread of vertically-mounted bunched wire or cables. Test on gases evolved during combustion of material from cables. Part 1 Determination of the amount of halogens. Acid gas content. Test on gases evolved during combustion of material from cables. Part 2 Determination of acidity (by pH measurement) and conductivity. Measurement of smoke density of cables burning under defined conditions. Part 1 Test apparatus. Measurement of smoke density of cables burning under defined conditions. Part 2 Test procedure and requirements.

8.18.2 Tipos de cables según su aplicación Fuerza

Multiconductores y monoconductores.

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Sus secciones normalmente son desde el calibre # 14 AWG hasta 1000 MCM. Control

Multiconductores de cobre blando sin estaño, cableados con aislamiento de XLP, armados y sin blindaje, aptos para temperaturas de servicio de 90ºC, norma de fabricación y ensayo ICEA 5-66-524, clase de aislamiento 600 V, con 3, 4, 5, 7, 9, 12, 19, ó 27 conductores. Código de colores según ICEA 5-1 9-81, método 1. Serán tipo TC (tray cable) cuando se instalen en escalerillas porta-conductores. Deben ser tipo TC (Tray Cable) cuando se instalan sobre escalerillas. Sus secciones estarán entre # 18 AWG a # 14 AWG

Instrumentación

Tipo PL. Deben ser tipo TC (Tray Cable) cuando se instalan sobre escalerillas.

8.18.3 Cables de Fuerza - Media Tensión General

Los cables de fuerza y sus pantallas (shielding) deberán ser dimensionados de forma tal que tengan capacidad para soportar un cortocircuito durante el tiempo máximo de interrupción y despeje del dispositivo de protección de cortocircuito, incluido el tiempo de operación del relé. Sobre el conductor, deberán tener a lo menos las siguientes capas: • • • • •

Capa de material semiconductor, extruido sobre el conductor. Capa aislante libre de halógenos y sulfuros. Capa de material semiconductor extruido sobre la capa aislante. Pantalla Electrostática, de cinta de cobre traslapada. Relleno para mantener la forma circular del cable.

Dentro del material de relleno, se debe incluir tres (3) conductores para conexión a tierra. La sección total de estos tres conductores, debe ser igual como mínimo al 50% de la sección nominal de uno de los conductores principales de fase. La impresión de este documento se considera una COPIA NO CONTROLADA; su versión vigente está disponible en la Biblioteca SGP. Se prohíbe su reproducción y exhibición, sin el consentimiento de CODELCO Chile.

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•

En caso de estar expuestos a eventuales daños mecánicos, o canalizados a través de un cable mensajero, los cables tendrán armadura consistente de dos (2) capas de doble cinta de acero galvanizado y traslapado.

•

Chaqueta exterior de material libre de halógenos y de sulfuros.

Color según el nivel de tensión indicado en la Requisición correspondiente. Con retardo a la llama, aislamiento de polietileno reticulado (XLPE) con revestimiento de PVC u otro material aprobado por las normas de fabricación en uso. Norma de fabricación e inspección ICEA Nr. S-66-524. Servicio en 23 kV

Clase 25 kV con nivel de aislamiento 100%, con sección mínima # 2 AWG.

Servicio en 13,8 kV

Clase 15 kV con nivel de aislamiento 100%, con sección mínima # 4 AWG.

Servicio en 4,16 kV

Clase 5 kV con nivel de aislamiento 100%, con sección mínima # 8 AWG.

Terminaciones

Con mufas terminales termo contraíbles o retráctiles con conos de alivio, en ambos extremos.

Temperaturas

Normal: 90°C Máxima sobrecarga emergencia: 130°C Máxima cortocircuito: 250°C.

Conexión de pantallas

La pantalla deberá conectarse a tierra en un solo punto, y deberá soportar las corrientes que circulan por ella debidas a un cortocircuito monofásico. En casos especiales (distancias excesivas), podrá conectarse a tierra en dos o más puntos. Consultar Tabla 12 de norma IEEE 1242.

8.18.4 Cables de fuerza de baja tensión Voltaje de Servicio

Clase 600 V. Cobre trenzado clase B, aislamiento de polietileno reticulado (XLPE), tipo TC cuando sea instalado en escalerillas, resistente a la humedad y el calor, y deberán

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cumplir norma de fabricación e inspección de ICEA Nr S64-524. La sección mínima es # 12 AWG Temperaturas

Norma de fabricación e inspección

Normal: 90°C Máxima sobrecarga en emergencia: 130°C Máxima cortocircuito:250°C.

ICEA Nr. S-64-524.

8.18.5 Cables para instalaciones de alumbrado Tipos

Monoconductores y Multiconductores, de sección mínima # 14 AWG, tipo TC cuando se instala en escalerillas. Tensión máxima de servicio: 600 V. Temperatura máxima de servicio: 90° C.

Calibres

Preferentemente # 14, # 12, # 10, # 8, # 6 AWG. N° de hebras: Mínimo 7 hebras para calibres # 14, # 12 y # 10 AWG, y mínimo 19 hebras para calibres # 8 y # 6 AWG.

Aislamiento

Termoplástico.

Terminales

Tipo compresión, de cilindro largo de cobre. Con capa de estaño o plateado.

Colores

Azul, negro, rojo (secuencia de fases 1-2-3), blanco (neutro), y verde (tierra).

8.18.6 Cables para Mina Subterránea 8.18.6.1 Características requeridas Los requisitos para los cables en Mina subterránea son: • •

• • • • •

Propiedades eléctricas, mecánicas, térmicas y ambientales en conformidad a las normas apropiadas. Armados, con doble cinta de acero galvanizado y traslapadas. Este requerimiento se puede obviar, con la aprobación previa del Sernageomin, y cumpliendo los requerimientos establecidos por esta entidad. Retardantes a la llama que satisfacen las normas sobre el tema. Resistentes al fuego Autoextiguible. Resistente a la humedad. Resistente al ozono.

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CRITERIO DISEÑO ELECTRICIDAD • • • •

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Libres de halógenos y sulfuros. Baja densidad de humo. Baja toxicidad de gases de combustión. Baja corrosividad de gases de combustión.

Nota: Los requisitos de baja densidad de humo, baja toxicidad y baja corrosividad de los gases de combustión excluyen a materiales comunes tales como: Cloruro de Polivinilo (PVC), Polietileno Clorosulfonado (Hypalon), Polychloroprene (Neoprene), Fluorocarbonos (Teflón), y a otros materiales de cables que contienen halógenos y sulfuros. 8.18.6.2 Resistencia al fuego Los conductores eléctricos podrán tener una de las tres categorías según su resistencia creciente al fuego: • • •

Cables retardantes a la llama probados bajo configuración monopolar (IEC 332-2). Cables retardantes a la llama probados bajo configuración agrupada (IEC 332-3). Cables resistentes al fuego según norma IEC 331. Esta categoría la deben cumplir cables que deben seguir funcionando durante y después de un incendio durante un cierto tiempo. Se usarán en instalaciones de alta seguridad para alarmas y señales de sistemas contra incendios.

A continuación se indican las propiedades requeridas en la selección de cables respecto de seguridad contra fuego. Propiedad

Norma

Requisito

Llama y propaga-ción de fuego

IEC 60332-2 IEC 60332-1 IEC 60332-3

Cumplir Cumplir Cumplir

Resistencia al fuego

IEC 60331

Cumplir

Densidad de humo

ASTM E 662 (o ASTM F 814) IEC-1034-1&2

Toxicidad gases

Corrosividad de los gases Resistencia UV Indice de temperatura de la cubierta

ATS 1000.001

IEC 60754-2 IEC-68-2-5 BS 2782, Parte 1

D S < 250 en modo lama y nollama Cumplir HF < 100 HCI < 150 HCN < 150 SO 2 + H 2 S < 100 CO < 3500 NO + NO 2 < 100 pH > 4 Conductividad < 100 µS/cm Sin decoloración No pegajoso Pasar

Observaciones Aplica a todos los cables monopolares Aplica a todos los cables y monoconductores > 0.5mm2 Aplica a todos los cables y monoconductores con diámetro exterior > 10mm2 Para cables con funciones especiales de seguridad (emergencia, alarmas, alumbrado, levante, etc.)

