coordinacion de aislamiento

5/24/2018 Coordinacion de Aislamiento

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PROYECTO SUBESTACIN CURRAMBA A 220 kV YAMPLIACIN SUBESTACIN SAN LUIS A 220 kV EN

UN CAMPO DE LNEA

MEMORIA DE COORDINACIN DE AISLAMIENTO YCLCULO DE DISTANCIAS ELCTRICAS

SUBESTACIN CURRAMBA 220 kV

DOCUMENTO CLIENTE REP CURRAMBA

DOCUMENTO SIEMENS

REVISIN 1


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MEMORIA DE COORDINACIN DE AISLAMIENTO Y DISTANCIASELCTRICAS

1.

INTRODUCCION ...................................................................................................... 4

2. PARMETROS DEL SISTEMA ............................................................................... 4

3. METODOLOGA PARA LA COORDINACIN DE AISLAMIENTO ........................ 4

3.1 DETERMINACIN DE LAS SOBRETENSIONES REPRESENTATIVAS (URP) ................. 53.1.1 Tensin a frecuencia industrial ............................................................................................... 53.1.2 Sobretensiones temporales .................................................................................................... 53.1.3 Sobretensiones representativas temporales ........................................................................... 63.1.4 Sobretensiones de frente lento ............................................................................................... 6

3.2 DETERMINACIN DE LAS TENSIONES DE SOPORTABILIDAD PARACOORDINACIN (UCW) ........................................................................................................ 8

3.2.1

Sobretensiones temporales .................................................................................................... 8

3.2.2 Sobretensiones de frente lento ............................................................................................... 83.2.3 Sobretensiones de frente rpido ............................................................................................. 8

3.3 DETERMINACIN DE LAS TENSIONES DE SOPORTABILIDAD REQUERIDAS(URW) ...................................................................................................................................... 9

3.3.1 Factor de seguridad ................................................................................................................ 93.3.2 Factor de correccin atmosfrico ............................................................................................ 93.3.3 Tensiones de soportabilidad requeridas ............................................................................... 10

3.4 CONVERSIN A TENSIONES DE SOPORTABILIDAD NORMALIZADAS (UW) ............. 113.4.1 Conversin a tensin de soportabilidad de corta duracin a frecuencia industrial (SDW) ... 113.4.2 Conversin a tensin de soportabilidad del impulso tipo rayo (LIW) .................................... 12

3.5

SELECCIN DE LAS TENSIONES DE SOPORTABILIDAD NORMALIZADAS ............... 12

3.6 DISTANCIAS MNIMAS EN AIRE ........................................................................................ 12

4. EQUIPOS SUBESTACIN CURRAMBA A 220 KV ............................................. 14

4.1 SELECCIN DE LAS TENSIONES DE SOPORTABILIDAD NORMALIZADAS ............... 14

4.2 DISTANCIAS MNIMAS EN AIRE ........................................................................................ 19

4.3 SELECCIN DEL PARARRAYOS ...................................................................................... 194.3.1 TENSIN CONTINUA DE OPERACIN (COV) .................................................................. 194.3.2 SOBRETENSIN TEMPORAL (TOV) .................................................................................. 194.3.3 TENSIN NOMINAL DEL PARARRAYOS ........................................................................... 194.3.4 ENERGA EN PARARRAYOS .............................................................................................. 20

5.

DISTANCIAS ELCTRICAS .................................................................................. 23

5.1 DISTANCIAS DE SEGURIDAD ............................................................................................ 23


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5.1.1 Valor bsico ........................................................................................................................... 235.1.2 Zonas de seguridad ............................................................................................................... 24

5.2 DISTANCIAS PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE LA SUBESTACIN .......................... 295.2.1 Ancho de barras .................................................................................................................... 29

5.2.2

Ancho de campo ................................................................................................................... 30

5.2.3 Altura de campo .................................................................................................................... 315.2.4 Longitud del campo ............................................................................................................... 33

REFERENCIAS ................................................................................................................. 35

LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Parmetros Subestacin Curramba a 220 kV ...................................................................... 4Tabla 2. Tensin base ......................................................................................................................... 5Tabla 3. Distancia especfica mnima nominal.................................................................................... 5Tabla 4. Factores de conversin para rango I .................................................................................. 11Tabla 5. Correlacin entre el nivel de soportabilidad al impulso tipo rayo y las distancias

mnimas en el aire ..................................................................................................................... 13Tabla 6. Paso 1, determinacin de las sobretensiones representativas (Urp) ................................. 14Tabla 7. Paso 2, determinacin de las tensiones de soportabilidad para coordinacin (Ucw) ........ 15Tabla 8. Paso 3, determinacin de las tensiones de soportabilidad requeridas (Urw) .................... 16Tabla 9. Paso 4, determinacin de las tensiones de soportabilidad normalizadas (Uw) ................. 17Tabla 10. Resumen de las tensiones de soportabilidad requeridas ................................................. 18Tabla 11. Distancias mnimas en el aire ........................................................................................... 19Tabla 12. Distancias adoptadas entre equipos de patio 220 kV ...................................................... 34Tabla 13. Distancias de seguridad y dimensionamiento subestacin Curramba a 220 kV ............ 34

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Valor bsico ....................................................................................................................... 24Figura 2. Distancias medias para un operador ................................................................................. 25Figura 3. Ejemplo de la franja de circulacin de personal ................................................................ 25Figura 4. Distancias de seguridad para circulacin de vehculos ..................................................... 26Figura 5. Franja de circulacin usada para servicios de mantenimiento con herramientas

livianas ....................................................................................................................................... 27Figura 6. Franja de circulacin usada para servicios de mantenimiento con herramientas

pesadas ..................................................................................................................................... 28Figura 7. Rango del movimiento de conductores flexibles durante cortocircuitos ........................... 29

Figura 8. Ancho de campo determinado por estructura adyacente a seccionador pantgrafo ........ 31

LISTA DE ANEXOS

Anexo 1.CARACTERSTICAS DEL PARARRAYOS EN LA SUBESTACIN CURRAMBA 220kV ................................................................................................................................................. 1


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1. INTRODUCCION

En este documento se presenta la metodologa, los datos y los resultados delestudio de coordinacin de aislamiento y de seleccin del pararrayos paradeterminar el nivel de aislamiento de los equipos de 220 kV de la subestacinCurramba ubicada en el Per y perteneciente a la empresa Red de Energa delPer REP.

Adicionalmente se presenta la seleccin de las diferentes distancias elctricasincluyendo el ancho, la altura y la longitud de los campos a partir de lasdistancias mnimas fase a fase y fase a tierra seleccionadas en la Coordinacinde Aislamiento.

2. PARMETROS DEL SISTEMA

En la Tabla 1 se presentan los parmetros generales para la subestacinCurramba a 220 kV.

