hoja de calculo proceso de diseño de red de distribucion de energia electrica

1. PROYECTO RED DE
DISTRIBUCIÓN EN
MEDIA TENSIÓN Y
BAJA TENSIÓN
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS
FACULTAD DE INGENIERIA
INGENIERIA ELECTRICA

2. INTRODUCCION
La distribución de energía eléctrica, en sí misma, es uno de los tres procesos básicos
que se tienen en cuenta para el suministro de energía eléctrica, siendo el mismo el
tercero de ellos. Dicho proceso es el enlace que existe entre la transmisión que se
realiza en Alta Tensión y el usuario final de la energía. Por ello, se realizan distintos tipos
de proyectos los cuales tienen por objeto satisfacer las necesidades eléctricas del
usuario final o grupo de usuarios, el que se presenta a continuación es uno de ellos.
Cabe aclarar que para los proyectos de distribución existe una normatividad vigente la
cual es la encargada de regular todos los procesos que esta conlleva y asegurar no solo
el funcionamiento de la red, sino también proteger la vida de las personas que están
involucradas en este proceso.
Este proyecto consiste en el diseño de una red de distribución para prestar el servicio
de energía eléctrica a una zona de 200 lotes aproximadamente ubicada en Bogotá,
teniendo en cuenta la normatividad establecida por CODENSA y el RETIE para el diseño
de red de MT y BT, y el diseño de alumbrado público procediendo de acuerdo al
RETILAP.
1. METODOLOGIA IMPLEMENTADA PARA EL DISEÑO DE LA RED DE
TRANSMISION
Se escogió la topología de la red de distribución de forma radial, así minimizando los
costos, simplicidad y la facilidad que presentan para ser equipadas de protecciones
selectivas. Se obtuvieron las condiciones de la zona a la que se prestara el servicio de
energía eléctrica tales como estrato socioeconómico, dimensiones de los lotes, uso de
las vías públicas y vehiculares dimensiones de estas y tipo de usuario finales. Se
implementó el criterio de regulación para el diseño de los circuitos, selección de los
conductores y selección de los transformadores para las subestaciones aéreas. Se
cumplieron los requisitos de regulación menor al 3% para redes de baja tensión y
regulación menor al 2% para redes de media tensión estandarizado para Colombia. Se
implementó el método del conductor.
2. ZONA SELECCIONADA A LA CUAL SE PRESTARA EL SERVICIO DE
ENERGÍA ELÉCTRICA.
La zona a la cual se le prestara el servicio de energía cuenta con 222 lotes,
ubicado en el Barrio Villa del Rio - localidad de Bosa - Bogotá D.C.
Las características necesarias evaluadas en la zona son:
 Dispone de servicio de gas residencial.
 Estratificación socio-económica: 3.
 No existen cargas especiales.
 Sector puramente residencial.

3. Grafica 1. Mapa zona a la que se le prestara el servicio de energía eléctrica. Obtenido
de www.mapasbogota.com
3. DISTANCIA DE SEPARACIÓN ENTRE POSTES
 Distancia promedio frente de lote: 5m
 Cantidad de acometidas aproximadas asociadas a cada poste: 12m
 Distancia reglamentaria entre postes:30m
 Aplicando métodos de diseño de alumbrado público descritos en el RETILAP
la separación de luminarias debe ser de 39m
 Considerando los criterios anteriores la distancia entre postes de acuerdo a
las facilidades de diseño serán entre 35m y 40m.
Cantidad de postes necesarios
En conductor trenzado construcción en línea
13 postes con 14 metros de longitud y
capacidad de rotura de 750 Kg
Cambio de Angulo 4 postes con 14 metros de longitud y
capacidad de rotura de 750 Kg
Final de circuito 4 postes con 14 metros de longitud y
capacidad de rotura de 1350 Kg
4. REGULACIÓN CIRCUITOS DE BAJA TENSION