Para todos los cables Para todos los cables principales

Valor medio en ppm de a lo menos 3 muestras dentro de 4 minutos bajo el modo de llama y nollama

Los cables deben ser libres de halógenos y súlfuros (menos de 0.1% por peso) Procedimiento C 10 días, 40ºC FT > 260ºC, largo de quemado < 50mm

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8.18.6.3 Instalación en túneles/adits y en niveles de ventilación Los cables eléctricos deberán ser instalados conforme a lo establecido en el Decreto Supremo 132, Reglamento de Seguridad Minera, y a lo establecido en la Norma NCC-21, Seguridad, prevención y protección contra incendio de instalaciones eléctricas. No está permitida la instalación de cables eléctricos en túneles/adits/piques de inyección de aire fresco a la mina subterránea. En caso que el cumplimiento de este requerimiento no sea aplicable, se debe adoptar lo establecido en el DS 132 (2002), Artículo 232 de Sernageomin. La ubicación de instalaciones eléctricas en los niveles de ventilación, cuya carga de combustible represente un riesgo de incendio para la mina subterránea, deberá contar con un análisis de diseño y respectivas medidas de control (ej: uso de bóvedas para transformadores y chimeneas de extracción) aprobadas y autorizadas por el área y organismo a cargo de la seguridad de la respectiva mina subterránea. El diseño privilegiará la instalación de subestaciones eléctricas, que incluyan transformadores aislados en líquido, fuera de los niveles o subniveles de ventilación. 8.18.7 Cables para mina a rajo abierto Se usará preferentemente el tipo SHD GC, con tierra y cable supervisor piloto de tierra. Aislación de caucho etileno propileno (EPDM), flexible. Apantallado de cada fase constituido por un trenzado mixto de cable de cobre estañado y algodón sobre una cubierta de semiconductora. Revestimiento final servicio extra pesado, de gran resistencia al arrastre, golpes, rasgaduras, intemperie, ozono, agentes químicos y fuego. 8.18.8 Sellado de pasadas de cables Deben conformar un pasa muro capaz de sellar contra el fuego, humo, gas, agua polvo. Deben ser aprobados bajos las normas: ISO 834, NT Fire 005, UL 1479 y 5/1990 y ASTM. Como referencia se usará preferentemente los siguientes dos tipos de sellado: • •

8.19

Hawke Roxtec

GENERADOR DE EMERGENCIA

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8.19.1 General Altitud

Diseñado, fabricado y probado para operar a la altitud especificada. Derrateado por altura sobre el nivel del mar en voltaje, corriente y potencia según las normas ANSI aplicables.

Suministro

Suministrado completo con todos sus componentes y materiales que se requieran para su instalación en el terreno. Incluye también en caso de requerirse, el Panel de Transferencia Automático.

8.19.2 Alternador Aislamiento

Clase F y sus valores nominales deberán basarse en la Clase de elevación de temperatura B. Capaz de entregar su corriente nominal a tensión nominal a la altitud especificada.

Capacidad

Capaz de soportar una sobrecarga de 10 % durante 2 horas en un período de 24 horas. Adecuado para alimentar una carga no sinusoidal con distorsión armónica.

Control

Con control local de regulación automática de velocidad y voltaje en el rango de +/- 3 % .

Panel de control

Con un panel local de distribución con: • • •

1 Interruptor de caja moldeada. 1 Vóltmetro. 1 Ampérmetro.

Los instrumentos indicadores deben tener una precisión de 1 % y deben ir montados en una parte visible del frente del equipo. 8.19.3 Motor Diésel Motor

Motor Diésel adecuado para partida con baja temperatura ambiental y operación a 1500 rpm.

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El panel de instrumentos debe tener todos los dispositivos necesarios para el control y protección del motor, incluyendo un horómetro y un anunciador de alarmas. El control del motor

Debe incluir un motor de arranque, una batería de 12 o 24V y un cargador de batería alimentado desde la red auxiliar de 220V-1Fase-50Hz.

Cabina

El Grupo Diesel deberá ser montado en una cubierta insonorizada adecuada para operar bajo un cobertizo que lo protegerá de la lluvia y de la nieve.

8.19.4 Estanque de Combustible Estanque

Con capacidad para 12 horas de funcionamiento, con todos los dispositivos necesarios para la carga y monitoreo del combustible. • • • • •

Estanque de combustible. Bomba de transferencia. Soportes. Indicador de nivel. Tapa y venteo.

8.19.5 Cubierta Cubierta insonorizada para contener y operar los siguientes equipos: • • • • • • • •

Grupo motor generador propiamente tal. Motor eléctrico de partida. Silenciador de escapes. Radiador de calor. Batería. Cargador de Batería. Panel de Control del generador y del motor. Panel de Distribución.

8.19.6 Operación Operación bajo condiciones ambientales de acuerdo a los requerimientos del proyecto.

8.20

SALAS ELÉCTRICAS DE ALBAÑILERIA ARMADA Ubicación

Cerca de los centros de las cargas para reducir las

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longitudes de los alimentadores. Tipo de Sala:

En albañilería armada y/o hormigón armado. Las paredes deben constituir una barrera contra el fuego de a lo menos 2 horas de duración. Todas las partes estructurales, cubiertas, puertas y ventanas deben ser de material incombustible, con una resistencia al fuego durante a lo menos 2 horas de duración. Estos requerimientos pueden ser modificados según punto 7.3 de este Criterio.

Accesos

Dos puertas, ubicadas en los extremos de sus lados de mayor longitud. Este requerimiento puede ser modificado según el punto 8.3.2.1 de este Criterio.

Hermeticidad

Las puertas deben poseer cierre hermético, con apertura mediante barra antipánico. El acceso principal deberá tener dos puertas con cierre hermético y un espacio entre ellas que permita entrar o salir de la sala sin que las dos puertas tengan que estar abiertas simultáneamente. Se emplearán únicamente sistemas de sellado para pasada de cables Roxtec o Hawke.

Sistema Acondicionador de aire

Tipo Split. Recirculación y enfriamiento del aire ambiente de la Sala. Tamaño: Modular, en módulos de 60.000 o 80.000 BTU/h. Su sistema de control debe estar Interconectado con el sistema de detección de incendio para proceder con su detención ante emergencias. Regulación: La temperatura interior deberá mantenerse dentro del rango de +5°C hasta +28°C.

Presurización:

En las áreas que el proyecto defina como de polvo excesivo en el ambiente, se deberá considerar la presurización de la sala, con aire limpio.

Equipos a instalar

Switchgears de media y baja tensión. Centros de control de motores de media y baja tensión. Variadores de frecuencia de media y baja tensión.

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Transformadores de alumbrado. Transformadores de servicios auxiliares. Paneles de distribución de alimentación para fuerza, alumbrado y control. Paneles de entradas/salidas de sistemas de control. Paneles de control y comunicación. Equipos del sistema acondicionador y presurizador del aire ambiente de la sala. Sistema de detección de incendios. Sistema de extinción de incendios en base a inmersión de gases. Cargas mecánicas

8.21

Sobre el piso: 1.000 kg/m2 Sobre el techo: 300 kg/m2.

SALAS ELÉCTRICAS PREFABRICADAS Ubicación

Cerca de los centros de las cargas para reducir las longitudes de los alimentadores.

Tipo de Sala:

Tipo contenedor. Todas las partes estructurales, cubiertas, puertas y ventanas deben ser de material incombustible, con una resistencia al fuego durante a lo menos 2 horas de duración. Este requerimiento puede ser modificado según el punto 8.3.3 de este Criterio.

Accesos

Dos puertas, ubicadas en los extremos de sus lados de mayor longitud. Este requerimiento puede ser modificado según el punto 8.3.2.1 de este Criterio.

Hermeticidad

Las puertas deben poseer cierre hermético, con apertura mediante barra antipánico. En los casos de ambiente con mucho polvo en suspensión el acceso principal deberá tener dos puertas con cierre hermético y un espacio entre ellas que permita entrar o salir de la sala sin que las dos puertas tengan que estar abiertas simultáneamente.

Sellos pasadas de cables

Se emplearán únicamente sistemas de sellado para pasada de cables Roxtec o Hawke.

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Sistema Acondic. de Aire

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Tipo Split. Recirculación y enfriamiento del aire ambiente de la sala. Su sistema de control debe estar Interconectado con el sistema de detección de incendio para proceder con su detención ante emergencias. Tamaño: Modular, en módulos de 60.000 o 80.000 BTU/h. Regulación: La temperatura interior deberá mantenerse dentro del rango de +5°C hasta +28°C.

Presurización

En las áreas que el proyecto defina como con polvo excesivo en el ambiente, se deberá considerar la presurización de la sala, con aire limpio.

Equipos a instalar

Switchgears de media y baja tensión. Centros de control de motores de media y baja tensión. Variadores de frecuencia de media y baja tensión. Transformadores de alumbrado. Transformadores de servicios auxiliares. Paneles de distribución de alimentación para fuerza, alumbrado y control. Paneles de entradas/salidas de sistemas de control. Paneles de control y comunicación. Equipos del sistema acondicionador y presurizador del aire ambiente de la sala. Sistema de detección de incendios. Sistema de extinción de incendios en base a inmersión de gases.