Tabla 1. Parmetros Subestacin Curramba a 220 kV

Voltaje nominal 220 kV

Frecuencia nominal 60 Hz

Tensin asignada al equipo 245 kV

Tensin asignada al impulso tipo rayo 1050 kV

Tensin asignada soportada a la frecuencia industrial 460 kV

Nivel de contaminacin ambiental (IEC 60815) Muy pesado

Distancia de fuga mnima nominal 31 mm/kV

Distancia de fuga mnima entre fase y tierra 7595 mm

Mxima corriente de cortocircuito 40 kA

Sistema slidamente puesto a tierra En Y

Altura sobre el nivel del mar 50 m

3. METODOLOGA PARA LA COORDINACIN DE AISLAMIENTO

El procedimiento de coordinacin de aislamiento es la determinacin de lasresistencias dielctricas de los equipos con relacin a los esfuerzos de tensinque se pueden presentar teniendo en cuenta las caractersticas de loselementos de proteccin.

Para la determinacin del nivel de aislamiento de los equipos de la subestacinse sigui un mtodo determinstico para seleccionar los aislamientos internos


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(noautorestaraubles) y un mtodo probabilstico simplificado de la normaIEC 60071-2 para establecer los aislamientos externos (autorestaurables).

Los principales pasos para la coordinacin de aislamiento son:

1. Determinacin de las sobretensiones representativas (Urp)2. Determinacin de las tensiones de soportabilidad para coordinacin (Ucw)

3. Determinacin de las tensiones de soportabilidad requeridas (Urw)

4. Determinacin de las tensiones de soportabilidad normalizadas (Uw)

3.1 DETERMINACIN DE LAS SOBRETENSIONES REPRESENTATIVAS(Urp)

3.1.1 Tensin a frecuencia industrialPara propsitos de coordinacin de aislamiento es considerado igual al voltajems alto del sistema, en este caso corresponde a la mxima de tensin dediseo de los equipos de patio Us = Um y la tensin base (Ubase).

3

2UmUbase

Tabla 2. Tensin base

Tensin asignada al equipo,Um

Tensin base, Um2/3245 kV 200 kV

La Tabla 3 muestra las diferentes distancias especficas mnimas para losdiferentes niveles de contaminacin segn la norma IEC 60071-2.

Tabla 3. Distancia especfica mnima nominal

Nivel de polucin Distancia especfica mnima nominal (mm/kV)

Ligero 16,0

Medio 20,0

Alto 25,0

Muy alto 31,0

3.1.2 Sobretensiones temporales

Se consideran los valores para las sobretensiones sugeridas en larecomendacin IEC 60071-2, los cuales incluyen factores que llevan aresultados conservativos.


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3.1.2.1 Sobretensiones por fallas a tierraLa ocurrencia de una falla a tierra en un determinado punto del sistema lleva aun aumento de la tensin fase - tierra en las fases sanas cuyo valor dependedel grado de aterrizamiento del sistema.

Si el sistema est slidamente puesto a tierra la norma considera que lamxima sobretensin eficaz no sobrepasa 1,4 veces la tensin mxima eficazfase a tierra del sistema. Para sistemas con neutro aislado las sobretensionesalcanzan hasta 1,73 veces la tensin eficaz mxima.

3*)( SrpU

KepU

en donde:

K: Factor de falla a tierra (Ver anexo B de la norma IEC 60071-2)

Us: Mxima tensin del sistema, kV

3.1.2.2 Sobretensiones por rechazo de cargaOtra fuente de sobretensiones temporales es el rechazo de carga el cualproduce sobre tensiones que afectan el aislamiento fasefase y fasetierra.

- Fase a tierra3

*4,1)( SrpU

epU

- Fase a fase Srp UppU *4,1)(

3.1.3 Sobretensiones representativas temporales

Las sobretensiones representativas temporales considerando las anterioresfuentes no simultneamente son:

- Fase a tierra )( epUrp

- Fase a fase )( ppUrp

3.1.4 Sobretensiones de frente lento

3.1.4.1 Impulsos que afectan los equipos en la entrada de la lneaenergizacin extremo remoto

La re-energizacin desde el extremo remoto resulta en impulsos desobretensin fase a tierra Ue2 y fase a fase Up2, seleccionados a partir de laFigura 1 de la norma IEC 60071-2. Las sobretensiones representativas paralos equipos en la entrada de la lnea sin tener en cuenta los pararrayos son lossiguientes:

25,025,1 2 eet UU

43,025,1 2 ppt UU


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donde:

Ue2: Valor de la sobretensin fase a tierra que tiene una probabilidad del 2%de ser excedido (Ver figura 1 de la norma IEC 60071-2)

Uet: Valor de sesgamiento de la distribucin acumulada de las sobretensionesfase a tierra

Up2: Valor de la sobretensin fase a fase que tiene una probabilidad del 2% deser excedida (Ver figura 2 de la norma IEC 60071-2)

Upt: Valor de sesgamiento de la distribucin acumulada de las sobretensionesfase a fase

3.1.4.2 Impulsos que afectan todos los equipos energizacin extremolocal

La energizacin y re-energizacin local (extremo emisor) resulta en impulsos

de sobretensin menos crticos que para el extremo receptor, con el fin de serconservativos se seleccionan los valores recomendados por la norma Ue2 y Up2.

25,0'25,1'2

eet UU

43,0'25,1' 2 ppt UU

3.1.4.3 Pararrayos en la entrada de la lnea energizacin desde elextremo remoto

Con el fin de controlar las sobretensiones por energizacin de la lnea en elextremo remoto se instalan pararrayos en la entrada de la lnea con las

siguientes caractersticas de proteccin: El NPM (Ups, Nivel de proteccin al impulso tipo maniobra) es igual a la

mxima tensin residual para impulsos de corrientes de maniobra, 1kA.

El NPR (Upl, Nivel de proteccin para el impulso tipo rayo) es la tensinmxima residual para un impulso atmosfrico a la corriente nominal dedescarga, 10 kA.

Con el uso de pararrayos, las sobretensiones representativas pueden serdadas directamente por Ups para las sobretensiones fase a tierra o 2Ups paralas sobretensiones fase a fase si los valores de proteccin son menores a losmximos esfuerzos de sobretensin Uet y Upt de frente lento.

Las sobretensiones de frente lento representativas son:Para todos los otros equipos:

Fase a tierra: )( epUrp

Fase a fase: )( ppUrp

Para equipo a la entrada de la lnea:

Fase a tierra: )( epUrp

Fase a fase: )( ppUrp


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3.2 DETERMINACIN DE LAS TENSIONES DE SOPORTABILIDAD PARACOORDINACIN (Ucw)

3.2.1 Sobretensiones temporalesPara esta clase de sobretensiones, la tensin de soportabilidad de coordinacines igual a la sobretensin representativa temporal, por lo tanto el factor decoordinacin Kces igual a 1.

