Descripción: Memorias electricas bodega de logistica
Descripción: MEMORIA DE CALCULO INSTALACIÓN ELÉCTRICA CASA MINIMALISTA DE BERISTAIN Para el desarrollo de de esta memoria se considero utilizar lámparas y cargas de diferentes tipos (ver plano adjunto) En los ...
Un ascensor o elevador es un sistema de transporte vertical, diseñado para mover personas u objetos entre los diferentes niveles de un edificio o estructura. Está formado por partes mecánica…Descripción completa
Descripción completa
Full description
Como atraves del tiempo surgen las hojas de calculo
claculo de la red de conduccion de agua potableDescripción completa
I - CALCULO ELECTRICO
DATOS
17MW Potencia básica PB := Tensión nominal de la línea UR := 132KV Factor de Potencia fp Tasa de crecimiento i
:=
Vida útil de la línea n Longitud de la línea Vano Rural
l
Vano Urbano
:=
20
120km 280m
:=
Vu
Caida de tensión máxima
6%
:=
Vr
0.94
:=
:=
185m
ΔUmax
:=
10%
Regulación máxima
r max := 13% Frecuencia
f LINEAS TENSIÓN LONGITUD
:=
50Hz
CORTA
40kV Menor a 60 60Km *Redes electricas. J Viqueira Landa T1
MEDIA
LARGA
De 40 a 220kV Entre 60 60 y 250Km
Entre 220 y 500kV Mayor a 250Km
Teniendo en cuenta los datos proporsionados y la clasificación* se trata de una LINEA MEDIA, utilizada para transporte o distribución de energía eléctrica.
1 - Potencia proyectada (PR) PR
:=
PB ( 1 + i)
n
PR
=
54.5213 MW
2 - Cálculo de Sección y elección elección del conductor de la línea (S) Teniendo en cuenta el dato de la resistividad del aluminio, del acero y e stimando una perdida por efe Joule (Pe) hasta un 5% se calcula la sección.
ρal
:=
0.02828
ohm mm m
2
ρAc20 := 0.15
ohm mm m
2
Pe
:=
5%
La sección del conductor vale:
S
ρal l :=
Pe
PR 2
UR fp
2
S
=
240.3551 mm
2
De catálogo PRYSALAC elegimos un conductor fabricado según normas IRAM 2187 de cuerdas de aluminio con alma de acero aptas para distribución en líneas aéreas de media tensión y transmisión en alta y en extra-alta tensión, montado sobre aisladores. Tipo ACSR. Presenta las características siguientes.
CARACTERISTICAS CONDUCTOR SELECCIONADO
Sal := 300mm
•
Sección del aluminio
•
Sección del acero
Sac := 50mm
•
Can dad de alambres de aluminio
Nal
•
Can dad de alambres de acero
•
Máxima corriente admisible
Imax := 650A
•
Resistencia óhmica máxima del aluminio a 20ºC
Ral20 := 0.0949
2
2
26
:=
Nac := 7 ohm km
3 - Cálculo de la corriente en el receptor (I R) IR
PR
IR = 253.6903 A
:=
3 UR fp
ϕ
:=
ϕ
=
acos ( fp) 19.9484 deg
La expresión compleja de la corriente en el extremo receptor es:
IR cos ( ϕ)
IRx
:=
IRy
:= −
ϕR
IRx = 238.4689 A
IR ( sin ( ϕ) ) j
:=
IRy = − 86.5526i A
IR
arg( IR)
IR
ϕR = − 19.9484 °
=
:=
IRx + IRy
( 238.4689 − 86.5526i) A IR = 253.6903 A
4 - Verificación de la densidad de corriente admisible por el conductor seleccionado Jadm
Imax :=
Sal
JR
IR :=
Sal
A
Jadm = 2.1667
mm
A
JR = 0.8456 2
mm
2
se verifica que
JR
<
Jadm
5 - Cálculo de la impedancia en serie de línea (Z) a) Resistencia óhmica efectiva Esta resistencia surge por considerar el efecto Skin o efecto Kelvin en el conductor al circular una corriente alterna. El efecto superficial equivale a una disminución de la seccion del conductro y por lo ta un aumento de la resistencia.Antes de calcularla se debe estimar la resistencia ohmica para la maxima temperatura que presenta la zo donde se instala nuestra linea. Entonces para el Chaco (Zona climatica A): Tmax = 50°C La resistencia óhmica del aluminio a 20º C se obtiene mediante la fórmula:
RAl20 :=
ρal
RAl20 = 0.0943
Sal
ohm km
Con el coeficiente de variación de la resistividad con la temperatura obtenemos el valor de la nueva resistencia a la temperatura de 50°C. Teniendo en cuenta un aumento del 2% de la resistencia por el trenzado (J. Duncan Glover - Mulukluta Sarma del Libro "Sistemas de Potencia")
αal := 0.00403 Δt
:=
Obtenido de tabla características eléctricas del aluminio duro, estirado. (Viqueira Landa)
( 50 − 20)
Resistencia especifica del conductor de aluminio a 50°C
Ral50
:=
RAl20 ( 1 + αal Δt) 1.02
Ral50 = 0.1078
ohm km
Resistencia especifica del conductor de acero a 20°C .
