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Tarea 2 Proyectos de Ingeniería EléctricaTarea 2 Proyectos de Ingeniería EléctricaDimensionamiento de AlimentadoresDimensionamiento de Alimentadores

Patricio Zúñiga B.Claudio Gaete V.Gabriel Ortiz S.Alexis Garay F.

31 Noviembre, 2005

Departamento de Ingeniería Eléctrica

Universidad de Santiago de Chile

Profesor Roberto Silva

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Introducción

• El tema presenta el dimensionamiento de conductores en media y baja tensión.

• Se presenta la mejor alternativa de selección de cables, tanto para ducto subterráneo y en escalerilla.

• Se dimensionan las protecciones.

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Presentación del Sistema• El presente informe presenta los

conductores que se deben emplear en unasubestación, tanto en media como bajatensión, que presenta las característicasque se detallan a continuación.

• Los alimentadores a emplear deben ser instalados de forma subterránea en un terreno que presenta una resistividad de 100ºC-cm/W y una temperatura ambiente de 23ºC. Estos cables deben poseer sus pantallas aterrizadas en ambos extremos y la sobrecarga máxima permisible del sistema es un 15% por periodos de 2 horas tres veces por año. El diagrama unilineal del proyecto se presenta en la

figura 1.

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Datos de las cargas

Demanda maxima (KW) Demenda mediaCarga 1 600 475,3Carga 2 840 528,1Conjunto 1405 1003,4

Alimentador Correinte Maxima factor de carga12 KV 73,9 80,2400 V 962,3 72,6

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Conductores Seleccionados

Sección 2 AWGInom (A)* 150Icc (KA)** 15Disposición TripolarMarca MadecoModelo EMT 15 KV

Alimentador 400 VSección (MCM) 750Inom (A)* 1090Icc (KA)** 170Marca MadecoModelo ET 600 V

Alimentador 12KV

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Parámetros

Alimentador 12 KV Alimentador 400VR25 ( ohm/KM) 0.299 0.0501R75 (ohm/KM) 0.272 0.0598X (ohm/KM) 0.272 0.2909R (ohm) 0.071 0.0030X (ohm) 0.054 0.0145

• Dado que la resistencia varía con respecto a la temperatura, debemos llevar el valor dado por el constructor para 23ºC a 75ºC, que será nuestra temperatura de operación.

2375 *235,234755,234 RR

++

=

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Resultados Obtenidos

Valor Obtenido Valor requeridoDelta V (%) 0,099 1Icc (KA) 15 12Ampacity (A) 160 80,4

Valor Obtenido Valor requeridoDelta V (%) 2,46 4Icc (KA) 170 26,4Ampacity (A) 1090 962

Alimentador 12 KV

Alimentador 400 V

Para ambos alimentadores se cumple con los requerimientos caída de tensión, ampacity y corto circuito

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Resultados Obtenidos

alimentador 12 KV alimentador 400 Vpotencia Perdida maxima (W) 2492,2 8302,5

Perdida media (W) 1461,6 5282,6total (W) 6744,2

energia perdida diaria (KW) 35,1 126,8total (KWh) 161,9

240810,67

energia consumida diaria (KWh)

Perdidas

% perdidas

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Ampacidad

• En el caso del alimentador de media tensión subterráneo se hizo uso de curvas

• En el caso del alimentador de baja tensión, por tratarse de una se obtuvo su capacidad de corriente mediante el uso de tablas

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Calculo de Caída de tensión

)cos( ϕϕ XsenRIV +⋅=∆

Alimentador 12 Kv Alimentador 400VR ( ohm) 0.071 0.0030X (ohm) 0.054 0.0145I alta (A) 72.5 962