Fase a tierra: crpcw KUU

Fase a fase: crpcw KUU

3.2.2 Sobretensiones de frente lento

La tensin de coordinacin de soportabilidad es obtenida multiplicando el valormximo de la sobretensin representativa por un factor de coordinacindeterminstico Kcdel cual depende de la relacin entre el nivel de proteccin alimpulso de maniobra del pararrayos Ups y el valor de la sobretensin fase atierra Ue2, en la figura 6 de la norma IEC 60071-2 se muestra la relacin.

Factor de coordinacin determinstico:

Para equipo a la entrada de la lnea:

Fase a tierra: cde

ps KU

U

2

Fase a fase: cdpps

KU

U

2

2

Para todos los otros equipos:

Fase a tierra: cde

ps KU

U

2

Fase a fase: cdp

ps KU

U

2

2

Las tensiones de coordinacin sernUcw = Kcdx Urp

3.2.3 Sobretensiones de frente rpido

La metodologa estadstica simplificada de la norma IEC 60071-2 permitecalcular la tensin mnima de soportabilidad de los equipos mediante lasiguiente ecuacin:

asp

plcwLL

L

n

AUU

Donde:

Ucw: Tensin soportable de coordinacin al impulso atmosfrico, kV

Upl: Nivel de proteccin al impulso tipo rayo del pararrayos, kV


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A: Factor dado en la Tabla F.2 de la norma IEC 60071-2 que describe elcomportamiento de la lnea ante las descargas elctricasatmosfricas, kV

n: Nmero de lneas conectadas a la subestacin, (n-1)

L: Separacin equivalente entre el pararrayos ms cercano y el equipo enconsideracin, obtenido de:

4321 aaaaL

a1: Longitud de la conexin del pararrayos a la lnea, m

a2: Longitud de la conexin a tierra del pararrayos, m

a3: Longitud del conductor de fase entre el pararrayos y el equipo a protegerpara el aislamiento interno y para el aislamiento externo, m

a4: Longitud de la parte activa del pararrayos m

Lsp: Longitud del vano de las lneas, mLa: Seccin de lnea area calculada a partir de una tasa de salida igual a

una tasa de falla aceptable, Ra

Ra: Tasa de falla aceptable para el equipo, 0,0067 fallas/ao (1 falla/150aos)

Rkm: Tasa de fallas por ao del primer kilmetro de lnea desde lasubestacin, fallas/ao/km

km

a

a

R

RL

Las sobretensiones de frente rpido afectan los aislamientos fase a fase y fasea tierra de igual forma.

3.3 DETERMINACIN DE LAS TENSIONES DE SOPORTABILIDADREQUERIDAS (Urw)

Las tensiones de soportabilidad requeridas son obtenidas aplicando a lastensiones de soportabilidad para coordinacin dos factores de correccin:

Ka: Factor de correccin que tiene en cuenta la altitud de la instalacin

Ks: Factor de seguridad

3.3.1 Factor de seguridad

El factor de seguridad es aplicable a cualquier tipo de sobretensin fase a fasey fase a tierra (temporal, frente lento, frente rpido).

para aislamiento interno ks = 1,15

para aislamiento externo ks = 1,05

3.3.2 Factor de correccin atmosfrico

El factor de correccin atmosfrico est definido por la siguiente ecuacin:


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8150H

m

a eK

Donde:

H Altura sobre el nivel del mar, mm: 1,0 para la coordinacin de las tensiones de soportabilidad al impulso

tipo rayo

m: De acuerdo a la figura 9 de la norma IEC 71-2 para la coordinacin delas tensiones de soportabilidad al impulso de maniobra

m: 1,0 voltajes de soportabilidad de corta duracin a frecuencia industrial dedistancias en el aire y de aisladores

3.3.3 Tensiones de soportabilidad requeridas

Los valores para las tensiones de soportabilidad requeridas son obtenidosaplicando la siguiente ecuacin:

ascwrw KKUU

Para sobretensiones temporales:

Aislamiento externo

Fase a tierraascwrw

KKUU

Fase a faseascwrw

KKUU

Aislamiento interno

Fase a tierra scwrw KUU Fase a fase

scwrw KUU

Para sobretensiones de frente lento:

Equipo a la entrada de la lnea

Aislamiento externo

Fase a tierra: ascwrw KKUU

Fase a fase: ascwrw KKUU

Para otros equipos

Aislamiento externo

Fase a tierra: ascwrw KKUU

Fase a fase:ascwrw

KKUU

Aislamiento interno

Fase a tierra: scwrw KUU

Fase a fase:scwrw

KUU


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Para sobretensiones de frente rpido:

Aislamiento externo

Fase a tierra:ascwrw

KKUU

Fase a fase: ascwrw KKUU

Aislamiento interno

Fase a tierra: scwrw KUU

Fase a fase: scwrw KUU

3.4 CONVERSIN A TENSIONES DE SOPORTABILIDAD NORMALIZADAS(Uw)

En el rango 1 (hasta 245 kV) el nivel de aislamiento es normalmente descritopor la tensin soportada a frecuencia industrial y la tensin soportada alimpulso tipo rayo. La Tabla 4 muestra los factores de conversin requeridos,obtenidos de la Tabla 2 de la norma IEC 60071-2.

Tabla 4. Factores de conversin para rango I

AislamientoTensin de soportabilidad

de corta duracin afrecuencia industrial

Tensin desoportabilidad alimpulso tipo rayo

Aislamiento externo (seco)

- Fase a tierra

- Fase a fase

Aislamiento limpio, hmedo

0,6+Urw/8500

0,6+Urw/12700

0,6

1,05+Urw/6000

1,05+Urw/9000

1,3

Aislamiento interno

- Aislamiento inmerso enliquido

- Aislamiento slido

0,5

0,5

1,10

1,00

Urw: Es la tensin de soportabilidad requerida para el impulso de maniobra

3.4.1 Conversin a tensin de soportabilidad de corta duracin a

frecuencia industrial (SDW)Equipo a la entrada de la lnea

Aislamiento externo

Fase a tierra: )

85006,0( rwrw UUSDW

Fase a fase: )12700/6,0(rwrw

UUSDW

Para otros equipos

Aislamiento externo

Fase a tierra: )

85006,0( rwrw UUSDW


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Fase a fase: )127006,0(rwrw

UUSDW

Aislamiento interno

Fase a tierra: 5,0rw

USDW

Fase a fase: 5,0rw

USDW

3.4.2 Conversin a tensin de soportabilidad del impulso tipo rayo (LIW)

Equipo a la entrada de la lnea

Aislamiento externo


ULIWL *


UULIWL

Para otros equipos

Aislamiento externo


ULIWL *


UULIWL

Aislamiento interno


ULIWL

Fase a fase: 1,1rw

ULIWL

* Caso ms critico para aisladores limpios y hmedos

3.5 SELECCIN DE LAS TENSIONES DE SOPORTABILIDADNORMALIZADAS

De acuerdo a la Tabla 2 de la norma IEC 71-1 se seleccionan unos valoresnormalizados de aislamiento correspondientes a un sistema con una tensinmxima Um, estos niveles de aislamiento cubrirn cualquier aislamientoexterno e interno fase-fase y fase-tierra.