Cargas mecánicas

Sobre el piso: 1.000 kg/m2 Sobre el techo: 300 kg/m2.

Montaje

Las salas prefabricadas normalmente se montan sobre pilares, a una altura de 1,8 m típica. Por requerimientos del proyecto, también pueden ser montadas en losa, con canalización de conductores en forma subterránea o área. Las condiciones de sismicidad tanto de la Sala Eléctrica Prefabricada como de las estructuras de hormigón armado que la soportará están sujetas a lo que se indique en las especificaciones sísmicas de las Condiciones de Sitio de cada Proyecto y a las consideraciones y criterios de los especialistas civiles-estructurales.

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8.22

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SISTEMA DE PUESTA A TIERRA Diseño

En conformidad con la versión vigente de las siguientes normas: • • • • • • •

Decreto Supremo N° 132 año 2002, Reglamento de Seguridad Minera. Norma NCH Elec. 4/2003. Instalaciones de Consumo en Baja Tensión Norma SEC 5.E.n.71, Reglamento de Instalaciones Eléctricas de Corrientes Fuertes IEEE 80-2000 Guide for Safety in Substation Grounding. IEEE 142-2000 Recommended Practice for Grounding of Industrial and Comercial Power Systems. IEEE 81–2012 Recommended Guide for Measuring Ground Resistance and Potencial Gradients in the Earth. NFPA 70 - NEC.

Mallas de Tierra locales en las diferentes áreas de la planta, construidas con conductores de cobre desnudo clase B, 37 hebras, calibres # 4/0 AWG para el contorno; calibres # 4/0 AWG ó # 2/0 AWG para el reticulado de la malla, y # 2/0 AWG para los chicotes de conexión a tierra. Todas las cubiertas metálicas de los equipos eléctricos deben ser conectadas directamente a sistema de puesta a tierra. Conexiones

Las conexiones bajo tierra deberán ser efectuadas con soldaduras de tipo exotérmica o mediante el uso de conectores de compresión fabricados conforme a estándar IEEE 837.

SS/EE y Salas Eléctricas

Tendrán su propia malla de tierra de puesta a tierra. Estas estarán interconectadas, según se requiera, para mantener potenciales de paso y de contacto dentro de los límites aceptables.

Para instrumentación

Todas las conexiones de las tomas de tierra de los sistemas de instrumentación y control deben ser concentradas en una barra de tierra que a su vez debe ser conectada a un solo punto de la malla de tierra general de la Planta mediante un cable de cobre aislado, color verde, de sección típica # 2/0 AWG.

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Se debe procurar en lo posible que el punto de conexión a la malla de tierra general esté alejado de los puntos en que se conectan a la malla de tierra los equipos eléctricos. Por otro lado, la cubierta metálica de protección de los equipos de instrumentación y control se deben conectar a tierra como cualquier equipo eléctrico. Instalación

Los conductores de la malla, se colocarán en el relleno de las fundaciones a 0.5 m de éstas y 0.6 m bajo el piso terminado, incluso en zona de caminos. Las partes estructurales metálicas del perímetro de cada edificio deberán ser conectadas también a esta malla de puesta a tierra. Las conexiones entre mallas deberán ejecutarse en una cámara de inspección de modo de facilitar las mediciones parciales.

Interconexión de mallas

Deberán interconectarse a través de 2 cables de Cu calibre #4/0 AWG incluidos en bancos de ductos y líneas de distribución. En lo posible estos cables deben ser instalados separadamente.

Escalerillas porta-cables

Deberán llevar adosado a lo largo de todo su recorrido, un conductor de cobre cableado de 19 hebras # 2/0 AWG desnudo, sujeto a la parte lateral externa de las escalerillas mediante prensas apernadas. Este conductor debe ser conectado a la malla de tierra en sus dos extremos.

Canaletas de hormigón

Se procederá en forma similar a con las escalerillas, pero usando un cable # 4/0 AWG.

Conexión a tierra

Transformadores de poder, generadores de poder, CCMs y motores de potencia sobre 250 HP, se conectarán a la malla de tierra mediante dos chicotes de sección # 2/0 AWG. Motores de potencia >50 HP y ≤ 250 HP, Paneles de Distribución y Enchufes de Soldadoras, se conectarán a la malla de tierra mediante un chicote de sección # 2 AWG.

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Motores de 50 HP o menos. Para cada motor la tierra será llevada por un cuarto conductor del cable alimentador del motor. Este conductor, se deberá conectar en forma individual a la barra de tierra del Switchgear, Centro de Control de Motores o Panel de Distribución, según corresponda. Identificación

8.23

Los conductores de puesta a tierra con aislamiento color verde con franjas amarillas, ò color verde.

PROTECCION CONTRA DESCARGAS ATMOSFERICAS Y TRANSITORIOS Diseño

Se deberá instalar pararrayos en los puntos en que una línea aérea cambia a cable subterráneo, o donde un equipo eléctrico se conecta a una línea aérea. La protección contra descargas atmosféricas en edificios y estanques debe ser de acuerdo con lo establecido en las normas: • • • •

Supresores de transientes

ANSI/NFPA 780. Standard for the Installation of lightning Protection Systems. ANSI/NFPA 70. National Electric Code. ANSI/IEEE 142. IEEE Recommended Practice for Grounding of Industrial and Commercial Power Systems. Consultants Handbook. Recommendation for the Protection of the Structures Against Lightning. FURSE

Se deberá proveer supresores de transientes en todos los motores de media tensión, que sean accionados desde partidores que usen contactores al vacío. Estos supresores consistirán en pararrayos y condensadores instalados en la caja de conexiones del motor, o en una caja lo más cercana posible al motor.

Puesta a tierra

8.24

Todos los edificios en acero y estructuras deberán ser conectadas sólidamente a la malla de tierra principal de la planta.

CANALIZACIONES

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8.24.1 Escalerillas portaconductores Diseño

Escalerillas porta-conductores, con tapa, para canalizar cables de fuerza y control.

Instalación

En Salas Eléctricas y en áreas de proceso donde las condiciones lo permitan.

Escalerilla común

Utilizar separadores de cables para fuerza y control.

Escalerillas independientes Según recomendaciones de IEEE 518 y los requerimientos del NEC Materiales

Acero Para trabajo pesado, galvanizadas en caliente después de fabricadas. FRP En áreas corrosivas.

Eclisas

Serán de acero para escalerillas o bandejas de acero, y de acero inoxidable en el caso de las escalerillas de FRP.

Fabricación

En tramos de 3 m. de longitud, con laterales de 100 mm., palillos ranurados 1.5 mm de espesor, soldados a una distancia de 15 cm.

Llenado

La cantidad de cables que se instalen en las escalerillas estará en estricta conformidad con el NEC.

Cables de señales

Para los cables de señales débiles se deberá preferir las bandejas de acero galvanizado con paredes llenas y con tapas del mismo material. En instalaciones con ambiente corrosivo, se emplearán bandejas de FRP o PVC.

8.24.2 Conduits Diseño

Conduits para canalizaciones de cables, de fuerza, control y alumbrado para uso general, expuesto a la vista, serán de acero galvanizado en caliente. En bancos de ductos o circuitos de alumbrado embutidos, los ductos serán de PVC Schedule 40.

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Se usará Schedule 80 en losas armadas o en áreas corrosivas a la intemperie, y en circuitos de alumbrado, fuerza o control. Diseño en áreas corrosivas Se utilizarán conduits de acero recubierto con PVC. Longitud de conduits

Todos los conduits serán de 3 m. Los conduits de 3” de diámetro y superiores, serán de 6 m de longitud.

Diámetros mínimos

Instalaciones dedicadas sobre y bajo tierra serán de 25 mm para PVC, ó ¾” para acero. En instalaciones subterráneas o bancos de ductos: 50 mm.

Diámetros estandarizados

¾”,1”,11/2”, 2”, 3”, 4” y 6”.

Norma de fabricación

ANSI C80.1 para conduits de acero.

Cantidad de cables

Debe cumplir con lo establecido en el NEC.

Ductos separados

Para cables de fuerza, control y comunicaciones.

Áreas peligrosas

Conduit de acero con protección a base de pintura anticorrosivo. En áreas clasificadas como explosivas, cada conduit se llenará con pasta “compound”. Los conduits flexibles serán a prueba de explosión.

Fittings de expansión

En cruce de edificios, o juntas de expansión en fundaciones.

Conexión a motores

Con ductos metálicos flexibles, estancos, con chaqueta de PVC, tipo UA.