Rac20
ρAc20
Rac20
:=
Sac
=
3
ohm km
αac := 0.0042 Resistencia especifica del conductor de acero a 50°C
Rac50
:=
Rac20 ( 1 + αac Δt) 1.02
Rac50 = 3.4456
ohm km
La resistencia equivalente del cable de aluminio con alma de acero a 50ºC será:
Ral50 Rac50
Req :=
Req = 0.105
Ral50 + Rac50
ohm km
Ahora debemos afectar a esta resistencia con el factor que tiene en cuenta el efecto superficial. k es el coeficiente de efecto superficial y se determina en función de x.
f
=
1
50
μ
s
:=
1 para cobre y aluminio
x
(materiales no magnetico)
:=
f μ
0.05013
Req
x = 1.0939 Con este valor de x hallado se obtiene de tabla 1.1 del Viqueira Landa el valor del coeficiente de efecto piel k.
k
:=
1.00743
La resistencia efectiva del conductor por kilómetro vale
Ref := k Req
Ref = 0.1053
La resistencia total será:
Rt
:=
ohm km
Ref l Rt
=
12.6341 ohm
Verificamos ahora que las pérdidas por efecto Joule estén por debajo del valor admitido. Se considera como límite tolerable un máximo de 5% de la potencia activa transmitida.
Ppérdidas := 3 ( IR
Pe1
)
2
Rt
Ppérdidas :=
PR
Ppérdidas Pe1
=
=
2.4393 MW
4.4741 %
VERIFICA
b) Reactancia inductiva Adoptamos una disposición triangular para el conductor 300/50 ya que en términos de costos es la disposición predominante. La distancia mínima entre conductores la calculamos según la siguiente expresión (Guia ATEERA)
Factor k: se obtiene de tabla Nº2 del ATEERA según la sección d1
:=
k
( fe
+
la)
UR +
150
nominal de los conductores y la disposición de los mismos. la: es la long. de la cadena de aisladores. Para una tensión nominal de 132KV tomamos 10 aisladores. fe: Es la flecha del conductor a la temperatura máxima sin viento que es 50ºC.