fp 0.92 0.9DeltaV 6.981 9.84

% 0.058 2.46

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Calculo de las pérdidas

.maxDemandaiaDemandamedFc =

27.03.0 FcFcFp ⋅+⋅=

max.MP P Fp= ⋅

Alimentador 12 KV Alimentador 400VR ( ohm) 0.071 0.0030I alta (A) 72.5 962

Pérdidas Máx. (W) 1383.1 8302.5FC 0.726 0.802FP 0.586 0.691

Pérdidas Medias (W) 811.1 5737.4Pérdidas Medias diarias (kWh) 19.5 137.7

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Cálculo de CC

• Condiciones de CC

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Ejemplo CC barra de baja

kAIccAIBaseBIcc

upj

upIcc

121216554.554.51

..º86.8054.51784.00288.0

1...1

=⋅=⋅=

−<=+

=

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CORRIENTE NOMINALCORRIENTE NOMINALCORRIENTE NOMINALCORRIENTE NOMINAL

COORDINACIÓNCOORDINACIÓNCOORDINACIÓNCOORDINACIÓN

CORRIENTE DE CORTO CIRCUITOCORRIENTE DE CORTO CIRCUITOCORRIENTE DE CORTO CIRCUITOCORRIENTE DE CORTO CIRCUITO

Las protecciones se dimensionan de acuerdo a los siguientes tres criterios:

Dimensionamiento de ProteccionesDimensionamiento de Protecciones

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Corriente rupturaCorriente ruptura

Las corrientes de cortocircuito determinan las capacidades de ruptura de las protecciones termomagnéticas y fusibles que se instalen en el sistema

Corrientes de CC en los puntos a instalarse protecciones:Corrientes de CC en los puntos a instalarse protecciones:

Corrientes de ruptura de protecciones seleccionadas:Corrientes de ruptura de protecciones seleccionadas:

Fusible 1: 40KA

Fusible 2: 29.6KA

Termomagnético general: 50 KA

Termomagnético circuito 1: 24.6 KA

Fusible 2: 30KA

Termomagnético general: 50 KA

Termomagnético circuito 2: 50 KA

Termomagnético circuito 1: 30 KA

Dimensionamiento de ProteccionesDimensionamiento de Protecciones

Según corriente de cortocircuitoSegún corriente de cortocircuito

Fusible 1: 40KA

Termomagnético circuito 2: 50 KA

Si bien los tipos de protecciones a utilizar están especificadas, de preferencia se utilizan fusibles cuando las Icc son de magnitudes altas, debido principalmente a razones de costo respecto a interruptores termomagnéticos.

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Corriente nominalCorriente nominal

El sistema determina las corrientes nominales por los tramos del sistema eléctrico, se seleccionan protecciones con una cierta holgura por sobre la corriente nominal de funcionamiento (considerar efecto de partida de motores)

Corrientes nominales en los puntos a instalarse protecciones:Corrientes nominales en los puntos a instalarse protecciones:

Corrientes nominales de protecciones seleccionadas:Corrientes nominales de protecciones seleccionadas:

Fusible 1: 72.5 A

Fusible 2: 72.5 A

Termomagnético general: 2265 A

Termomagnético circuito 1: 962A

Fusible 2: 200A (correspondiente a un 80K)

Termomagnético general: 2500 A

Termomagnético circuito 2: 1500A

Termomagnético circuito 1: 1200A

Dimensionamiento de ProteccionesDimensionamiento de Protecciones

Según corriente nominalSegún corriente nominal

Fusible 1: 250A (correspondiente a un 100K)

Termomagnético circuito 2: 1303A

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selectividadselectividad

Las protecciones deben ser elegidas de tal forma que exista selectividad en el despeje de fallas. Para este caso, los niveles de cortocircuito no permiten coordinación entre fusibles

Dimensionamiento de ProteccionesDimensionamiento de Protecciones

coordinacióncoordinación

Cuando se produce una falla en la barra de baja, donde se encuentra el termomagnético general, la corriente en el lado de alta será de 1700A, por lo que los fusibles operarían en un tiempo de 0.08 seg. Si existe un termomagnético capaz de despejar una falla de 50KA en un tiempo menor al especificado, se logrará selectividad con los fusibles

La coordinación entre los termomagnéticos aguas abajo se logra mediante el tratamiento de las curvas de operación de los mismos (curva B, C, D...etc)

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Fin PresentaciónFin Presentación