Conduits a la vista

Incluir cajas de paso metálicas. Cada tramo no deberá exceder de 20 m. con un máximo de 2 curvas de 90°, o 180° totales acumulados en curvas. En áreas corrosivas, se usarán cajas de paso de PVC.

8.24.3 Bancos de ductos Diseño

Los ductos podrán ser cañerías de acero galvanizado de pared gruesa, según ANSI C80.1, o de PVC schedule 40 o 80. El banco de ductos podrá ser embebido o no en concreto.

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Los bancos de ductos deben ser embebidos en concreto con armadura en los cruces de camino y las áreas con tráfico de vehículos. Calidad de los ductos

Los ductos serán cañerías de acero galvanizado tipo ANSI C.80.1 ó PVC Schedule 40.

Pendiente de los ductos

Tendrán una pendiente mínima de 0.25% entre cámaras del banco.

Reserva

Deberán incluir una provisión de ductos de reserva de 25% mínimo.

Profundidad del Banco

La cara superior del banco de ductos debe quedar como mínimo 450 mm bajo el nivel de piso terminado. En los cruces de caminos esta distancia debe ser 600 mm.

Cámaras de acceso

Si están ubicadas en línea recta la distancia entre ellas podrá ser como máximo 120 metros. La cara superior del banco de ductos debe quedar como mínimo 450 mm bajo el nivel de piso terminado. En los cruces de caminos esta distancia debe ser 600 mm. La distancia entre cámaras podrá como máximo 90 metros si entre ellas hay hasta 2 curvas con desviaciones no superiores a 60 grados respecto de la línea recta.

Ductos de PVC enterrados En los bancos de ductos sin protección de hormigón pobre los conduits deberán estar dispuestos sobre una capa de arena limpia y cubiertos con el mismo material hasta 150 mm sobre su nivel superior. Finalmente sobre su nivel superior se colocará una capa de hormigón pobre coloreado color rojo, como medida de protección mecánica. La profundidad mínima será de 500 mm. Ducto rígido enterrado

8.25

Deberá ser relleno con material fino compactado. La profundidad mínima será de 150 mm

INSTALACIÓN DE ALUMBRADO

8.25.1 Niveles de alumbrado Diseño

La iluminación deberá ser diseñada esencialmente libre de

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sombras y con distribución uniforme. Los contrastes en los niveles de iluminación deberán limitarse a razones de 4:1 en áreas interiores y 6:1 en exteriores (alumbrado de calles). Deberá evitarse el efecto estroboscópico sobre motores y otros equipos rotatorios. EI sistema de alumbrado deberá proyectarse en 380/220 volts, tres fases, neutro y tierra. Niveles de iluminación

Los sistemas de iluminación, deberán ser diseñados para proveer los siguientes niveles de iluminación, sobre un plano ubicado a 0.76 m sobre el nivel de piso, sin perjuicio de los requerimientos especiales que pudieran existir en algunas áreas de proceso.

Áreas y niveles (en Lux)

Áreas de Operación, interior Áreas Operación, Exterior Áreas de Operación, Exteriores puntuales Áreas de Operación, Bajo Plataformas Área de Estanques SX Escaleras Sala de Equipo Eléctrico y Control Salas de Máquinas Laboratorios Oficinas Talleres Salas de Cambio Bodegas Patios Caminos

: 400 : 400 : 500 : 200 : 200 : 200 : 300 : 300 : 700 : 400 : 200 : 200 : 150 : 50 : 20

Las Áreas no indicadas deberán cumplir los estándares de Ilumination Engineers Society. Comando

EI comando de alumbrado se hará directamente por medio de los interruptores del tablero de distribución de alumbrado, excepto en oficinas, talleres y salas de equipo eléctrico, donde se utilizaran interruptores de pared. En las salas de control se proveerán controles para el ajuste del nivel del alumbrado.

Control

EI control de alumbrado exterior se hará mediante celda fotoeléctrica o temporizador, centralizado y con operación automática y manual, la cual accionará un contactor mediante un circuito de control en el panel de alumbrado correspondiente.

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Carga máxima

Los circuitos de alumbrado se cargarán como máximo hasta el 80% de la capacidad permanente de los conductores e interruptores, con un máximo de 4 kW por circuito.

Regulación de tensión

La caída de voltaje en los circuitos de alumbrado será 3% máximo, calculado desde el tablero hasta el punto más alejado del circuito respectivo.

Ahorro de energía

La disposición de alumbrado y circuitos, se diseñará de manera de poder reducir el nivel de alumbrado durante periodos de baja actividad.

8.25.2 Equipos de iluminación Tipos de lámparas

En las áreas donde se efectúen labores se emplearán lámparas de haluro metálico y/o de sodio de alta presión.

Alumbrado exterior

Las lámparas para alumbrado exterior serán tipo calle con lámpara de vapor de sodio de alta presión, con deflector para impedir la contaminación lumínica del cielo, cumpliendo con la regulación chilena DS Nº 43/2012 del Ministerio del Medio Ambiente.

Salas de control

Se instalarán equipos fluorescentes, de 2 x 40 W ó 4 x 40 W, 220 V, tipo partida rápida, industrial, complementados con unidades de alumbrado de emergencia. Estas últimas unidades, estarán equipadas con lámparas, batería, cargador y relé automático de transferencia y se conectarán al sistema de alumbrado normal operando automáticamente en caso de caída de tensión.

Áreas de proceso

Deberán contar con equipos autónomos para emergencia del tipo indicado, según se requiera.

Áreas exteriores

Subestaciones, Patios, caminos. Sodio Alta Presión. Oficinas, Salas de Control, Salas de Mantención. Fluorescente Color “Cold White”.

Factor de Potencia

Todos los artefactos de iluminación deberán estar provistos de reactancias (“ballasts”) de alta eficiencia, con factor de potencia compensado a no menos de 0.95.

Tipo de reactancias

En oficinas y salas de control se utilizarán reactancias de bajo ruido, del tipo potencia constante. Las reactancias

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deberán ser capaces de mantener la lámpara encendida aun cuando la tensión de alimentación pueda disminuir en 30 %. Las reactancias para lámparas de sodio de alta presión para alumbrado exterior, deberán ser capaces de encender y operar la lámpara bajo cualquier condición atmosférica. El uso de otros equipos de iluminación, en base a una mayor eficiencia energética, será determinado conforme a lo establecido en el Criterio de Diseño de Eficiencia Energética, SGP02EEN-CRTTC-00001. 8.25.3 Tableros de alumbrado

8.26

Diseño

Los tableros de alumbrado serán construidos con protección Nema 4 ó Nema 4X (áreas corrosivas). Los interruptores serán para servicio pesado, caja moldeada, unipolares, con una capacidad de interrupción de 10 kA mínimo. La distribución interna será por medio de barras verticales, con interruptores termo-magnéticos apernados a ellas directamente. La placa frontal del tablero será abisagrada, para obtener acceso fácil al alambrado interno, y la tapa será abisagrada y provista de cerradura.

Cargas de alumbrado

Los consumos de alumbrado de las áreas del proyecto se tomaran de tableros generales alimentados en 380/220V.

ENCHUFE DE FUERZA Diseño

Los enchufes deberán ser para la tensión nominal de fuerza en Baja Tensión.

Ubicación

Los enchufes de fuerza y para uso de soldadoras, deberán ser ubicados en lugares adecuados para energizar máquinas portátiles, soldadoras y equipos similares. Cada uno de ellos servirá un área de 50 m de radio. No deberán ser instalados en áreas clasificadas de riesgo.

Protección

Todos los enchufes deberán ser instalados en cajas con protección Nema 4 o NEMA 4X en áreas con ambiente corrosivo.

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BATERIA CARGADOR Y UPS

8.27.1 Baterías y cargadores Diseño

Las baterías y los cargadores redundantes asociados deberán ser de 125 VDC, para el control de interruptores del switchgear y subestaciones principales de Media Tensión y para el sistema de detección y alarma de incendio. EI banco de baterías de 125 V deberá ser dimensionado para 8 horas de operación después de una caída de servicio, con pérdida de tensión máxima de 10 %.

Baterías

Deberán ser de plomo con electrolito gel, selladas, libres de mantenimiento. Las baterías deberán ser instaladas en recintos adecuados o gabinetes de construcción no-corrosiva y no-inflamable.

Cargador de baterías

Cada banco de baterías, deberá ser cargado desde un cargador trifásico de estado sólido dedicado con rectificador trifásico tipo puente, de onda completa, con capacidad para alimentar las cargas de CC durante el proceso de carga en 8 horas. Su funcionamiento debe ser supervisado por el sistema SCADA de la planta. EI cargador deberá incluir controles automáticos de tensión y corriente. De igual forma, deberá incluir filtros de armónicos, para eliminar la inyección de armónicos a la red.