En rango I, los valores requeridos de soportabilidad al impulso de maniobrafase a tierra son cubiertos por la prueba de corta duracin a frecuenciaindustrial. Los valores de soportabilidad al impulso de maniobra fase a fase soncubiertos por la prueba de corta duracin a frecuencia industrial por la pruebade soportabilidad al impulso tipo rayo.

3.6 DISTANCIAS MNIMAS EN AIRE

Las distancias en el aire fase a fase y fase a tierra son determinadas deacuerdo al nivel de aislamiento al impulso tipo rayo seleccionado en el numeralanterior (ver Tabla A1 de la norma IEC 60071-2). En la siguiente tabla semuestran las distancias mnimas en el aire de acuerdo al nivel de aislamiento alimpulso tipo rayo para los equipos de rango I.


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Tabla 5. Correlacin entre el nivel de soportabilidad al impulso tipo rayo ylas distancias mnimas en el aire

Tensin de soportabilidad al

impulso tipo rayokV

Distancia mnima en el airemm

Varilla-estructura Conductor-estructura

20 60 -

40 60 -

60 90 -

75 120 -

95 160 -125 220 -145 270 -

170 320 -

250 480 -325 630 -450 900 -550 1100 -

650 1300 -750 1500 -850 1700 1600

950 1900 17001050 2100 1900

NOTA:

- Para la distancia mnima fase a tierra es aplicable la configuracin conductor-estructura yvarilla-estructura.

- Para la distancia mnima fase a fase, es aplicable la configuracin varilla-estructura.


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4. EQUIPOS SUBESTACIN CURRAMBA A 220 kV

4.1 SELECCIN DE LAS TENSIONES DE SOPORTABILIDADNORMALIZADAS

En la Tabla 6, Tabla 7, Tabla 8 y la Tabla 9 se muestran los pasos para lacoordinacin de aislamiento en el nivel de tensin de 220 kV.

Tabla 6. Paso 1, determinacin de las sobretensiones representativas(Urp)

Step 1: Determination of the representative overvoltages (Urp)

Power-frecuency voltage Us phase-to-phase kV 2451.0 p.u. en kV (pico) 200

Temporaly overvoltages

Earth faults Earth-fault factor: k = 1.40 Urp (p-e) en kV 198

Load rejection Max. overvoltage p.u.= 1.40 Urp (p - e) en kV 198Urp (p - p) en kV 343

Resulting representative overvoltagesPhase-to-earth: Urp (p-e) en kV 198 Phase-to-phase: Urp (p-p) en kV 343

Slow-front overvoltages

For line entrance equipment For other equipment

Re-energization Energization and re-energization

Ue2en p.u. 3.26 Ue2en p.u. 2.09Up2en p.u. 4.86 Up2en p.u. 3.11

Uet en p.u. 3.83 Uet en p.u. 2.36Upt en p.u. 5.65 Upt en p.u. 3.46

Uet en kV 765.16 Uet en kV 471.7Upt en kV 1129.35 Upt en kV 691.8

Arresters at line entrance and near transformers: Upsen kV 375Uplen kV 451

For line entrance equipment For other equipment

With or without capcitor switchingUet > Ups y Upt > 2 Ups

Phase-to-earth en kV: Urp = Ups = 375 Urp (p-e) en kV 375Phase-to-phase en kV: Urp = 2 Ups = 750 Urp (p-p) en kV 692

Fast-front overvoltages Evaluated in step 2


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Notas:

1. En el nivel de 220 kV se tiene un sistema slidamente puesto a tierra y deacuerdo a la recomendacin de la norma el factor de falla a tierra no essuperior a 1,4, siendo un valor conservativo.

2. Las sobretensiones por rechazo de carga producen sobretensiones fase afase y fase a tierra del orden de 1,4, valor recomendado por la norma.

3. El nivel de proteccin del pararrayos al impulso de maniobra, Ups es igual a375 kV.

4. El nivel de proteccin del pararrayos al impulso tipo rayo, Upl es igual a451 kV.

5. Los valores de las sobretensiones por energizacin en el extremo local sonseleccionados teniendo en cuenta las mximas sobretensiones esperadassegn el capitulo 5 de la referencia [6].

Tabla 7. Paso 2, determinacin de las tensiones de soportabilidad paracoordinacin (Ucw)

Step 2: Determination of the coordination withstand voltages (Ucw)

Temporary overvoltages Kc factor = 1.0

Phase-to-earth, en kV: Ucw = Kc x Urp = 198Phase-to-phase, en kV: Ucw = Kc x Urp = 343

Slow front overvoltages Deterministic method used = Kcd factor

Line entrance equipment (external insulation only) Other equipment

Phase-to-earth Phase-to-phase Phase-to-earth Phase-to-phase

Ups/Ue2= 0.58 2Ups/Up2= 0.77 Ups/Ue2= 0.90 2Ups/Up2= 1.21

Kcd = 1.10 Kcd = 1.03 Kcd = 1.06 Kcd = 1.00

Retained value Retained valueKcd = 1.10 Kcd = 1.06

Ucw = Kcd x Urp Ucw = Kcd x Urp Ucw = Kcd x Urp Ucw = Kcd x Urp

Ucw = 413 Ucw = 774 Ucw = 399 Ucw = 692

Fast-front overvoltages Simplified statistical method used

Data from experience Parameter A = 4500Performance required Span length Lsp = 400 m

Outage rate = 0.03 km/yAcceptable failure rate = 0.01 years

Arrester lighthing protection level, Upl = 451.00 kVMax. Separation from internal insulation, L = 41.84 m La, en m = 222.22Max. Separation from external insulation, L = 49.84 m

Internal insulation Ucw en kV 602External insulation Ucw en kV 631


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Notas:

1. Para el clculo las sobretensiones de frente rpido se tienen los siguientesparmetros:

Longitud del vano de las lneas, 400 m. Parmetro A, 4.500 kV.

Ra, tasa de falla aceptable para el equipo 1 falla/150 aos.

Rkm, 3 salidas al ao por cada 100 km de lnea.

El nmero de lneas conectadas a la subestacin se considera igual a 2ya que la subestacin segn su configuracin tendr conectada por lomenos dos lneas.