4. Circuito 1. Demanda del circuito a través de los conductores: 64KVA
Número de usuarios: 76
Carga de servicios comunes: 65.35KVA
Tramo
Longitud
[m]
Num.
De
usuarios
DMD
[KVA/usuario]
KVA
totales
[KVA]
Me
[KVA-m]
Calibre
conductor
trenzado
K
[%/KVA-m]
εparcial
[%]
εtotal
[%]
1 - 2 29,8 32 1 32 953,6 4/0 6,95E-04 0,663 2,93
2 - 3 6,51 25 1,06 26,5 172,515 2/0 9,98E-04 0,172 2,27
3 - 4 38,76 21 1,1 23,1 895,356 2/0 9,98E-04 0,894 2,09
4- 5 41,3 15 1,18 17,7 731,01 2/0 9,98E-04 0,73 1,2
5 - 6 42,8 8 1,38 11,04 472,512 2/0 9,98E-04 0,472 0,47
1 - 7 31,34 32 1 32 1002,88 2/0 9,98E-04 1,001 2,09
7 - 8 8,64 24 1,06 25,44 219,8016 2/0 9,98E-04 0,219 1,09
8 - 9 32,53 16 1,17 18,72 608,9616 2/0 9,98E-04 0,608 0,87
9 - 10 23,7 8 1,38 11,04 261,648 2/0 9,98E-04 0,261 0,26
Circuito 2. Demanda del circuito a través de los conductores: 57.5KVA
Número de usuarios: 70
Carga de servicios comunes: 60.2KVA
Tramo
Longitu
d [m]
Num. De
usuarios
DMD
[KVA/usuario]
KVA
totales
[KVA]
Me
[KVA-m]
Calibre
conductor
trenzado
K
[%/KVA-m]
εparcial
[%]
εtotal
[%]
1 - 2 38,12 30 1,01 30,3 1155,036 2/0 9,98E-04 1,153 2,17
2 - 3 42,3 22 1,09 23,98 1014,354 2/0 9,98E-04 1,012 1,65
3 - 4 37,9 14 1,2 16,8 636,72 2/0 9,98E-04 0,635 0,64
1 - 5 36,5 26 1,04 27,04 986,96 2/0 9,98E-04 0,985 1,55
5 - 6 37,5 12 1,25 15 562,5 2/0 9,98E-04 0,561 0,56
Circuito 3. Demanda del circuito a través de los conductores: 57.35KVA
Número de usuarios: 74
Carga de servicios comunes: 63.64KVA
Tramo
Longitud
[m]
Num. De
usuarios
DMD
[KVA/usuario]
KVA
totales
[KVA]
Me
[KVA-m]
Calibre
conductor
trenzado
K
[%/KVA-m]
εparcial
[%]
εtotal
[%]
1 - 2 37,9 37 1,01 37,37 1416,323 2/0 9,98E-04 1,414 2,61
2 - 3 42,2 26 1,09 28,34 1195,948 2/0 9,98E-04 1,194 1,83
3 - 4 38,2 14 1,2 16,8 641,76 2/0 9,98E-04 0,641 0,64

5. 1 - 5 35,9 23 1,04 23,92 858,728 2/0 9,98E-04 0,857 1,24
5 - 6 38 8 1,25 10 380 2/0 9,98E-04 0,379 0,38
5. REGULACION RED DE MEDIA TENSION
kVA/usuario 2
Tramo Longitud [m]
KVA totales
[KVA]
Me
[KVA-m]
Calibre
conductor
K
[%/KVA-m]
εparcial
[%]
εtotal
[%]
0-A 390,56 440 171846,4 2 8,35E-07 0,14341231 0,188391725
A-B 30 152 4560 2 8,35E-07 0,00380549 0,003805492
A -C 6 288 1728 2 8,35E-07 0,00144208 0,041173923
C-D 40,5 288 11664 2 8,35E-07 0,00973405 0,039731842
C-E 8,6 140 1204 2 8,35E-07 0,00100478 0,009457816
E-F 34,23 140 4792,2 2 8,35E-07 0,00399927 0,008453033
E-G 38,12 140 5336,8 2 8,35E-07 0,00445376 0,004453761
C - H 41,95 148 6208,6 2 8,35E-07 0,00518131 0,020539977
H - I 41,95 148 6208,6 2 8,35E-07 0,00518131 0,015358666
I - J 8,6 148 1272,8 2 8,35E-07 0,0010622 0,010177355
J - K 38 148 5624 2 8,35E-07 0,00469344 0,009115155
H - I 35,8 148 5298,4 2 8,35E-07 0,00442171 0,004421715
Tensión de la red de media tensión: 11.4KV
6. SELECCIÓN POTENCIA DE TRANSFORMADORES
Los trasformadores fueron dimensionados de acuerdo al documento “Carga máxima
para el sector residencial” de agosto de 1998 – Codensa, teniendo presente la NTC
2050
Transformador que alimenta al circuito 1.
KVA/usuario: 0.86KVA
Numero de usuario: 76
Transformador DYn5 de 112.5KVA, 11.4KV/120V
Transformador que alimenta al circuito 2.
KVA/usuario: 0.86KVA
Numero de usuario: 70
Transformador DYn5 de 112.5KVA, 11.4KV/120V