Ecualización

EI modo “ecualización” deberá ser puesto manual o automáticamente después de una caída de servicio de CA de más de 10 minutos.

Protecciones

Los sistemas de CC deberán ser aislados de tierra e incluirán protección de sobre tensión y alarmas por falla a tierra y por baja tensión debido a perdida de carga. La protección de sobre corriente será por medio de interruptores tipo caja moldeada y fusibles limitadores en los diferentes circuitos.

8.27.2 Alimentación de instrumentos y PLC / DCS Diseño

Los sistemas de UPS (baterías e inversor) deberán tener un transformador de aislamiento en la salida (“stand-by”),

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que bajo condiciones de falla de la UPS, quedará disponible de inmediato por medio de un switch de transferencia de tipo estático. Adicionalmente, se deberá proveer un switch de transferencia manual tipo “makebefore-break” para mantenimiento de la UPS o del switch de estado sólido. Su funcionamiento debe ser supervisado por el sistema de control de la planta.

8.28

Alimentación de fuerza

La alimentación de fuerza para circuitos de instrumentación / PLC / DCS en las Salas de Control y Salas Eléctricas, será suministrada desde fuentes de poder sin interrupción (UPS) dedicadas.

Alimentación por UPS’s

Cada módulo eléctrico (E-house) estará provisto de una unidad UPS monofásico de 120 VAC que suministre energía al control del interruptor de media Tensión en cada subestación, para alarma de incendio y para indicaciones de status remotos a través de PLC’s. La capacidad de la UPS deberá ser apropiada para suministrar energía por 30 minutos a plena carga nominal en el caso de pérdida de la energía normal.

PANEL DE CONTROL Diseño

Los gabinetes o cajas de paneles de control, a instalar en salas eléctricas o módulos metálicos prefabricados, deberán ser con protección Nema 4. Los dispositivos interiores deberán ser alambrados a regletas de terminales. Las regletas deberán disponer de un 40% adicional de bornes, para modificaciones y/o ampliaciones.

Protección

Los paneles de control instalados en las áreas de proceso de la planta, deberán ser fabricados con protección Nema 4. En donde existe presencia de corrosión, los paneles deberán ser fabricados con protección Nema 4X (acero inoxidable, policarbonato o fibra de vidrio).

Alambrado a regletas

Todos los elementos internos que deban conectarse a dispositivos externos deberán alambrarse a regletas terminales en el interior del panel, con identificación permanente.

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BOTONERAS Y OTROS DISPOSITIVOS DE CONTROL

8.29.1 Botoneras Diseño

En general, cada motor eléctrico, deberá tener una botonera local partir (jog) – parar, y parada de emergencia (con botonera tipo hongo color rojo), para operación en 120 VAC ó 24 VDC (sólo motores con VFD o partida suave), tipo trabajo pesado, con dispositivo de bloqueo en posición “Detenido” (Off) embutidos y con adecuada protección que impida su operación accidental.

Protección

La botonera tendrá caja tipo NEMA 4, o NEMA 4X para instalación en áreas corrosivas.

Botonera local

Se ubicará cerca del motor, en un lugar accesible para el operador y con visión completa del motor controlado.

Condiciones anormales

Toda condición anormal en el sistema de distribución de potencia, deberá ser anunciada en el Sistema de Supervisión y Adquisición de Datos, en la Sala de Control correspondiente. Si se ha previsto un anunciador local, éste debe incluir alarma audible y silenciador, toma de conocimiento, rearme y botoneras de prueba. Equipos accionados eléctricamente deberán tener un panel o estación de botoneras ubicado localmente. Las botoneras para un grupo de motores podrán ser instaladas en un panel común. Cuando los motores operan en grupo en una línea de flujo y una parte del equipo es dependiente de los otros, estos deberán estar enclavados en la lógica de control de ellos en la dirección del flujo.

Botoneras de Emergencia

Las botoneras de emergencia serán iguales que las botoneras normales, excepto que el botón rojo de Parar será del tipo hongo, con retención y giro para liberación.

Interruptores Selectores

Los interruptores selectores, si se requieren, deberán ser del tipo trabajo pesado, estancos, en caja tipo Nema 4 para instalación interior o en áreas polvorientas, y Nema 4X para instalación en áreas corrosivas. Cuando se instalen a la intemperie, deberán estar contenidos en la misma caja o panel local del equipo a servir.

8.29.2 Bocinas de advertencia Diseño

Las bocinas serán del tipo resonante, para operación a 120

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VAC y deberán funcionar complementadas con balizas estroboscópicas o lámparas giratorias. Las balizas se instalarán cada 120 m. en correas de longitud mayor a 120 m. Cinta transportadora

Deberá contar con bocinas locales para advertir al personal de la partida del equipo. EI período de advertencia deberá ser ajustable.

Puentes Grúa

Se instalará también una bocina, para advertir al personal el desplazamiento del puente grúa, tanto en la partida como en el desplazamiento mismo.

8.29.3 Partidores de motor manuales Diseño

Los partidores manuales de motores pequeños (1/3 HP y menores) deberán ser de switch de accionamiento de dos polos con relé de sobrecarga.

Protección

La caja deberá tener protección NEMA 4 para equipos en áreas exteriores abiertas de proceso y Nema 12 para instalación interior (sala eléctrica).

Zonas de ubicación

Dentro de lo posible estos partidores no se instalarán en áreas corrosivas. Si fuere necesario, se instalarán en cajas con protección NEMA 4X

8.29.4 Interruptores de seguridad Diseño

Los interruptores desconectadores de seguridad deberán ser tipo trabajo pesado, contar con contactos auxiliares (NC y NA) y con provisión para instalación de candados de bloqueo.

8.29.5 Lámparas piloto Colores

Las lámparas piloto de indicación de estado de funcionamiento de motores, calefactores, estados de equipos, deberán cumplir con el siguiente código de colores: Rojo:

Equipo detenido, listo para desconectado, Interruptor abierto.

partir,

Verde:

Equipo funcionando, conectado, Interruptor Cerrado.

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Ámbar: Blanco:

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Status Intermedio, pendiente, automático, tierra, falla, operado por sobrecarga. Interlock (86)

Nota: En El Teniente, Andina y Radomiro Tomic, se usa un código de colores diferente. En estos casos se recomienda proceder en consulta con Mantenimiento Eléctrico de Planta.

8.30

CINTAS CALEFACTORAS

La alimentación de las cintas calefactoras destinadas a calefaccionar cañerías de instrumentación e instrumentos se hará en 120 V. La alimentación de las cintas calefactoras destinada a calefaccionar cañerías de proceso de longitud hasta 100 metros, se hará en 220 V fase-neutro. La alimentación de las cintas calefactoras destinada a calefaccionar cañerías de proceso de longitud mayor que 100 metros se hará en 400 V fase-fase. En los casos en que la cinta calefactora quede expuesta a golpes y/o que por la seguridad de las personas así se requiera, se usará cinta con cubierta de protección de malla de acero.

8.31

PLACAS DE IDENTIFICACION Diseño

Todos los equipos eléctricos, incluido paneles y cajas deberán llevar una placa de identificación de plástico blanco grabado con letras negras, con su “TAG” y descripción abreviada en un lugar de la puerta o cubierta, que tenga buena visibilidad

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9.

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ARCHIVO DE REGISTROS

Almacenamiento Identificación

N/A

Indexación

N/A

Responsable de Archivo

N/A

Acceso Lugar

N/A

Medio

N/A

N/A

Tiempo de Mantención

N/A

Disposición Final

N/A

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10.

ANEXOS

10.1

ANEXO 1: PROCEDIMIENTOS DE DERRATEO POR ALTITUD

En equipos de maniobra AIS y en transformadores

NO ES ACEPTABLE QUE LOS NIVELES DE AISLACIÓN, Y DISEÑOS ASOCIADOS, CONTENGAN INDEFINICIONES, O QUE ÉSTOS SEAN DEFINIDOS POR OTROS. ES EL PROYECTO, Y POR CONSECUENCIA, LOS ESPECIALISTAS ELÉCTRICOS DE CODELCO QUIENES SON RESPONSABLES POR LA CORRECTA DEFINICIÓN DE LOS NIVELES DE AISLACIÓN Y APLICACIÓN DEL DERRATEO POR ALTITUD.

