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El diseño del proceso y la distribución en planta de los equipos ha definido las cargas
eléctricas según listado que se muestra a continuación, configuradas por 384 motores
eléctricos con una gama de potencias entre 0.55 kW y 450 kW, todos a 440 V, 3 fases, 60
Hz., agrupados en 11 Centros de Control de Motores, distribuidos según planos N° CSL-
076200-E1-IE-03 y CSL-076200-E1-IE-04. La potencia total instalada será 5326 kW y la
Máxima Demanda se ha calculado en 3860 kW, según se observa en el cuadro indicado.
Para el presente análisis se ha asumido que el total de esta energía será suministrada por
el Concesionario Eléctrico, el cual sería a una tensión de 10 kV. Sin embargo, cabe
mencionar que el proceso de la planta generará un volumen importante de biogás de un
Poder Calorífico Inferior probable de 6826 kcal/Nm3 (comparado con el gas natural de PCI
de 8500 kcal/Nm3). Parte de este gas se utilizará en el mismo proceso (Secadores),
quedando un remanente, estimado entre 400 y 1074 Nm3/hr, el cual podría usarse en un
motor-generador, que podría rendir una producción estimada entre 1106 á 3479 kW de
energía eléctrica. De ser obtenibles estas cifras, cabría analizar otras alternativas de
suministro, como por ejemplo, la contratación de un suministro de gas natural (cuyo ducto
matriz corre cercano a la planta) para el grupo electrógeno, a usarse durante el arranque
de la planta y contratar sólo un pequeño suministro eléctrico de seguridad, del orden de
100 kW, sólo para alumbrado y oficinas.
La alta concentración de potencia (70% de la carga la consumen sólo 8 motores ubicados
en una pequeña área, concentrados en dos Centros de Control de Motores) ha definido
una distribución eléctrica primaria a 10 kV, con dos transformadores trifásicos de 10/.44
kv, uno de 3500 KVA, ubicado cerca de la carga mayor (CCM 2) y otro de 1600 KVA que
reparte al resto de la planta, a través del resto de Centros de Control de Motores.
La red eléctrica está conformada, según se muestra en los planos N° CSL-076200-E1-IE-
04 y CSL-E1-IE-05, por los siguientes elementos:
1. Sub Estación de Llegada de 10 kV, tipo compacta, de 500 A, con un
Transformador trifásico de 1600 KVA, 10/.44 kV.
2. Sub-Estación Secundaria de 10 kV, tipo compacta, de 4000 A, con un
Transformador trifásico de 3500 KVA, 10/0.44 kV
3. Centros de Control de Motores CCM 1 al CCM 11 de 440 V, trifásicos, equipados
con Interruptor Principal y salidas a cada motor, con sus respectivos interruptores
de protección y contactores para el arranque.
4. Cables Alimentadores en Media Tensión a las dos Sub-Estaciones, enterrados a
0.95 m
5. Red de Cables Alimentadores en 440 V a cada CCM.
6. Cables Alimentadores a motores
7. Grupo Electrógeno de 1750 kW, trifásico, 440 V, 60 Hz


CARACTERISTICAS
1. TABLEROS
1.1. Sub-Estación de Llegada:
· Transformador de Distribución, 10/0.48 kV, 1600 KVA, trifásico, 60 Hz con
todas sus protecciones.
· Tipo: Compacta, NEMA 12
· Instrumentación Entrada: Panel digital analizador de redes, con pantalla y
capacidad de comunicación al Scada. Lectura y registro de tensión,
corriente, factor de potencia, potencia activa y reactiva, energía
consumida activa y reactiva, 3ª armónica. Transformadores de Corriente y
Tensión.
· Interruptor Principal e Interruptores de Distribución del tipo extraíble,
operación al vacío, cargado por resorte motorizado, con interruptores
auxiliares e identificación de estado y alarmas. Operación remota.
Apertura en 3 ciclos.
· Relés de Protección:
à Interruptor de Llegada: Programable, Cortocircuito, Sobrecorriente,
Falla de fase y Secuencia de Fase, Sobretensión, Subtensión,
Corriente a Tierra (por fase), Falla del Interruptor, Sub-Frecuencia,
Sobre-Frecuencia.
à Interruptores de Distribución: Programable, Cortocircuito,
Sobrecorriente, Corriente a Tierra (fase).
1.2. Sub-Estación Secundaria:
· Transformador de Distribución, 10/0.48 kV, 3500 KVA, trifásico, 60 Hz,
con todas sus protecciones.
· Tipo: Compacta, NEMA 12
· Protector de Sobretensión, 120 kA por fase, con visor de pantalla.
· Instrumentación Entrada: Panel digital analizador de redes, con pantalla y
con capacidad de comunicación al Scada. Lectura de tensión, corriente,
factor de potencia, potencia activa y reactiva, energía consumida activa y
reactiva, frecuencia. Transformadores de Corriente y Tensión.
· Interruptor Principal del tipo extraíble, con interruptores auxiliares e
identificación de estado y alarmas. Operación remota. Apertura en 5
ciclos. Cargado por resorte, motor eléctrico.
· Interruptores de Distribución del tipo extraíble, cargado manualmente, con
interruptores auxiliares e identificación de estado y alarmas. Apertura en 5
ciclos.
· Relés de Protección:
à Interruptor de Llegada: Programable: Cortocircuito, Sobrecorriente.
à Interruptores de Distribución: Programable: Cortocircuito,
Sobrecorriente.