6. Transformador que alimenta al circuito 3.
KVA/usuario: 0.86KVA
Numero de usuario: 74
Transformador DYn5 de 112.5KVA, 11.4KV/120V
7. SISTEMA DE PUESTA A TIERRA
El sistema de puesta a tierra estará conformado por los siguientes elementos para
cada poste dependiendo si tienen red de MT, BT y subestación aérea.
Media Tensión
1. Conductor puente de los descargadores
2. Conductor bajante
3. Conductor transformador
4. Conector de puesta a tierra
5. Electrodo tipo varilla de 10 mm X 2,40
6. Abrazaderas de 3/8X 1,30m
Baja Tensión
1. Conductor bajante
2. Conector de puesta a tierra
3. Electrodo tipo varilla de 10 mm X 2,40
4. Abrazaderas de 3/8X 1,30m, 1,50M
8. SISTEMA DE ALUMBRADO PUBLICO
VIAS VEHICULARES (PRINCIPALES)
DATOS
LUMINARIA
Tipo de luminaria
Carcasa
enteriza
Tipo de bombilla Sodio HID
Potencia [W] 70
Flujo luminoso [lm] 6500
Factor de mantenimiento (fm) 0,82
DATOS DE LA VIA
Ancho de calzada [m] 6
Ancho de la acera [m] 0
Ancho de la calle [m] 6
Tipo de vía M4
Tipo de superficie R3
DISPOSICION
LUMINARIAS
Altura del montaje [m] 10
Relacion entre ancho de calzada y altura luminarias 0,6
Disposicion Unilateral
Proyeccion del centro optico de la luminaria al
borde de la calzada [m] 0,6
Valor de iluminancia media [lx] (RETILAP) 17

7. η₁ 0,001
η₂ 0,75
Factor de utilizacion 0,751
Distancia de separacion entre luminarias
39,243431
37
Total de luminarias 21
Capacidad Transformador
Carga por luminaria 2
[KVA]
[KVA/luminaria] 0,077777778
Carga total [kVA] 1.63333333 Monofasico (11,4k/208)V
Tabla de regulación sistema de alumbrado publico
Tramo
Longitud
[m]
No.
Luminarias
KVA totales
[KVA]
Me [KVA-m]
Calibre
conductor
K
[%/KVA-m]
εparcial
[%]
εtotal
[%]
A-B 32,5 5 0,388888889 12,63888889 2 1,90773E-03 0,0241 0,05834
B-C 29 4 0,311111111 9,022222222 2 1,90773E-03 0,0172 0,03423
C-D 8,7 3 0,233333333 2,03 2 1,90773E-03 0,0039 0,01702
D-E 32,5 2 0,155555556 5,055555556 2 1,90773E-03 0,0096 0,01315
E-F 23,6 1 0,077777778 1,835555556 2 1,90773E-03 0,0035 0,0035
A-G 5,5 16 1,244444444 6,844444444 2 1,90773E-03 0,0131 0,31202
G-H 40 15 1,166666667 46,66666667 2 1,90773E-03 0,089 0,29896
H-M 42 10 0,777777778 32,66666667 2 1,90773E-03 0,0623 0,17112
H-I 9,4 4 0,311111111 2,924444444 2 1,90773E-03 0,0056 0,03881
I-J 38 3 0,233333333 8,866666667 2 1,90773E-03 0,0169 0,03323
J-K 35,9 2 0,155555556 5,584444444 2 1,90773E-03 0,0107 0,01631
K-L 38,14 1 0,077777778 2,966444444 2 1,90773E-03 0,0057 0,00566
M-N 9,4 4 0,311111111 2,924444444 2 1,90773E-03 0,0056 0,03881
N-O 38 3 0,233333333 8,866666667 2 1,90773E-03 0,0169 0,03323
O-P 35,9 2 0,155555556 5,584444444 2 1,90773E-03 0,0107 0,01631
P-Q 38,14 1 0,077777778 2,966444444 2 1,90773E-03 0,0057 0,00566
M-R 42,15 5 0,388888889 16,39166667 2 1,90773E-03 0,0313 0,07
R-S 9,4 4 0,311111111 2,924444444 2 1,90773E-03 0,0056 0,03873
S-T 38 3 0,233333333 8,866666667 2 1,90773E-03 0,0169 0,03315
T-U 35,8 2 0,155555556 5,568888889 2 1,90773E-03 0,0106 0,01623
U-V 37,8 1 0,077777778 2,94 2 1,90773E-03 0,0056 0,00561