Calculo de Malla
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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