2. Las distancias de proteccin del aislamiento interno y externo fueron

tomadas del plano G63004-U1010-200.Tabla 8. Paso 3, determinacin de las tensiones de soportabilidad

requeridas (Urw)Step 3: Determination of the required withstand voltages (Urw)

Safety factor Internal insulation Ks = 1.15External insulation Ks = 1.05

Atmospheric correction factor Altitude H, en m = 50

Power frecuency withstand Switching impulse withstand lightning impulse withstand

Phase-to-earth Phase-to-phase Phase-to-earth Phase-to-phase Phase-to-earth Phase-to-phase

Valor m = 1.0 0.8 1.0 1.0

Valor Ka = 1.131 1.103 1.131 1.131

Required withstand voltagesInternal insulation = Urw = Ucw x Ks

External insulation = Urw = Ucw x Ks x Ka

Power frecuency withstand Switching impulse withstand lightning impulse withstand

Phase-to-earth Phase-to-phase Phase-to-earth Phase-to-phase Phase-to-earth Phase-to-phase

Internalinsulation kV


Line entranceequipment

Line entranceequipment



228 394External

insulation kVExternal

insulation kV693 693

478 919External

insulation kVExternal

insulation kVOther equipment Other equipment

Externalinsulation kV


235 407internal

insulation kVInternal

insulation kV749 749

458 796



462 821


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Notas:

1. El factor de correccin atmosfrico Ka se toma igual a 1,131 teniendo encuenta los requerimientos de la interventora, considerando as que lasubestacin Curramba se encuentra a una altura de 1.000 m sobre el niveldel mar.

2. El valor de m se considera unitario para las sobretensiones por maniobrafase-fase y las atmosfricas fase-fase y fase-tierra, mientras que para lassobretensiones por maniobra fase-tierra toma el valor de 0.8 segn lafigura 9 de la norma IEC-60071-2. Para las sobretensiones a frecuenciaindustrial se utiliza el valor de m unitario ya que resulta en valores masconservativos.

Tabla 9. Paso 4, determinacin de las tensiones de soportabilidadnormalizadas (Uw)

Step 4: Conversion to withstand voltages normalized to range I

Conversion of switching impulse withstand voltagesto short duration power frequency withstand

voltages

Conversion of switching impulse withstand voltages tolighthing impulse withstand voltages

Conversion factors Conversion factorsExternal insulation External insulation

- Phase-to-earth 0.6 + Urw/8500 - Phase-to-earth 1.3- Phase-to-phase 0.6 + Urw/12700 - Phase-to-phase 1.05 + Urw/9000

Internal insulation Internal insulation- Phase-to-earth 0.5 - Phase-to-earth 1.1- Phase-to-phase 0.5 - Phase-to-phase 1.1

Line entrance equipment Other equipment Line entranceequipment

Other equipment

External insulation kV External insulation kV External insulation kV External insulation kV- Phase-to-earth - Phase-to-earth - Phase-to-earth - Phase-to-earth

314 302 621 600- Phase-to-phase - Phase-to-phase - Phase-to-phase - Phase-to-phase

618 546 1059 937Internal insulation kV Internal insulation kV

- Phase-to-earth - Phase-to-earth229 504

- Phase-to-phase - Phase-to-phase398 875


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En la Tabla 10 se muestra el resumen de las tensiones de soportabilidadrequeridas Urw(s) y su correspondiente valor a las tensiones de conversinUrw(c).

Tabla 10. Resumen de las tensiones de soportabilidad requeridas* kV r.m.s para

frecuencia industrialAislamiento externo

AislamientointernoEquipos entrada

de lneaOtros equipos

* kV pico para impulsosde maniobra y rayo Urw(s) Urw(c) Urw(s) Urw(c) Urw(s) Urw(c)

Frecuenciaindustrial

Fase-tierra 235 314 235 302 228 229

Fase-fase 407 618 407 546 394 398

Impulso de

maniobra

Fase-tierra 478(1)

462(1)

458(1)

Fase-fase 919 821 796Impulsoatmosfrico

Fase-tierra 749 621 749 600 693 504

Fase-fase 749 1059 749 937 693 875

De acuerdo a la Tabla 2 de la norma IEC 60071-1 se seleccionan unos valoresnormalizados de aislamiento correspondientes a un sistema con una tensinmxima Um, estos niveles de aislamiento cubrirn cualquier aislamientoexterno e interno fase-fase y fase-tierra. Para el aislamiento interno y externose seleccionan las siguientes tensiones de soportabilidad:

460 kV para la tensin de soportabilidad de corta duracin a frecuencia

industrial, a tierra y entre polos. 1050 kV para la tensin de soportabilidad al impulso atmosfrico, a tierra y

entre polos.

Este nivel de aislamiento es requerido en las caractersticas garantizadas parael aislamiento de la subestacin.

Notas:

(1) En rango I, los valores requeridos de soportabilidad al impulso de maniobrafase a tierra son cubiertos por la prueba de corta duracin a frecuenciaindustrial fase tierra. Los valores de soportabilidad al impulso de maniobra

fase a fase son cubiertos por la prueba de corta duracin a frecuenciaindustrial por la prueba de soportabilidad al impulso tipo rayo.

(2) Aunque el aislamiento externo fase-fase se supere en el equipo instalado ala entrada de la lnea, para el cual se requiere una soportabilidad de1059 kV, este valor puede ser aceptado debido a que en la entrada de lalnea no se instala equipo trifsico. Solo es necesario especificar unaseparacin entre fases para los equipos mayor a 2.350 mm(correspondiente a un nivel de aislamiento al impulso tipo rayo de 1.175 kV),de acuerdo a la tabla A1 de la norma IEC 60071-2.


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4.2 DISTANCIAS MNIMAS EN AIRE

Las distancias en el aire fase a fase y fase a tierra son determinadas de

acuerdo al nivel de aislamiento al impulso tipo rayo seleccionado en el numeralanterior (ver Tabla A1 de la norma IEC 60071-2). En la siguiente tabla semuestran las distancias mnimas de acuerdo al nivel de aislamiento al impulsotipo rayo para los equipos de rango I.

Tabla 11. Distancias mnimas en el aire

Localizacin BIL (kV)Distancia mnima

(mm)

Equipo a la entrada

de la lnea

Fasefase 1175 2350

FasetierraVarillaEstructura

ConductorEstructura10501050

21001900

Otros equipos

Fasefase 1050 2100

FasetierraVarillaEstructura

ConductorEstructura10501050

21001900

4.3 SELECCIN DEL PARARRAYOS

4.3.1 TENSIN CONTINUA DE OPERACIN (COV)

kVkVUm

COV 5,1413

245

3

4.3.2 SOBRETENSIN TEMPORAL (TOV)

COVKeTOV

Ke: Factor de falla a tierra, que para el caso es de 1,4 por ser el sistemaslidamente puesto a tierra.

kVkVTOV 1985,1414,1

4.3.3 TENSIN NOMINAL DEL PARARRAYOS

La tensin nominal del pararrayos R, es el valor mayor entre Ro y Re.

