CALCULO DEL DISEÑO DE LA MALLA

Diseño de malla S.P.T

Criterios de diseño.La resistencia de puesta a tierra, debe poseer un valor adecuado para que en condiciones de falla monofásica y en media tensión, permita la circulación de una corriente de falla.Para el diseño de la malla, se ha considerado que esta debe poseer un valor de resistencia inferior a 20 Ohms según normativa eléctrica vigente NCH Elec. 4/2003.El tamaño del conductor para la puesta a tierra deberá estar dimensionado considerando las magnitudes máximas de duración en condiciones de cortocircuito.Se deberá controlar los gradientes de potencial máximos permisibles.

1. Antecedentes Empresa Eléctrica

Corriente de corto circuito trifásico = 559 (A)Corriente de corto circuito monofásico= 372 (A)Tiempo de operación 0,5 (seg)

Sb=100MVA

(X R)=10 ,5

Top=0,5 ( seg )

ϕ=ArcTg ( XR )⇒ϕ=ArcTg (10 ,5 )=84 ,550

Zs1=Zs2= VL

√3×Icc 3φ=13 ,2Kv

√3×559 (A )=13 ,633∠84 ,550 (Ω )

Rs1=Zs1×Cosϕ=13 ,633×Cos (84 ,55 )=1 ,29485 (Ω )

Xs1=Zs1×Senϕ=213 ,633×Sen (84 ,55 )=13 ,5717 (Ω )

Zb=Vb2

Sb=13 ,2Kv2

100MVA=1 ,7424 (Ω )

Zs1(0 1)=Zs1Zb

=13 ,6331 ,7424

=7 ,82427(01)

Zs0=3×VL√3×Icc1φ

−2×Zs1=3×13 ,2Kv

√3×372∠−68 ,19−2×(13 ,633∠84 ,550 )=36 ,1237∠55 ,910 (Ω )

Rso=Zso×Cosϕ=36 ,1237×Cos (55 ,91 )=20 ,2471 (Ω )

Xso=Zso×Senϕ=36 ,1237×Sen (55 ,91 )=29 ,91 (Ω )

Ztotal=2×Zs1+Zso=2×13 ,633∠84 ,550+36 ,1237∠55 ,910=61 ,4592∠ 68 ,18710 (Ω )

Icc 3φ=559 ( A )

Icc 1φ=372( A )(X /R )=2,5

Datos Terreno

Peq=300 (Ω∗m )

Datos malla y conductor propuestos

A=15×15=225 (mts2 )L=150 (mts )h=0,7 (mts )

N=40AWG

S=107 (mm2)d=0 ,0134 (mt )Hg=0,1 (mt )

EVALUACION POR SCHWARTZ:

Determinación factores K1, K2 y Rm.

K 1=1 ,43−2,3×h√ A

−0 ,044×MN

=1,43−2,3×0,7

√225−0 ,044×15

15=1 ,27867

K 2=5 ,50−8×h√A

+(0 ,15− h

√ A )×MN =5 ,50−8×0,7

√225+(0 ,15− 0,7

√225 )×1515

=5 ,23

Rm=300π×150

×[ ln ( 2×150

√0,7×0 ,0134 )+1 ,27867×150

√225−5 ,23 ]=9 ,92813

Determinación de reactancia del Sep en B1.

X 1=X2=13 ,2Kv

√3×559 (A )=13 ,633 (Ω )

Xo= 3×13 ,2Kv

√3×372(A )−(13 ,633+13 ,633 )=34 ,19 (Ω )

Determinación IN primario transformador (Lado primario).

INtrafo= 3 . 000KVA

√3×13 ,2Kv=131 ,216 ( A )

IFU=1 ,15×131 ,216 (A )=150 ,9 (A )Top≃0,2 segTop∠Td⇒Td=0,5 seg

Calculo nueva corriente de falla I 1φCRm conectado.