Contenido: 1.-

Procedimiento para derrateo por altitud en equipos de maniobra de media tensión

2.-

Procedimiento para derrateo por altitud en baja tensión

3.-

Procedimiento para derrateo por altitud en transformadores

4.-

Derrateo por altitud en motores

5.-

Efecto de la altitud en las propiedades aislante del aire

Nota a la revisión 2 del presente criterio: En la presente revisión del Anexo 1, se han suprimido las tablas para especificar los niveles de aislación en función de la altitud, las que establecían de forma pre-calculada los niveles de aislación derrateados bajo las normas ANSI e IEC, y que incorporaban el uso de los factores de derrateo correspondientes al valor superior de cada uno de los intervalos de altura indicados (intervalos cada 500 metros). Junto con lo anterior, se dejó de utilizar el “Criterio Codelco” para el cálculo del BIL derrateado, y el uso de las norma ANSI e IEC en conjunto, salvo los casos notables indicados en forma expresa. En consecuencia, el cálculo de derrateo por altitud de los niveles de aislación debe ser realizado en cada uno de los proyectos, y quedar establecido en forma específica en la adenda que cada proyecto debe emitir, conforme a lo establecido en el punto 2 sobre los objetivos del presente Criterio de Diseño. El Anexo 2 de la revisión anterior se ha suprimido y se han unificado sus definiciones en el actual anexo I.

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1.

PROCEDIMIENTO PARA DERRATEO POR ALTITUD EN EQUIPOS DE MANIOBRA DE MEDIA TENSIÓN

1.1

Normas aplicables El derrateo por altitud debe ser aplicado especificado y evaluado en formas separadas, según norma ANSI y según norma IEC. En el presente Criterio de Diseño son aceptables separadamente los procedimientos de aplicación y los resultados de las aplicaciones de las normas ANSI e IEC.

1.2

Alcance

1.2.1

El presente procedimiento de derrateo por altitud aplica a equipos de maniobra de media tensión, el que también es aplicable a todo equipo de media tensión que contenga partes energizadas con aislación al aire.

1.2.2

Aspecto normativo del derrateo por altitud De acuerdo con la indicación explícita que hacen las normas ANSI y IEC, los equipos de maniobra de media tensión son diseñados para operar hasta una altitud máxima de 1000 metros sobre el nivel del mar. Para una altitud mayor que 1000 metros otro equipo, de una Clase de Tensión y BIL mayor, debe ocupar el lugar de la Clase de Tensión y BIL que correspondería usar si la altitud fuera igual o menor que 1000 metros.

1.3

Especificaciones de las normas ANSI

1.3.1 Voltajes y BIL en Switchgears y CCM de media tensión Tabla 1 Norma ANSI C37.20.2 Voltaje máximo kV r.m.s 4,76 8,25 15 27 38

Voltaje a frecuencia industrial del sistema kV r.m.s. 19 36 36 60 80

BIL kV 60 95 95 125 150 (*)

(*) Para los Switchgears y CCM de media tensión, que deban operar en un sistema con tensión nominal ANSI 34,5kV se debe especificar un nivel de 170kV de BIL, hasta una altitud máxima de 1000 metros sobre el nivel del mar, conforme a la coordinación con los niveles de aislación definidos para los transformadores de distribución en la tabla 11.4– 1.

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1.3.2

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Factores de derrateo por altitud Tabla 8 Norma ANSI C37.20.2 Factores de corrección por altitud Altura Factor Factor sobre nivel de derrateo de derrateo del mar para corriente para tensión metros 1000 1,00 1,00 1200 0,98 0,995 1500 0,95 0,991 1800 0,92 0,987 2000 0,91 0,985 2100 0,89 0,980 2400 0,86 0,970 2700 0,83 0,965 3000 0,80 0,060 3600 0,75 0,950 4000 0,72 0,940 4300 0,70 0,935 4900 0,65 0,925 5500 0,61 0,910 6000 0,56 0,900 ANSI indica: Valores intermedios pueden ser obtenidos por interpolación.

1.4

Especificaciones de las normas IEC

1.4.1 Voltajes y BIL en Switchgears y CCM de media tensión IEC 60056, 60298 y 60694 Rated máximum voltage kV 3,6 7,2 12 17,5 24 36 52

1.4.2

Insulation level Insulation level Power Frec. BIL withstand kV crest kV crest 10 40 20 60 28 75 38 95 50 125 70 170 95

250

Factores de derrateo por altitud El factor de derrateo IEC varían según la curva: fC = e

−

H −1000 8150

H : Altura sobre el nivel del mar. fC : Factor de derrateo por altura sobre el nivel del mar.

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FACTORES DE CORRECCIÓN POR ALTITUD

EQUIPOS DE MANIOBRA DE MEDIA TENSIÓN NORMA IEC Altura Factor Factor sobre nivel de derrateo de derrateo del mar IEC ANSI m °/1 °/1 1000 1,00 1,00 1200 0,98 0,98 1500 0,94 0,95 1800 0,91 0,92 2000 0,89 0,91 2100 0,87 0,89 2400 0,84 0,86 2700 0,81 0,83 3000 0,78 0,80 3600 0,73 0,75 4000 0,69 0,72 4300 0,67 0,70 4900 0,62 0,65 5500 0,58 0,61 6000 0,54 0,56 Los factores IEC se ha n calculado con la fórmula:

fC = e

−

H −1000 8150

Los valores ANSI se muestran sólo para referencia.

1.5

Procedimiento de cálculo del derrateo por altitud Paso 1 Se preselecciona provisoriamente el equipo E k que correspondería usar si la altitud fuera ≤ 1000 m, con la Clase de Tensión y BIL estándar para la tensión nominal del equipo. Paso 2 Para el cálculo con la Norma ANSI, en la Tabla 8 de la Norma ANSI C37.2.2 se obtiene el valor del factor de corrección por altitud correspondiente a la altitud H. −

Para cálculo con la Norma IEC, con la fórmula fC = e de corrección por altitud correspondiente a la altitud H.

H −1000 8150

se obtiene el valor del factor

Paso 3 El BIL del equipo E k se divide por el factor de corrección por altitud correspondiente a la altitud H, con lo cual se obtiene el BIL que debería tener el equipo E k+h para poder operar a la altitud H. Paso 4

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El equipo E s ha seleccionar para poder operar a la altitud H, de una Clase de Tensión y BIL superior al equipo E k preselecionado en el punto 1, será el correcto si su BIL es igual o mayor que el valor de BIL calculado en el paso 3, si no es así se pasa al equipo estándar siguiente, de Clase de Tensión y BIL superior que cumpla la condición anterior. Nota Frecuentemente se usa para especificar la expresión “BIL a una altitud H”, lo que no es correcto, porque todos los valores de BIL estandarizados están referidos a una altitud ≤ 1000m. A los ingenieros eléctricos de proyecto les correspondes especificar y pedir a un proveedor que les cotice un equipo, ya derrateado a la altitud de instalación, de una determinada Clase de Tensión con un determinado BIL, sin tener que necesariamente hacer mención de la altitud a que operará. Cuando el ingeniero eléctrico pide al proveedor un equipo con un “BIL a la altitud H”, está pidiendo que sea el proveedor quien haga el derrateo y determine el equipo que se requiere para operar a la altitud H, lo que no debe ser utilizado. 1.6

Casos notables Caso notable 1 Las clases de tensión ANSI 8,25kV y 15kV tienen el mismo BIL de 95kV, con la consecuencia que un equipo para operar a una tensión nominal de sistema de 6,9kV a una altitud superior a 1000 metros, tenga que ser Clase 27kV-BIL125kV, lo que evidentemente es desproporcionado frente al hecho que si este equipo se especificara según la norma IEC sería Clase 12kV-BIL75kV, de mucho menor precio. Por otro lado, si para esta misma condición, un fabricante europeo tuviera que cumplir con el BIL 95 kV, tendría que ofrecer un equipo Clase 24kV-BIL125kV, lo que también es desproporcionado. En consecuencia, el presente criterio de diseño establece que cuando se especifique un equipo con tensión nominal de sistema de 6,9 kV se deberá especificar un BIL de 75 kV, aun cuando la norma ANSI establece un BIL de 95 kV. Caso notable 2 Las clases de tensión ANSI 27kV y 38kV y sus respectivos BIL de 125kV y 150kV, para las tensiones nominales 23kV y 34,5kV respectivamente, tiene el efecto contraproducente en los fabricantes bajo norma IEC, los que para cotizar equipos especificados bajo norma ANSI, deben aumentar en forma desproporcionada la Clase de Tensión y por consecuencia el BIL asociado, para cumplir con los valores ANSI. Por otro lado, las Clases de Tensión IEC cumplen con el voltaje nominal de sistema especificado bajo norma ANSI, dado que la Clase de Tensión es el voltaje máximo de

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operación de los equipos, además, el BIL de las respectivas Clases de Tensión bajo norma IEC también cumplen lo especificado bajo norma ANSI. En consecuencia, el presente criterio de diseño establece que:

2.