Ko

COVRo

Ko: Factor de diseo del pararrayos. Para el caso es Ko = 0,8


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kVkV

Ro 8,1768.0

5,141

Kt

TOV

Re

Kt: Es la capacidad del pararrayos y depende del tiempo de duracin de lasobretensin temporal. Se elige Kt = 1,15 para un tiempo de despeje defalla de 1 seg, que es lo esperado cuando el sistema est slidamentepuesto a tierra.

kVkV

2,17215,1

198Re

Dado que RoRe, la tensin nominal del pararrayos es Ro multiplicada por un

factor de seguridad que para sistemas mayores de 100 kV es del 5%. As latensin nominal del pararrayos es:

kVkVRoR 7,1858,17605,105,1

De acuerdo con la norma IEC99-3 y para dar cumplimiento a las caractersticasgarantizadas, el valor normalizado tomado es de 192 kV, el cual posee losniveles de proteccin descritos previamente:

- NPM: Nivel de proteccin al impulso tipo maniobra (1 kA): Ups = 375 kV

- NPR: Nivel de proteccin al impulso tipo rayo (10 kA): Upl = 451 kV

En elAnexo 1 se muestra el catlogo del pararrayos ha ser suministrado.

4.3.4 ENERGA EN PARARRAYOS

Los pararrayos deben ser capaces de absorber la energa debida a lostransitorios de tensin en el sistema. Los transitorios de tensin se puedenpresentar por:

Cierre y recierre de lneas

Descargas atmosfricas

Con el conocimiento de los niveles de proteccin, la energa absorbida por los

pararrayos en cada uno de los casos anteriores puede ser calculada.

4.3.4.1 Cierre y recierre de lneas

Z

TwUpsUeUpsW

*)(*2

Donde:

W: Energa absorbida

Ups: Nivel de proteccin al impulso de maniobra, 375 kV


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Ue: Sobretensin esperada sin pararrayos, (3,26 p.u) 652.14 kV

Z: Impedancia caracterstica de la lnea, 400 Ohmios

Tw: Tiempo de viaje de la onda, el cual es igual a la longitud del tramo de

lnea por la velocidad de propagacin

sm

kmlineaLongitudTw

/300

En este caso, la lnea ms larga es hacia la subestacin Independencia conuna longitud de 164,85 km, que corresponde a un tiempo de viaje de la onda de549,5 microsegundos.

La capacidad de energa requerida por el pararrayos, W:

W = 285.5 kJ

4.3.4.2 Descargas atmosfricasAunque el nivel cerunico de la zona es cero, se realiza el calculo teniendo encuenta que puede existir una descarga en un extremo remoto de la lnea en lacual el nivel cerunico sea diferente de cero y el pararrayos del extremo localconsuma toda la energa (caso poco probable).

Z

TlUplUplUfNUplUfW

**))/2ln(1(*2

Donde:

W: Energa absorbidaUpl: Nivel de proteccin al impulso tipo rayo, 451 kV

Uf: Tensin de flameo inverso negativo de la lnea, 1430 kV

Z: Impedancia caracterstica de la lnea, 400 Ohmios

N: Nmero de lneas conectadas al pararrayos, 2 lneas

Tl: Duracin equivalente de la corriente de la descarga, 3,0E-04 segundosincluyendo la primera y las descargas subsecuentes (Valor recomendadopor la norma IEC60099-5

La capacidad de energa requerida por el pararrayos, W:

W = 98.7 kJ

La capacidad de energa requerida que cumpla para cada uno de los casosser de 285.5 kJ que corresponde a una capacidad de energa especfica de1.49 kJ/kVUr.

El pararrayos a suministrar tiene una capacidad de energa especfica de10 kJ/kVUr, que corresponde a una capacidad de 1980 kJ, cumpliendo con la

capacidad de energa definida en las caractersticas garantizadas.


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5. DISTANCIAS ELCTRICAS

La metodologa a seguir comprende el clculo de las distancias mnimas y deseguridad que deben tenerse en cuenta en el diseo de una subestacin paragarantizar la seguridad de las personas y el adecuado dimensionamiento de lasubestacin.

5.1 DISTANCIAS DE SEGURIDAD

Corresponden a las separaciones mnimas que deben mantenerse en el aireentre partes energizadas de equipos y tierra, o en equipos sobre los cuales esnecesario realizar un trabajo.

Las distancias de seguridad son el resultado de sumar los siguientes valores: Un valor bsico relacionado con el nivel de aislamiento, el cual determina

una zona de guarda alrededor de las partes energizadas.

Un valor que es funcin de movimientos del personal de mantenimiento ascomo del tipo de trabajo y la maquinaria usada. Esto determina una zonade seguridad dentro de la cual queda eliminado cualquier peligrorelacionado con acercamientos elctricos.

5.1.1 Valor bsico

El valor base corresponde a la distancia mnima fase-tierra en el aire, adoptadapara el diseo de la subestacin de acuerdo con lo establecido en laspublicaciones IEC 60071-1 [1] y IEC 60071-2 [2], para garantizar elespaciamiento adecuado que prevenga el riesgo de flameo an bajo lascondiciones ms desfavorables.

El valor bsico se calcula incrementando el valor de la distancia mnima fase-tierra, (ver numeral4.2)en un porcentaje comprendido entre el 5% y el 10 %como factor de seguridad.

Para todos los equipos conectados a la entrada de la lnea y al interior de lasubestacin se debe usar una distancia mnima de separacin en el aire de

2100 mm correspondiente a un BIL de 1050 kV, se seleccionar entonces estevalor, como la distancia mnima de seguridad.

VB = 1,05* dmin

Donde:

VB: Valor bsico [mm]

dmin: Distancia mnima fase-tierra mm

VB = 1,05* dmin = 1,05*2.100 mm = 2.205 mm


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Figura 1. Valor bsico

5.1.2 Zonas de seguridad

Las dimensiones de esta zona de seguridad se definen adicionando al valorbsico, VB, un valor promedio de la altura del personal de mantenimiento y lanaturaleza del trabajo a realizar sobre los equipos, incluyendo losrequerimientos de movimiento y acceso al lugar. Estas distancias estnbasadas en las dimensiones medias de una persona en condiciones de trabajotal como se muestra en laFigura 1,Figura 2 yFigura 3.

5.1.2.1 Circulacin de personalCuando no existen barreras o mallas protectoras en la subestacin, esnecesario definir una distancia mnima de seguridad para la circulacin libre delpersonal. En general, la zona de circulacin del personal, se determinaadicionando al valor bsico calculado, VB, un valor de 2.250 mm, que es laaltura promedio de un operador con los brazos estirados verticalmente; verFigura 2. De esta manera la distancia entre la parte inferior de la porcelana delequipo y tierra no debe ser menor de 2.250 mm. El aislador o porcelana delequipo se considera como un componente energizado que va reduciendo latensin de modo que solamente la parte inferior metlica est al mismo

potencial de tierra.Teniendo en cuenta los requerimientos de REP para el dimensionamiento de lasubestacin, la distancia para circulacin de personas ser de 4.500 mm:

Distancia circulacin de personal = 4.500 mm

En laFigura 3 se muestra la composicin de la distancia bsica con una zonade seguridad que tiene en cuenta la libre circulacin de las personas.