Del Libro Duncan Glover Tabla 4.1. De 8 a 11 Aisladores para una tension nominal de 138kV. Espaciamiento 0.146m entre discos, tenemos: Long cadena aisladores:
la k
:=
:=
10 0.146m
0.65
la
=
1.46 m
fe := 7.02m
Entonces la distancia minima es:
Adoptamos l 1 := 3.5m
d1
2
d2
:=
d2
=
3.7646m
d3
=
3.7646m
l1
+
2
d1
=
2.7728m
Del libro DUNCAN GLOVER
2
d3
d 2 :=
d2
1 d
d 3
L1
Cálculo de la Distancia Media Geométrica (DMG)
DMG
:=
3
d1 d2 d3
DMG
=
3.3998 m
Radio Medio Geométrico (RMG) De la tabla 1.2 de libro Redes Eléctricas de Viqueira Landa, para un conductor ACSR de 26 hilos y 2 capas el RMG se calcula de la siguiente manera: Catálogo PRYSMIAN
demax := 24.5mm r e := RMG
:=
demax 2
0.809 r e RMG
La inductancia específica viene dada por la expresión:
L := 4.605 10
−
4
log
DMG RMG
(Henry/km)
=
9.9103 mm
Reactancia Inductiva especifica [ohm/km]
xL
:=
2π f L
xL = 0.3668
ohm km
La Reactancia total de la línea de 120km kilómetros vale:
XL
:=
xL l j
XL
=
44.0151i ohm
IMPEDANCIA EN SERIE de la línea es
Z
:=
R t + XL
Z
=
( 12.6341 + 44.0151i) ohm Z
=
45.7925 ohm
arg( Z )
=
73.9844 °
6 - Determinación de la admitancia en paralelo Y Al representar la linea media por medio de un circuito equivalente π no se despreciar la capacitancia al neutro de los conductores como se hace en lineas cortas. En este circuito se considera concentrada la capacitancia en dos puntos.
Y := G + B
a) Conductividad en derivación G Se desprecia el efecto de la conductividad en derivación G ya que se considera la resistencia de aislamiento infinita y la determinación de la admitancia en paralelo se reduce al cálculo de la susceptancia B.
G
:=
0mho
b) Cálculo de la susceptancia B Para el calculo de B primero debemos determinar la distanci minima admisible, respecto a otras construcciones (rutas, Vias ferroviiarias, Cruces de comunicaciones, hidrualicas, etc). Segun anexo 2 de ATERRA.
a
Donde "a" se extrae de tabla de Distancias Básicas (anexo 2 ATEERA)
hmin
:=
a + 0.01
UR
:=
7m
−
3
22
hmin := 7.4150m
La altura del conductor inferior Hi medida en el punto de soporte vale:
Hi
:=
hmin + fe
Hi = 14.435m
Las alturas media y superior son:
Hm
Hs
:=
:=
Hi +
d1 2
Hi + d1
Hm = 15.8214m
Hs = 17.2078m
Como la altura del conductor sobre el piso no es constante, debido a la catenaria del conductor, el valor h que se emplea para el cálculo de HMG debe ser la altura media, que se calcula con la siguiente expresió
h'
:=
H − 0.7 fe
donde H es la altura del conductor en el punto de soporte (tenemos tres soportes) y f e la flecha a la máxima temperatura sin viento.
h'1
:=
Hi − 0.7 fe
h'1 = 9.521 m
h'2
:=
Hm − 0.7 fe
h'2 = 10.9074m
h'3
:=
Hs − 0.7 fe
h'3 = 12.2938m
HMG
La altura media geométrica (HMG)
:=
3
h'1 h'2 h'3
HMG
=
10.8484 m
Con los valores de DMG, RMG, HMG y la permeabilidad dielectrica magnetica del aire ( ε REACTANCIA CAPACITIVA ES:
6.596 xC
:=
:=
1) la
km μF
f ε
log
DMG
RMG
HMG
2
4 HMG
2
+
xC La Reactancia capacitiva total de la línea de 120 kilómetros vale:
XC
xC := −
l B :=
La Suceptancia es:
Finalmente, la admitacia en derivación de la línea es:
2
DMG
j
0.3338 MΩ km
=
XC = − 0.0028i MΩ
1 XC
0.0004i mho
B
=
=
0.0004i mho
Y := G + ( B)
Y Y
=
0.0004 mho
arg( Y)
=
90 °
7 - Determinación de la tensión y corriente en el extremo generador
Tensión de fase en el extremo receptor.