-

Cuando se especifique un equipo con tensión nominal de sistema de 23kV, los fabricantes bajo norma IEC podrán cotizar equipos con una Clase de Tensión de 24kV, aun cuando la norma ANSI establece una Clase de Tensión de 27kV.

-

Cuando se especifique un equipo con tensión nominal de sistema de 34,5kV, los fabricantes bajo norma IEC podrán cotizar equipos con una Clase de Tensión de 36kV, aun cuando la norma ANSI establece una Clase de Tensión de 38kV.

PROCEDIMIENTO PARA DERRATEO POR ALTITUD EN BAJA TENSIÓN En baja tensión el derrateo por altitud se aplica en altitudes superiores a 2000 m. En los Estados Unidos de Norteamérica, desde el comienzo se definió como baja tensión los voltajes iguales y menores que 1000V, y los equipos eléctricos fueron diseñados con una aislación adecuada para 600V r.m.s, para operar en los niveles de tensión nominal de sistema 600V, 480V, 230V. Por ésta razón y porque en baja tensión las fallas de la aislación propiamente tal son relativamente poco frecuentes, el procedimiento de Corrección por altura en baja tensión es diferente que en media y alta tensión. La norma ANSI/IEEE C37.13 indica que para baja tensión el factor de corrección es el establecido en la siguiente tabla: Tabla 4– ANSI C37.13 Low Voltage AC power circuit breakers used in enclosures Factor de derrateo Factor de derrateo Altitud para voltaje para corriente 2.000 1,000 1,000 2.600 0,950 0,99 3.900 0,800 0,96

Para otros valores que los indicados por esta tabla se debe hacer una interpolación lineal en el tramo que corresponda. En esta misma norma, en sus puntos 1 y 5.2, se indica: Voltaje máximo para el nivel 600V es 635V, Voltaje máximo para el nivel 480V es 508V Voltaje máximo para el nivel 240V es 254V.

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En los Estados Unidos los equipos de baja tensión son diseñados para operar hasta una tensión nominal de 600V con un límite último de 635V, lo que deja disponible el factor de corrección 0,9449 = 600/635 que corresponde a la altura de 2.644 m. En consecuencia los equipos norteamericanos de baja tensión pueden operar en el nivel 600 V a una altitud máxima de 2.644 m. En Europa los equipos de baja tensión equivalentes son diseñados para operar a una tensión nominal de 600 V con un límite último de 690 V, lo que deja disponible un factor de Corrección 600/690 = 0,867 que corresponde a una altitud de 3.297 metros. En consecuencia los equipos europeos de baja tensión pueden operar en el nivel 600 V a una altitud máxima de 3.297 m. En el presente Criterio de Diseño Eléctrico se establece: Los equipos de baja tensión señalados en su placa de características como de 600V o 690V, pueden operar en las instalaciones de Codelco – Chile hasta una altura de 3000 metros sobre el nivel del mar. Para altitudes superiores a 3000 metros se deberá usar según corresponda: Voltaje de Sistema 480V, Voltaje de Uso 460V hasta la altitud 3900 metros. Voltaje de Sistema 400V, Voltaje de Uso 380V hasta la altitud 3900 metros. 3.

PROCEDIMIENTO PARA DERRATEO POR ALTITUD EN TRANSFORMADORES

3.1

Normas aplicables El derrateo por altitud debe ser aplicado especificado y evaluado separadamente según norma ANSI y según norma IEC.

3.2

Procedimiento de cálculo del derrateo por altitud Los enrollados y conexionados de los transformadores están completamente sumergidos en un medio aislante líquido, dentro de un tanque completamente hermético que impide toda interacción entre el medio aislante líquido y el aire ambiente. En consecuencia la única interacción entre el aire y los medios aislantes del transformador ocurre en la superficie de los bushings del transformador. A continuación se indica el cálculo del derrateo de la distancia de fuga de los bushings. Paso 1 Seleccionar el nivel de polución ambiental Muy Fuerte, según lo definido por las normas ANSI o IEC, que se indican a continuación:

Tabla 1 – Factor de distancia de fuga de aisladores y bushings

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según grado de polución del medio ambiente Nivel de polución

Factor de distancia de fuga

Ligero

16 mm/kV

Mediano

20 mm/kV

Fuerte

25 mm/kV

Muy Fuerte

31 mm/kV

Polución Áreas sin industrias y baja densidad de casas equipadas con calefacción. Áreas con industrias que no producen partículas de humo y/o con una densidad media de casas con calefacción. Áreas con alta densidad de industrias y suburbios de grandes ciudades con alta densidad de casas con calefacción. Áreas de moderada extensión con polvo conductor y con humos industriales con finas partículas conductoras.

Paso 2 Para los bushings de un enrollado del transformador, de Voltaje nominal V n , se calcula la distancia de fuga para operación a una altitud ≤ 1000 m, multiplicando el factor de distancia de fuga seleccionado en la Tabla por el valor del Voltaje Nominal del enrollado del transformador (V n ). Paso 3 Calcular la distancia de fuga corregida para operación a la altitud H dividiendo la distancia de fuga para operación a una altitud ≤ 1000 m calculada en al Paso 2, por el factor de derrateo calculado con la fórmula fC = e

−

H −1000 8150

.

El valor resultante de la distancia de fuga para operación a la altitud H es la distancia de fuga que debe ser especificada para los bushings de ese enrollado del transformador. Para los efectos térmicos de la altitud que afectan la temperatura de los enrollados y del aceite, en la especificación de cotización y en la orden de compra se debe señalar que el transformador que se cotiza o compra debe ser diseñado para entregar su potencia nominal de placa a la altitud H especificada e indicada en la placa. 3.3

Derrateo por altitud en transformadores secos de media tensión Los transformadores secos tienen sus enrollados sumergidos en resina especial, como la aislación de los cables, pero excepto diseños especiales, sus interconexiones y terminales de salida quedan expuestos al aire ambiente por lo cual son afectados por la altitud. Por otro lado el transformador seco debe ir encerrado en una cubierta estructural conectada a tierra lo cual lo asemeja a un equipo de maniobra. Sin embargo la similitud del transformador seco con un equipo de maniobra es un hecho incompleto porque: a).-

En los transformadores no aplica la nomenclatura Clase de Tensión como en los equipos de media tensión.

b).-

Los transformadores secos no pueden ser ordenados dentro de una serie estándar con voltajes clasificados.

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Caso por caso el comprador de un transformador seco debe especificar el Voltaje Nominal y el BIL de los enrollados del transformador seco requerido a la altitud H en que operará. Por su lado el Fabricante determina el transformador seco que ofrecerá para operar a la altitud H especificada, según un diseño estándar, un diseño adaptado o un diseño especial. El comprador de un transformador seco para operar a la altitud H debe determinar para cada enrollado el BIL que debe cumplir a para operar a la altitud H. Ejemplo, se requiere un transformador seco 13,8kV/0,6kV para operar a 3600 msnm. Si este transformador fuera a operar a menos de 1000 m el comprador debería especificar el BIL 95kV según la Tabla-8 ANSI C57.12.10. Pero como va operar a 3600 msnm el comprador debe calcular el BIL-derrateado a especificar, de la siguiente manera: Según Tabla-8 de ANSI C57.12.10, para la altitud 3600 el factor de derrateo es 0,75, con lo cual se tiene: BIL-derrateado a H=3600 m = 95/0,75 = 126,7kV. Luego el transformador requerido debe ser especificado para cumplir el BIL 127kV. Si en la orden de compra el comprador incluye la prueba especial de impulso, en la Fábrica probarán este transformador aplicándole una onda de impulso de rayo correspondiente al BIL 127kV especificado por el comprador.

4.

DERRATEO POR ALTITUD EN MOTORES Las propiedades del aislamiento de un motor de un motor en baja y media tensión no se derratean por altitud porque su diseño considera en los devanados y en los terminales de los devanados un aislamiento adecuado para soportar el voltaje máximo a la altitud especificada por el comprador e indicada en la placa de características del motor. Por la elevación de la temperatura debido a la disminución de la capacidad de enfriamiento del aire con la altitud, la potencia nominal del motor está sujeta a derrateo por altitud, pero ello queda cubierto por la indicación de la altitud en la placa de características del motor. Cuando un usuario dispone de un motor que en su placa señala la altitud H1, ese motor puede ser usado a una altitud superior H2 calculando el valor de la potencia a la altitud 2000 m y a continuación multiplica la potencia a la altitud 2000 m por el factor de derrateo proporcionado por el Fabricante. Si no se dispone de la información del fabricante se usan los datos indicados en la siguiente tabla.