1.3. Centros de Control de Motores:
· Tipo compacto auto-sostenido, NEMA 12.
· Interruptor de Entrada, tipo Interruptor de Caja Moldeada con regulación
de la corriente de disparo.
· Dispositivos de Protección y Sobrecarga del Motor, según el caso:
à Arrancador de Combinación (Interruptor Magnético de Protección más
Contactor y Relé Térmico de Sobrecarga) para las potencias menores.
à Arrancador de Estado Sólido (Softstart) para las potencias mayores.
à Arranque por Variador de Frecuencia en los casos que se requiere
regulación de velocidad.
1.4. Tableros Generales.- Se ha considerado dos tableros generales:
· Tablero General de Fuerza, tal como se muestra en el plano N° CSL-
076200-E1-IE-05, que distribuye la salida del Transformador de 1600 KVA
a 440 V, a todos los Centros de Control de Motores y al Transformador de
440/220 V que entrega al Tablero General de Planta a 220 V
· Tablero General de Planta, que distribuye la energía a 220 V a toda la
planta.
Teniendo en cuenta los problemas de corrosión que se tendrán por la gran cercanía al
mar, se ha escogido, en lugar de usar tableros a prueba de intemperie, que obligaría a
hacerlos de material resistente a la corrosión, sumamente caros, en general, pedir
tableros para instalación interior, del tipo a prueba de polvo, y más bien, protegerlos
mediante su instalación dentro de "containers" acondicionados para este fin, procurando la
ventilación adecuada para evacuar el calor producido.
A continuación un cuadro resumen de las características de los tableros:


2. ALUMBRADO EXTERNO:
El Alumbrado Externo está conformado por 245 postes distribuidos en 8 circuitos que
abarcan toda la planta, tal como se muestra en los planos N° CSL-076200-E1-IE-01 y N°
CSL-076200-E1-IE-02. Los cables alimentadores van enterrados directamente en el
terreno, según se observa en dichos planos.
3. CABLEADO EN MEDIA Y BAJA TENSIÓN:
Según se observa en el plano N° CSL-076200-E1-IE-03, se ha previsto que los cables de
10 kV vayan directamente enterrados, mientras que los cables en baja tensión irán en
ductos de concreto enterrados en zanjas, con buzones para facilitar el trabajo de tendido
de los cables.
b.- Criterios de diseño
Las Instalaciones Eléctricas de la Planta han sido analizadas en base a las reglas y
parámetros que están establecidos en el Código Eléctrico Nacional, volumen de
Utilización, así como las Normas Técnicas Peruanas referentes a los cables eléctricos.
A) PARAMETROS:
· SISTEMA DE UTILIZACIÓN EN MEDIA TENSIÓN 10 KV
- Caída permisible de Tensión en M.T. : 3.5 % según el Código Nacional
de Electricidad
- Tensión Nominal: 10 KV
- Sistema de Distribución: Trifásico, 3 conductores
- Tipo: Subterráneo
- Frecuencia: 60 Hz
- Factor de Potencia: 0.9 en atraso
- Altitud: 100 m.s.n.m.
- Potencia de Cortocircuito: 100 MVA
- Tiempo de apertura de protección: 0.02 seg
- Medio Ambiente: Zona de corrosión marina fuerte
- Distancias de seguridad correspondientes al nivel de tensión de 10 KV
· Sistema de B.T.
- Caída máxima de la tensión en los cables alimentadores: 2.5 % de la
Tensión Nominal de Servicio.
- Capacidad del alimentador al motor: Mayor o igual al 125 % de la corriente
nominal a plena carga del motor.
- Capacidad del dispositivo de protección del motor contra sobrecargas:
Menor al 125 % de la corriente nominal a plena carga.
- Capacidad de los condensadores deberá ser igual a la necesaria para
corregir el factor de potencia nominal del motor entre 0.98 y 0.985
- Resistencia de Puesta a Tierra:
. En Media Tensión : 25 Ohmios
. En Baja Tensión : 15 Ohmios
. En Tablero de Control : 5 Ohmios
- Factor de simultaneidad: 1.0, salvo donde se indica lo contrario.
- Factor de Potencia:
. Motor Eléctrico : Según catálogo del fabricante
. Alumbrado : 0.9