URf
UR :=
3
URf
=
76.2102 KV
La corriente I'c en el extremo del receptor vale:
I'C
:=
URf
Y
I'C = 13.6999iA
2
I'C = 13.6999A arg( I'C)
La corriente Iπ que circula por la impedancia en serie de la linea es:
Iπ
:=
=
90 °
I'C + IR
IR: Corriente calculada en en punto 3 que es funcion de la potencia proyectada, factor potencia y la tension de linea
Las ecuaciones para una línea media son las siguientes:
A
:=
1 + Z
B := Z
Y 2
Y
4
C
:=
Y 1 + Z
D
:=
A
USf := A URf + B IR
A
=
0.9921 + 0.0023i
IS := C URf + D IR
Caracateristicas en el extremo generador Corriente Tension de fase
USf USf
=
=
( 82.4297 + 9.5758i) KV 82.984 KV
Tension de linea
IS
=
( 236.7475 − 58.0349i) A
IS = 243.7569 A ϕIS = − 13.7736 °
US
=
Corriente en admitancia
3 USf
US :=
( 142.7724 + 16.5858i) KV
US
=
143.7326 KV
ϕUs
=
6.6263 °
ϕs
ϕIS
:=
ϕs
+
I''C
=
:=
Y
USf
2
( − 1.7214 + 14.8179i) A I''C = 14.9175A
ϕUs
=
arg( I''C)
20.3999 °
=
96.6263 °
Angulo entre IS y US de lin ea en el generador. Datos
20.3999 °
=
I''C
para sacar la poten cia
cos ( ϕs) = 0.9373
Factor de Potencia
8 - Cálculo de potencias PR QR
:=
3 IR URf sin ( ϕR)
QR
Potencia nominal a los 20 años
19.7886 A MVr
=
P. Reactiva Receptor
SR
=
58.0014 A MV
P. Aparente Receptor
PS := 3 USf IS cos ( ϕs)
PS
=
56.8779 MW
P. Activa Generador
QS := 3 USf IS sin ( ϕs)
QS
SR
:=
SS :=
3 IR URf
54.5213 MW
=
(
PS
)
2
+
(
QS
)
2
SS
21.1525 A MVr
=
=
P. Reactiva Generador
60.6838 A MV
P. Aparente Generador
9- Cálculo de las pérdidas de potencia p
Perdida de potencia Activa
p Perdida de potencia Reactiva
q
=
PS − PR
2.3566 MW
q
:=
=
1.3639 A MVr
p% :=
p PS
p%
=
4.1432 %
q%
=
6.4481 %
QS − Q R q% :=
q QS
s := SS − SR
Perdida de potencia Aparente
s
10 - Rendimiento de la
:=
=
2.6824 A MV
s%
s :=
SS
s%
=
4.4203 %
línea η :=
PR
η
PS
95.8568 %
=
11 - Verificación de la caída de tensión La caida de tensión en la línea se obtiene mediante la fórmula:
ΔU := ΔU
=
(
USf
−
)
URf
URf 8.8883 %
que resulta menor que el 10% establecido como máximo.
12 - Determinación de la corriente de cortocircuito IRcc :=
USf
IRcc
B
=
1.8122 kA
13 - Cálculo de la tensión en vacío y verificación de la regulación USf := A URf + B IR UR0
Haciendo que IR = 0
USf
UR0
:=
A
=
83.6457 KV
Finalmente la regulación se obtiene mediante la fórmula
r :=
(
UR0
−
URf
)
r
URf
=
9.7565 %
valor que es también menor al admitido que es 13%.
14 - Determinación de la impedancia característica Zc
Z :=
Zc
Y
=
Zc
( 353.407 − 49.7172i) ohm =
356.887 ohm
arg( Zc)
= −
8.0078 °
15 - Determinación de la constante de propagación γ: constante de propagación γ
:=
α + j β
α : constante de atenuacion [Neper/Km] β : constante de fase [rad/Km]
Ye
Y :=
l
Ye
=
2.9961i 10
−
9 1
m
mho
Ze
Z :=
Ze
l γ
α
:=
β
:=
Ze Ye
( 148.9561 10
−
γ
=
Re ( γ)
α
=
Im ( γ)
β
=
:=
( 105.2843 10
−
=
−
148.9561 10
6
9
6
+
+
366.7926i 10
1.0588i 10
−
6
)
−
6
)
1 m
Ω
1 m
1
km − 3 rad 1.0588 10 km
16 - Determinación de la longitud de la onda La longitud de onda en la línea se define como la distancia que debe recorrer la onda para que su fase cambie 2 radianes o 360º.
λ :=
2 π
6
λ = 5.9341 10 m
β
17 - Determinación de la velocidad de propagación v