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Factores de derrateo de potencia en motores de baja y media tensión Altitud

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Factor de derrateo de potencia

1

0,9

0,92

0,88

0,84

0,80

0,76

5

EFECTO DE LA ALTITUD EN LAS PROPIEDADES AISLANTES DEL AIRE

5.1

Deterioro de la propiedad aislante del aire con la altura Cuando en un equipo eléctrico interactúan aislantes sólidos con el aire, es el aire ambiente quien define la propiedad aislante de un equipo eléctrico, porque por tener una menor constante dieléctrica el campo eléctrico es mayor en el espacio ocupado por el aire, y porque la rigidez del aire es menor que la del aislante sólido. Para compensar el deterioro de la capacidad aislante del aire con la altura, no queda otra solución que disminuir la intensidad del campo eléctrico entre las partes energizadas expuestas al aire, mediante: • El aumento de las distancias entre sus partes energizadas. • El aumento del radio de curvatura de las aristas de las partes metálicas que están expuestas al campo eléctrico. Sin embargo, no es posible aumentar las distancias en un equipo eléctrico que ya está construido, por lo que solamente queda la solución de “usar el siguiente equipo de la misma serie” el cual tiene distancias más grandes porque ha sido diseñado para un voltaje mayor. De esta manera es fácil aumentar las distancias entre partes energizadas pagando la diferencia entre el precio del equipo Clase de Tensión E k+1 y el precio del equipo Clase de Tensión E k . El procedimiento que permite determinar la Clase de Tensión del equipo de maniobra requerido para compensar el deterioro de la capacidad aislante del aire con la altitud, se llama “Corrección por Altitud”.

5.2

Factor de derrateo en función de la altitud En las siguientes páginas se muestran Gráfico 1 con curvas que grafican los factores de derrateo en voltaje en función de la altitud y Gráfico 2 con curvas de derrateo en corriente en función de la altitud.

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10.2

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ANEXO 2: DIMENSIONAMIENTO DE LOS COMPONENTES DE COMBINADOS DE CCMs DE BAJA TENSIÓN

PARTIDORES

Tabla -1 Para dimensionamiento de Partidor Combinado POTENCIA kW 0,19 0,25 0,37 0,56 0,75 1,11 1,49 2,24 3,73 5,60 7,46 11.19 14,92 18,65 22,38 29,84 37,30 44,76 55,95 74,60 89,52 111,90 149,20 186,50 223,80 261,10 298,40 335,70 373,00 447,60 522,20 596,80 671,40 746,00 1.

HP 1/4 1/3 1/2 3/4 1 1-1/2 2 3 5 8 10 15 20 25 30 40 50 60 75 100 125 150 200 250 300 350 400 450 500 600 700 800 900 1000

230V

400V

480V

600V

Tamaño NEMA del Contactor 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 0 0 00 00 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 2 1 1 1 2 2 2 2 3 2 2 2 3 2 2 2 3 3 3 3 4 3 3 3 4 3 3 3 5 4 4 4 5 4 4 4 5 5 4 4 6 5 5 5 6 5 5 5 6 6 5 5 6 6 5 5 7 6 6 6 7 7 6 6 8 7 6 6 8 7 7 7 9 8 7 7 9 8 7 7 9 8 8 8 9 9 8 8 9 8 8 9 9 9

230V

400V

480V

600V

230V

Motor Circuit Protector (MCP) (3) 3 (3) (3) (3) 3 (3) (3) (7) 3 (3) (3) (7) 3 (3) (3) (7) 7 3 3 7 7 7 3 15 7 7 7 15 15 7 7 30 15 15 15 30 30 15 15 50 30 30 15 70 50 30 30 100 50 50 50 100 70 50 50 150 100 70 50 150 100 100 70 150 150 100 100 250 150 150 100 400 150 150 150 600 250 150 150 600 250 250 250 400 250 250 (400) 400 400 (600) (400) (400) (600) (600) (600) (800) (600) (600) (800) (800) (800) (800) (800) (800) 1200 (800) (800)

La fuente de la información que contienen estas tablas es: "CUTLER-HAMMER 1999 CONSULTING APPLICATION CATALOG". 2. Las celdas color gris exceden los límites de los rangos de operación señalados por CutlerHammer. 3. Los valores con paréntesis son extrapolaciones de los valores que da Cutler-Hammer en su Catálogo. 4. Los valores de la columna 400V son interpolaciones entre los valores ANSI que da CutlerHammer para 230V y 480V. 5. Los motores >500HP pueden ser en Baja Tensión si son alimentados por VDF. Capacidad de corriente nominal de los contactores Tamaño NEMA 00 0 1 2 3 4 5 Corriente nominal Ampere 9 18 27 45 90 135 270 Datos referenciales de la bobina de los contactores Bobina ac, VA inicial 160 160 160 160 625 700 1700 Bobina ac, VA cerrado 25 25 25 25 50 64 180 Bobina dc, W inicial 17 17 17 17 35 35 600 Bobina dc, W cerrado 18 18 18 18 35 35 20

380V

460V

575V

Corriente Nominal Típica de Motor

2,2 3,2 4,2 6 6,8 9,6 15,2 22 28 42 54 68 80 104 130 154 192 248 312 360 480

•

•

1,03 1,60 2,00 2,60 3,50 5,00 7,88 11,50 15,50 22,00 30,00 37,00 44,00 60,00 72,00 85,00 105,00 138,00 170,00 205,00 273,00 346,00 408,00 483,00 560,00 610,00 650,00

1,1 1,6 2,1 3 3,4 4,8 7,6 11 14 21 27 34 40 52 65 77 96 124 156 180 240 302 361 414 477 515 590

0,9 1,3 1,7 2,4 2,7 3,9 6,1 9 11 17 22 27 32 41 52 62 77 99 125 144 192 242 289 336 382 412 472

Los valores de corriente nominal de motores indicados para los voltajes 230V, 460V y 575V son de la Tabla 430250 del NEC 2005. Los valores indicados para 380V son de catálogos europeos.

6 540

7 810

8 1215

9 2250

2900 220 2120 20

dc dc 400 400

dc dc 400 400

dc dc (-) 350

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10.3

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ANEXO 3: DERIVACIÓN DE ALIMENTADORES

10.3.1 Derivación de Alimentadores Conforme a lo establecido en el punto 8.3.2.5, por motivos de seguridad a las personas, se prohíbe el diseño de derivaciones sólidas para la distribución de energía eléctrica, derivadas a partir de los terminales de entrada o salida de equipos eléctricos. 10.3.2 Esquemas de Derivación de Alimentadores Para graficar este tipo de derivaciones sólidas prohibidas, comúnmente denominadas del tipo “guirnalda”, se presentan los siguientes esquemas

Desde S/E «A»

S/E «B»

Desde S/E «A»

Derivación Sólida

Hacia S/E «C»

Hacia S/E «D»

Esquema con derivación sólida NO PERMITIDA tipo «guirnalda»

S/E «B»

Hacia S/E «C»

Hacia S/E «D»

Esquema con derivación PERMITIDA mediante equipo de maniobras

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10.4

SGP-02ELE-CRTTC-00001

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ANEXO 4: HISTORIAL DE REVISIONES Y CÓDIGOS

Rev.

Fecha

Emitido Para

Origina

Revisa

Aprueba

Código

3

30/10/2016

Corporación

C. Estay V. W. Rojas E.

W. Rojas E. C. Droguett M.

G. Soto L.

SGP-02ELE-CRTTC-0001

2

29/07/2015

Vicepresidencia de Proyectos

C. Estay V.

W. Rojas E.

G. Soto L.

1

31/05/2013

Vicepresidencia de Proyectos

J. Jara M.

W. Rojas E.

H. Recaval Ch.

0

31/03/2008

B. Lértora D.

28/04/2006

M. Garrido C. C. Estay V. M. Garrido C. S. Contreras H.

W. Rojas E.

0

Vicepresidencia Corporativa de Proyectos Vicepresidencia Corporativa de Proyectos

W. Rojas E.

B. Lértora D.

SGP-GIC-EL-CRT-001 DCVP-000-GIC-00000CRTEL02-0000-001 SGP-GFIP-EL-CRT-001 DCVP-000-GFIP-00000CRTEL02-0000-001 SGP-GI-EL-CDI-001 DCC2008-VCP.GICRTEL02-0000-001 VCP-GFI-IB0-000000-EL018-001

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