Icc 1φcRm

= 3×13 ,2Kv

(√ (3×9 ,93 )2+(13 ,633+13 ,633+34 ,19 )2 )×√3=39 ,6Kv

118 ,25 ( Ω )=334 ,88 ( A )

Verificación tensiones tolerables.

Vp=116+0 ,696×FR×Pg

√ t=116+0 ,696×0 ,6863×3000

√0,2=3 , 46 (Kv )

Vc=116+0 ,174×F R×Pg

√ t=116+0 ,174×0 ,6863×3000

√0,2=1 ,06 (Kv )

FR=1−a×1−Peq

Pg2×Hg+a

=1−0 ,107×1−300

30002×0,1+0 ,107

=0 ,686319

a=0 ,107

Pg=3000 (r mt )Ki=0 ,65+0 ,172×5=1,51

Ki ,=1,3×Ki=1,3×1,51=1 ,963

D=√Da×Db=√3 ,75×3 ,75=3 ,75

Km=12×π

ln×(D2

16×h×d )+1π

×ln×(34

×56

×78 )=

Km=12×π

ln×(3 ,752

16×0,7×0 ,0134 )+1π

×ln×(34 ×56

×78 )=0 ,530468

Ks=1π

×[12×h+

1D+h

+1D

×(12 +13

−14

+15

−16 )]=

Ks=1π

×[12×0,7+1

3 ,75+0,7+1

3 ,75×(12 +1

3−1

4+1

5−1

6 )]=0 ,38456

Vm=Km×Ki×Peg× IiL=0 ,530468×1 ,51×300×334 ,88

150=0 ,536Kv

Vpp=Ks×Ki . ,×Peg× IiL=0 ,38456×1 ,963×300×334 ,88

150=0 ,505Kv

Verificación de área de malla mínima.

A . min .malla=π×( Peq4×Rm )=π×(300

4×9 ,928 )=7 ,55 (mts2) Cumple

Verificación de sección mínima del conductor.

S . min .malla=334 ,88 (A )

1973×√ log×(1083−30234+30

+1)33×0,2

=334 ,88641 ,61

=0 ,521 (mm2 )

CumpleDeterminación largo mínimo conductor malla.

L .min 1=0 ,530468×1 ,51×300×334 ,88×√0,2116+0 ,174×0 ,686319×3000

=75 ,8833 (mt )

L .min 2=0 ,38456×1 ,963×334 ,88×300×√0,2116+0 ,696×0 ,686319×3000

=21 ,89 (mt )Por lo tanto, CUMPLE

Evaluación en B.T (Régimen dinámico).

Z,L Acom=0,0125(0

1)

Icc 1φ=3× V2×Z S1+2×ZT 1ZT 0+2×Z LA .Com

01

Icc 1φ=3× 1∠ 00

2×1 ,6309+2×9 ,999+(0,9×9 ,999 )+2×0 ,0125=0 . 092926(0 1)

IB=100MVA

√3×380=151 ,934 (KA )

Icc 1φ (A )=151 . 934 A×0 ,092926=14 ,11 (KA )

Asumiendo peor condición ( arranque TP y TS )

I=Icc 1φ ( A )

2=

14 ,11 (KA )2

=7 ,05 (KA )

Aplicando ecuación Onderdonk,

tF=(1973 )2

33×I 2×log×(Tm−Ta

234+30+1)

tF=(1973×107 )2

(33×7 ,05 (KA ))2×log(1083−30

234+30+1)=0 ,57326 (seg )

tF=0 ,57326

0 ,02=28 ,663 (Ciclos )

Resumen:

Topología: reticulado simple sin BB, VV con grava en la superficie.

Rm:12,045(Ω ) cumple con criterio en M.T y B.T.

Top∠TD

S min∠S cond. malla

A min∠A malla

L min∠L cond. malla

Control de gradiente potencial : Vp¿ Vpp Vc¿ Vm