Instalaciones Eléctricas y Luminotecnia

Instalaciones Eléctricas y Luminotecnia[pic 1]

[pic 2][pic 3][pic 4][pic 5]

Problema N°2

Seleccionar todos los elementos para ejecutar la puesta a tierra de protección de una celda de 13,2 kV la cual es alimentada mediante un conductor que tiene 500 m de longitud desde un transformador de 2500 KVA con una relación 33/13,2 kV Dy 11 con una tensión de cortocircuito de 4,5 % con neutro aislado. El conductor es de 13,2 kV con conductores de cobre aislados en polietileno reticulado, Categoría II.

Adoptar Pcc. de la red infinita

a) ρ= 40 Ω/m y R ≤ 10 Ω

b) ρ= 45 Ω/m y R ≤ 10 Ω

c) ρ= 45 Ω/m y R ≤ 5 Ω

Esquema eléctrico:

[pic 6]

Cálculo de  por el método de los aportes:[pic 7]

[pic 8]

Transformador:

Ya está en la base 2500 kVA por lo que  [pic 9]

Red de potencia infinita:

Consideramos [pic 10]

Línea:

L = 500 m

Seleccionamos de catálogo del grupo PRYSMIAN de MT:

RETENAX MT de 13,2 kV CATEGORIA II

[pic 11]

Conductores de cobre 3 x 25 mm2

Del catálogo:

[pic 12][pic 13][pic 14]

[pic 15]

[pic 16]

[pic 17]

Expresamos :  [pic 18][pic 19]

Expresamos :[pic 20][pic 21]

[pic 22]

[pic 23]

[pic 24]

Por lo que la potencia de cortocircuito será:

[pic 25]

[pic 26]

Al tener el neutro aislado el sistema debemos considerar las siguientes relaciones:

[pic 27]

Entonces calculamos  (corriente de CC bifásica):[pic 28]

[pic 29]

[pic 30]

Por lo que la corriente de CC trifásica será:

[pic 31]

Ahora realizamos el siguiente cálculo considerando que el tiempo de actuación del interruptor de MT asociado realiza la apertura en 80 ms (tiempo de actuación típico de los nuevos interruptores de hexafluoruro):

[pic 32]

[pic 33]

Dimensionamiento del conductor de vinculación

Con el valor de  debemos ingresar en la siguiente tabla de selección de conductores:[pic 34]

[pic 35][pic 36][pic 37]

Seleccionamos un conductor de cobre de , que es el valor mínimo permitido por norma, para realizar la vinculación entre la jabalina y las masas a proteger.[pic 38]

        Cálculo de jabalina de PAT

Adoptaremos jabalinas lisas de 3 m y ¾” de diámetro (19,05 mm) en los 3 casos.

Para calcular la resistencia de propagación o de dispersión se utilizará la siguiente fórmula dada por la AEA:

[pic 39]

Donde:

: Resistencia especifica del terreno en Ω.m[pic 40]

: Radio de la jabalina en m.[pic 41]

L: Longitud de la jabalina en m.

1. ρ= 40 Ω/m y R ≤ 10 Ω

Reemplazando en la formula dada por la AEA obtenemos la resistencia de propagación:

[pic 42]

[pic 43]

Debido a la resistividad del suelo no es posible obtener una resistencia menor al valor solicitado (), por lo que para solucionar esto se colocarán jabalinas iguales en paralelo. [pic 44]

No se utilizará una jabalina de mayor longitud para solucionar esto por la complicación que implica hincarla.

Cálculo de la cantidad de jabalinas y la distancia entre ellas

Para saber la cantidad de jabalinas y la distancia que deberá haber entre ellas primero calcularemos un coeficiente para tener una referencia

[pic 45]

Con este valor ingresaremos en la siguiente tabla de coeficientes de reducción para jabalinas de ¾” x 3 m y elegiremos el inmediato inferior:

[pic 46][pic 47]

Colocando 2 jabalinas en paralelo separadas 2 metros entre si obtenemos la siguiente resistencia equivalente:

[pic 48]

Conclusión: con esta nueva disposición de jabalinas se cumple con lo solicitado.

1. ρ= 45 Ω/m y R ≤ 10 Ω

Reemplazando en la formula dada por la AEA:

[pic 49]

[pic 50]

Debido a la resistividad del suelo no es posible obtener una resistencia de propagación menor al valor solicitado (), por lo que para solucionar esto se colocarán jabalinas iguales en paralelo. [pic 51]

Cálculo de la cantidad de jabalinas y la distancia entre ellas

Para saber la cantidad de jabalinas y la distancia que deberá haber entre ellas primero calcularemos un coeficiente para tener una referencia:

[pic 52]

Con este valor ingresaremos en la siguiente tabla de coeficientes de reducción para jabalinas de ¾” x 3 m y elegiremos el inmediato inferior:

[pic 53][pic 54]

Se adoptará una disposición similar a la del inciso anterior, es decir, 2 jabalinas en paralelo distanciadas 2 metros. Obteniendo el siguiente valor de resistencia equivalente:

[pic 55]

Conclusión: con esta disposición de 2 jabalinas en paralelo distanciadas 2 se cumple con lo solicitado.

Notar que la disposición es similar, pero no se obtienen iguales valores de resistencia ya que la resistividad del terreno es diferente.

1. ρ= 45 Ω/m y R ≤ 5 Ω

Como utilizaremos la misma jabalina y la resistividad del terreno es igual que en el inciso anterior, entonces el valor de resistencia de propagación es el mismo:

[pic 56]

Debido al valor de la resistividad del terreno no es posible obtener el valor de resistencia solicitado, por lo que se colocarán jabalinas en paralelo para cumplir con el valor de R ≤ 5 Ω.

Cálculo de la cantidad de jabalinas y la distancia entre ellas

Para saber la cantidad de jabalinas y la distancia que deberá haber entre ellas primero calcularemos un coeficiente para tener una referencia:

[pic 57]

Con este valor ingresaremos en la siguiente tabla de coeficientes de reducción para jabalinas de ¾” x 3 m y elegiremos el inmediato inferior:

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