B) DETERMINACION DE LA MAXIMA DEMANDA
A partir de la Lista del Equipamiento de la planta, así como la descripción del proceso de
tratamiento de las aguas residuales, se ha determinado la carga eléctrica total, aplicando
los respectivos Factores de Demanda, establecidos en base a la frecuencia y forma de
uso del equipo. Según se indica en esta Lista, todos los motores son de 440 V, trifásicos,
60 Hz. El cálculo se ha incluido en el Cuadro de Cargas que figura en el Anexo 1, según el
cual existe una Máxima Demanda de 3393 kW. Para cubrir esta demanda se deberá
contratar con la Concesionaria un suministro por este monto, a la tensión de 10000 V.
C) DISTRIBUCION EN BT
Efectuando un análisis de las diferentes cargas y su ubicación, se ha establecido una
distribución dividida entre 11 Centros de Control de Motores a 440 V y e1 Tablero General
de Planta a 220 V, con el fin de cuidar que la caída de tensión hasta los respectivos
motores se mantengan dentro de los límites de 2.5% para los alimentadores y un máximo
de 4% hasta el motor, como lo establece el Código Eléctrico Nacional, según se observa
en el Cuadro de Cargas arriba mencionado. Debido a la presencia de una carga puntual
muy alta, del orden del 65% del total (2220 kW.), correspondiente al CCM2, ha sido
necesario llevar su alimentador a 10 kV y disponer de un transformador a la llegada, que
baje la tensión a 440 V, para cumplir en forma económicamente satisfactoria con las
prescripciones de caída de tensión del Código. Conforme se observa en los planos
respectivos, se ha dispuesto los alimentadores en ductos de concreto enterrados, de 2 y 1
vía.
El alumbrado externo, debido a la gran extensión a cubrir, comprende un total de 270
postes. Con el fin de dividir equitativamente las cargas ha sido dividido en 8 circuitos.
Teniendo en cuenta los grandes recorridos de los alimentadores, se ha calculado cada
ramal a fin de ajustar la sección de los cables de acuerdo a la caída de tensión requerida.
D) CALCULO DE CAIDAS DE TENSION
1) Para el cálculo de caídas de tensión en BT se ha usado la fórmula:
s
L I
V
1.732´ r ´ ´ ´ cosj
D =
Donde: ? = 0.0175 Vmm2/Am, resistividad del cobre
L = longitud del cable, m.
I = intensidad de corriente, A
s = sección del cable, mm2
2) Para el cálculo de caídas de tensión en MT se ha utilizado la fórmula más completa,
considerando el efecto de la inductancia en la línea:
DV = 1.732´ I ´ L ´ (R´ cosj + X ´ senj)
Donde: R = resistencia de la línea, ohmios
X = reactancia de la línea, ohmios
Demás símbolos igual a la fórmula anterior


Los resultados de los cálculos de caída de tensión para los circuitos de alumbrado exterior
se acompañan en el Anexo 2, mientras que los resultados de los cálculos de los
alimentadores para los Centros de Control de Motores figuran en el Cuadro de Cargas, en
el Anexo 1.
El cálculo del Alimentador Principal figura en Anexo 3, igualmente el cálculo del
Alimentador de 10 kV a la Sub Estación Secundaria.