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Figura 2. Distancias medias para un operador

Figura 3. Ejemplo de la franja de circulacin de personal

5.1.2.2 Movimiento de vehculosPara el montaje y mantenimiento de equipos es necesario utilizar gras ovehculos similares y por lo tanto se debe prever una zona de seguridad paraestos casos. Esta zona est delimitada por el perfil del vehculo ms 700 mmde manera que permita imprevisiones en la conduccin, verFigura 4. De igualforma se debe prever una zona de circulacin perimetral.


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Figura 4. Distancias de seguridad para circulacin de vehculosLa zona de seguridad para la circulacin de vehculos est determinada deacuerdo con lo siguiente:

Movimiento de vehculos = P.V + 700 mm

Donde:

P.V: Perfil del vehculo [mm]

Si se considera un vehculo con un perfil de 2.500 mm x 2.500 mm como

dimensiones tpicas, de esta manera se tiene que:

Movimiento de vehculos = 2.500 mm + 700 mm = 3.200 mm

En la subestacin Curramba a 220 kV se tendrn los siguientes anchos de vapara cada uno de los accesos


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Acceso campo de acople: 4,0 m.

Accesos campos de lnea: 4,0 m.

Acceso entradas de lnea: 4,5 m

5.1.2.3 Trabajo sobre equipos o conductores en ausencia demaquinaria pesadaSe considera que el trabajo sobre los equipos o conductores se realiza con lasubestacin energizada parcial o totalmente. Para estos clculos se tiene encuenta los valores previstos en la Figura 2: Horizontalmente se toman1.750 mm que tiene en promedio una persona con los brazos abiertos, yverticalmente se toman 1.250 mm que tiene en promedio una persona con unamano alzada sobre el plano de trabajo. Luego estas distancias estndeterminadas de la siguiente manera:

Distancia Horizontal = 1.750 mm + VB

Distancia Vertical = 1.250 mm + VB

Donde:


Distancia horizontal = 1.750 mm + 2.205 mm = 3.955 mm

Distancia Vertical = 1.250 mm + 2.205 mm = 3.455 mm

Figura 5. Franja de circulacin usada para servicios de mantenimiento

con herramientas livianas


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Figura 6. Franja de circulacin usada para servicios de mantenimientocon herramientas pesadas


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Cuando los trabajos a ejecutar involucran el uso de herramientas pesadas ovehculos, se debe adicionar a la zona de seguridad una distancia de holgurapreviniendo situaciones asociadas a estas circunstancias.Figura 6 ilustra estasdistancias.

5.2 DISTANCIAS PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE LA SUBESTACIN

El dimensionamiento de la subestacin est condicionado bsicamente por lassiguientes distancias:

Ancho de barras

Ancho de campo

Altura de campo

Longitud de campoEstos aspectos son una aplicacin directa de las distancias mnimas y deseguridad, adems de la facilidad para mantenimientos.

5.2.1 Ancho de barras

El ancho de barras (barra principal ms barra de transferencia) se determinapor la separacin entre las fases y el movimiento que tendran los conductoresdebido a cortocircuitos, ver Figura 7.

La separacin entre fases de las barras principal y de transferencia adoptada

para el diseo es de 4.000 mm. Se verific que no se produjeran cercamientosentre las fases siguiendo la metodologa que se incluye en la gua de obrasciviles, basado en el documento The Mechanical Effects of Short-CircuitCurrents in Open Substations del comit No. 23 del Cigre.

1.2 Yo

Yo

Yo

Yk

40

a

d min

Figura 7. Rango del movimiento de conductores flexibles durantecortocircuitos


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5.2.2 Ancho de campo

Es la distancia de separacin entre los ejes de las columnas que forman elprtico de entrada de la lnea. El ancho de campo de una subestacin estdeterminado por la configuracin, las dimensiones de los equipos y de losbarrajes utilizados. El ancho de campo se analiza para los siguientes casos yse toma la distancia mayor:

Templas superiores a lo largo del campo.

Estructura adyacente a Seccionador pantgrafo.

5.2.2.1 Templas superiores a lo largo del campoEl ancho del campo se determina por la separacin entre las fases y elmovimiento que tendran los conductores debido a cortocircuitos en las templassuperiores a lo largo del campo.

La separacin entre fases de las templas superiores del campo adoptada parael diseo es de 4.000 mm. Se verific que no se produjeran acercamientos deacuerdo al calculo de las tensiones de tendido que se incluye en la gua deobras civiles, basado en el documento The Mechanical Effects of Short -CircuitCurrents in Open Substations del comit No. 23 del Cigre.

En consecuencia el ancho del campo sera dos veces la separacin entre fasesmas la distancia mnima fase-tierra incrementada, a lado y lado, en un 25%para considerar un posible barraje adyacente.

AC = 2*a + 2*dmin * 1,25AC = 2*4.000 mm + 2*2.100 * 1,25 = 13.250 mm

5.2.2.2 Estructura adyacente a seccionador pantgrafoEl clculo cuando se tiene la estructura del prtico adyacente a un seccionadorpantgrafo se analiza de acuerdo a la siguiente figura.


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Figura 8. Ancho de campo determinado por estructura adyacente aseccionador pantgrafo

De acuerdo a la Figura 8, el ancho de campo estar dado por la siguienteecuacin:

AC =i1/2 + i2/2 + 2*b + 2*a + 3*z

La separacin entre fases est dada por:

Separacin entre fases = a + z

donde:

b: Distancia mnima fase - tierra, [mm]

ii: Ancho de la estructura, se tienen estructuras de 2.500 y de 1500 [mm].

z: ancho del seccionador pantgrafo, 700 [mm]

a: Distancia mnima fasefase, [mm]

Separacin entre fases = 2.100 mm +700 mm =2.800 mm

AC =1250 mm + 750 mm + 2*2.100 mm + 2*2.100 mm + 3*700 mm

AC = 12.500 mm

Para el diseo se consider un ancho de campo de 16.000 mm, con unaseparacin entre fases de 3.800 mm (correspondiente al la distancia deseparacin del seccionador de rotacin central).

5.2.3 Altura de campo

Est determinada principalmente por el nmero de niveles de conexin querequiera la configuracin de la subestacin y por el tipo de conductores que seutilicen en la subestacin.

z

Ancho de campo

I1/2

ba

I2/2

z z


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5.2.3.1 Primer nivelCorresponde a la altura de conexin de los equipos y est determinado por lasdistancias de seguridad para la circulacin de personas: Es decir, el valorbsico (VB) ms la altura de una persona con los brazos levantados

verticalmente.

P.N = VB + 2250 mm

Donde:


P.N = 2.205 mm + 2.250 mm = 4.455 mm

Teniendo en cuenta que el pararrayos y el transformador de tensin se

encuentran ubicados al inicio de cada campo y son los equipos de mayoraltura, se elige una altura de conexin para el primer nivel de 5.700 mm paralos equipos a la entrada de la lnea, sin embargo para no incurrir en estructurasdemasiado altas en los dems equipos, se eligi una altura de conexin para elprimer nivel de 5.100 mm, esta ltima altura servir para el calculo de losniveles superiores.

5.2.3.2 Segundo nivel

Conformado por la altura de los barrajes de la subestacin, su altura debe sersuperior a la del primer nivel en por lo menos la distancia mnima fase-fase,

ms la flecha mxima del barraje.

S.N = P.N + dmin * 1,1 + YB

Donde:

YB: Flecha mxima del barraje

dmin: Distancia mnima fase-fase, cable-cable mm

En la prctica, YB0,03*S, siendo (S) el vano del barraje. En la subestacinCurramba 220 kV el vano ms largo tiene una longitud de 32 m.

Luego:

YB = 0,03*S

S.N = P.N + dmin*1,1 + 0,03*S

S.N = 5.100 mm + 2.100 mm*1,1 + 0,03*32.000 mm = 8.370 mm

Para el diseo se eligi una altura de conexin para el segundo nivel de10.500 mm.


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5.2.3.3 Tercer nivelConformado por las templas superiores, cuya altura debe ser superior a laaltura del barraje, por lo menos en la distancia mnima fase-fase, cable-cable,ms la flecha mxima de la templa.

T.N = S.N + dmin * 1,1 + YT

donde:

YT: Flecha mxima de la templa superior

dmin: Distancia mnima fase-fase, cable-cable mm

En la prctica, YT 0,03*S, siendo S el vano de la templa flexible. En lasubestacin Curramba 220 kV el vano de la templa flexible tendr una longitud

de 32 m.

Luego:

YT = 0,03*S

T.N = S.N + dmin * 1,1 + 0,03*S

T.N = 11.000 mm + 2.100 mm*1,1 + 0,03*32.000 mm = 14.270 mm

Para el diseo se eligi una altura de conexin para el tercer nivel de

14.500 mm.

5.2.4 Longitud del campo

Est determinada por la configuracin de la subestacin y por las distanciasentre los diferentes equipos. Esta distancia se define bsicamente por razonesde mantenimiento, montaje y esttica. La longitud del campo no se determinapor las distancias mnimas o de seguridad. Las distancias adoptadas entre losequipos de patio de 220 kV se muestran en laTabla 12.


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Tabla 12. Distancias adoptadas entre equipos de patio 220 kV

EquiposDistancia en mm para

Um = 245 kV

Pararrayos y transformador de instrumentacin 3.000Transformador de instrumentacin y trampa de onda 3.000

Transformadores de instrumentacin 3.000Transformador de instrumentacin y seccionador pantgrafo 3.500Seccionador pantgrafo y seccionador 4.000

Seccionador e interruptor con va de circulacin 8.500Interruptor y seccionador pantgrafo 4.000Interruptor y transformador de instrumentacin 4.000

Transformador de instrumentacin y seccionador 4.000Pararrayos y cerco perimetral 4.900

En la Tabla 13 se presenta el resumen de las distancias de seguridad y eldimensionamiento adoptado para el diseo de la subestacin Curramba a220 kV.

Tabla 13. Distancias de seguridad y dimensionamiento subestacinCurramba a 220 kV

DESCRIPCINDistancia [mm]

Calculada AdoptadaDistancia mnima fase a tierra 2.100 2.100

Valor bsico 2.205 2.205

Altura entre el piso y la parte inferior de la porcelana delequipo.

2.300 2.300

Circulacin de personal requerida REP ---- 4.500

Movimiento de vehculos(ancho x alto)

Campos de Lnea 3.200 x 3.000 4.000 x 3.000

Entradas de Lnea 3.200 x 3.000 4.500 x 3.000

Separacin entre fases en barras y templas 2.800 4.000

Separacin entre fases en equipos 2.800 3.800

Alturas de campo

Primer nivel 4.455 5.100

Segundo nivel 8.370 10.500

Tercer nivel 14.270 14.500

Ancho de campoEn templas 13.250

16.000En estructura adyacente aseccionadores pantgrafo

12.500


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REFERENCIAS

1 IEC STANDARD 60071-1 - 1993, INSULATION CO-ORDINATION:DEFINITION, PRINCIPLES AND RULES

2 IEC STANDARD 60071-2 - 1996, INSULATION CO-ORDINATION:APPLICATION GUIDE

3 IEC STANDARD 60071-4 - 1996, INSULATION CO-ORDINATION:APPLICATION GUIDE

4 IEC STANDARD 815 - 1986, GUIDE FOR SELECTION OFINSULATORS IN RESPECT OF POLLUTED CONDITIONS

5 IEC STANDARD 60099-5 - 2000, SURGE ARRESTERS: SELECTIONAND APPLICATION RECOMMENDATIONS

[6] TRANSITORIOS ELECTRICOS E COORDENACAO DE ISOLAMENTO.Aplicacao em sistemas de potencia de alta-tencao.


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Anexo 1.CARACTERSTICAS DEL PARARRAYOSEN LA SUBESTACIN CURRAMBA 220 kV


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DATOS TCNICOSTipo 3EP2 195-3PG42-2KF1

Marca SIEMENS

Norma IEC-60099-4Mxima Altitud de instalacin 3.800 mTensin mxima de servicio entre fases 245 kVConexin de neutro puesto a tierra rgidamenteNivel de aislamiento del equipo que se protege BIL 1050 kV

Tensin nominal del pararrayos 192 kVTensin de operacin continua ( COV ) 154 kVIntensidad nominal de descarga con onda 8/2Ous 20 kAClase de descarga de lnea 4Capacidad de absorcin de energa- trmica 10 kJ/kVrCapacidad de absorcin de energa- Impulso 5.6 kJ/kVrIntensidad de descarga para onda de larga duracin (2 ms) 1200 AIntensidad de cortocircuito ( 0.2 s ) 65.0 kAMxima tensin residual con corrientes de descarga

20 kA 1/2us 528 kV5kA 8/20us 424 kV10 kA8/0us 451 kV20 kA 8/20us 496 kV

40 kA 8/20us 541 kV500 A 30/60us 366 kV1 kA 30/60us 375 kV2 kA 30/60us 393 kV

Sobretensiones temporales 1 s 221 kVSobretensiones temporales 10 s 206 kVNivel de aislamiento a frecuencia Ind. (1 min. hmedo) Zno completo 480 kVNivel de aislamiento a impulso atmosfrico Zno completo 1200 kVDistancia de fuga 8070 mmFuerzas mximas admisibles en el cabezal

Esttica 1540 NDinmica 3850 N

Nmero de unidades 2Peso 275 kgAltura 3240 mmColor de la envolvente Marrn

coordinacion de aislamiento

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