1. DIMENSIONAMIENTO DEL CABLE DE 10-22.9 kV:

Condiciones: considerando 10 kV

Potencia a transmitir: 2052.86 kVATensin nominal: 10 kVFactor de potencia: 0.8Potencia de cortocircuito: 30 MVATiempo actuacin de proteccin: 0.02 segTipo de cable a utilizar N2XSYSeccin 50 mm

Condiciones de instalacin del cable tipo N2XSY, consideradas como normales:a. Resistividad trmica del terreno: 150 C-cm/w.b. Temperatura del terreno: 35 C.c. Profundidad de instalacin: 1.10 md. Capacidad del cable bajo las 235 A condiciones indicadas con un factor de carga de

1.1 Clculo por Corriente de Carga:

Factores de correccin por condiciones de instalacin:

- Resistividad trmica del terreno 0.83- Temperatura de instalacin 0.95- Tendido en ductos 0.81

Feq =0.83 x 0.95 x 0.81 = 0.639

Ic = N ______ 118.522 A RAIZ(3) x 10

Corriente de diseo Id = Ic 185.57 Apor capacidad de corriente Feq

El cable 3-1 x 50 mm , monopolar 18/30 kV con neutro aislado, con capacidad nominal de 235 A,transportar la corriente actual y la posible futura.

1.2 Clculo por cada de Tensin.

V 3 LI (r cos + x sen ) 1000

L, longitud del circuito: 101.00 mr, resistencia por unid. de longitud 0.494 /Kmx, reactancia por unid. de longitud 0.246 /Km

Sen 0.600Reemplazando valores

1.73205 x101 x 118.522 (0.494 x 0.8 + 0.246 x 0.6) 1000

V = 11.25 V0.11% de 10 kV

Por lo tanto, se cumple que V

1.4 Clculo por Corriente de Cortocircuito Trmicamente Admisible en el cable (Ikm)

Ikm = Corr. de cortocir. trmicamente por el cableS = Seccin del cableT = Duracin del cortocircuito

Ikm = 0.143 x S t

Ikm = 0.143 x 50 raiz (0.02)

Ikm = 50.56 kA

Se calcul Icc = 1.732 kA en el sistema.

Ya que Ikm > Icc, la seleccin del cable de 50 mm es la correcta.

2. Clculo y Dimensionamiento de Barras y Aisladores en 10 kV.

Condiciones:

- Potencia de cortocircuito en el punto entrega(Pccl) 30 MVA

- Factor de seguridad (Fk) 1.5

2.1 Clculo por Corriente Nominal:

In = N x Fk 3 x V

In = 2052.86 x 1.51.73205 x 10

In = 177.78 A

Se elige barras de cobre de 40 x 5 mm, en disposicin.

Horizontal (Sistema de barras) 1 por faseDistancia entre apoyos 1 mSeparacin entre ejes de fases 25 cm

2.2 Determinacin de la Potencia de Cortocircuito (Pccl) en la Sub-estacin Proyectada.

Impedancia del sistema:

Zl = V OhmPccl

Zl = (10)30

Zl = j 3.33 Ohms

Impedancia del Cable:

Las caractersticas del cable seleccionado son:

r = 0.494 Ohm/Kmx = 0.246 Ohm/Kml = 0.101 Km

Luego:

Zc = (r + jx) LZc = (0.494 + j 0.246) x 0.101Zc = 0.049894 + j 0.024846

La impedancia total hasta las barras de M.T. es :

Z II = Z + Zc

Z II = 0.049894 + j 3.358179

/ Z II / 3.3585 Ohm

Luego la potencia de cortocircuito en lasubestacin particular es:

Pccl = VZ II

Pccl = (10)3.3585

Pccl = 29.775 MVA

2.3 Clculo de la Corriente de Cortocircuito en barras de 10 kV:lccll = Pccl

3 Vlccll = 29.775

1.73205 x 10

lccll = 1.719 kA

2.4 Clculo de la Corriente de Choque:

lch = 1.8 x 2 x 1.719 kAlch = 4.376 kA

2.5 Clculo por Esfuerzos Electrodinmicos:

Se tiene:

F:Esfuerzo de barra Kgd:Distancia entre barras 25 cml:Longitud entre apoyos 1.00 mlch:Corriente de choque 4.376 kA.

F = 2.04 Ich x L en Kg d

F = 2.04 (4.376) x 1 Kg.25

F = 1.563 kg

Clculo del momento flector mximo (M):M = F x l = 1.563 x 1

8 8

M = 0.20 kg-m = 19.53 kg-m

El mdulo resistente de la barra (Wr) b

Wr= h b b= 4 cm 6 h= 0.5 cm h

Wr = 1.333 cm

El esfuerzo de flexin de trabajo est dado por:

t = M en kg/cmWr

M = 19.53 kg-m

Wr = 1.333 cm

t = 14.649 kg/cmComo el mximo esfuerzo de flexin admisible por el cobre (1000 a 1200 Kg/cm) es mayor que el valor t calculado, entonces la barra rectangular 40 x 5 mm es solucin en su posicin horizontal.

2.6 Clculo por Resonancia:

f r = 112 E.J en Hz L G

f r = Frecuencia natural de oscilacin de la barra.E= Mdulo de elasticidad 1.25E+06 kg/cmJ= Momento de inercia 2.667 cm 4

g= peso de la platina 0.0223 Kg/cmL= Longitud libre de barra 100.0 cm

J= h b 12

J = 0.5 (4)12

J = 2.667 cm 4

Luego:fr= 112 1250000 x 2.667 en Hz

(100) 0.0223

fr = 136.9 Hz. 114% de 2 x 60 Hz

Se cumple entonces que la frecuencia est fuera del lmite de 10% de la frecuencia de la red 60 Hz, ode un mltiplo natural de ella

2.7 Clculo por Elevacin de Temperatura:

La elevacin de temperatura est dada por:

= K Iccll (t + t ) en C A

Donde:K: constante del cobre 0.0058A: seccin de la barra 200 mm

lccll: 1,719.0 At : tiempo de apertura del dispositivo de

proteccin=(0.02 Seg) 0.02

Incremento de tiempo de proteccin: 2

T= lch x T en segIccll

Donde:

Ich: Corriente de choque 4,376.0 AT : valor para cortocircuito bipolar 0.6T : valor para cortocircuito tripolar 0.3

Reemplazando: 2 T= 4.376 x 0.6

1.719

T = 3.888 segLuego:

= 0.0058 x ( 1719) ( 0.02 + 3.888 ) (200)

= 1.7 C

r , temperatura final en la barra 1 , temperatura inicial (previo a la falla) 65 C

r= 65 + = 65 + 1.7 C r= 66.7 C < 200C

200C Temperatura mxima que soporta conductor de Cu.

2.8 Clculo de Aisladores Portabarras

Se tiene:F:Esfuerzo de barra kgd:Distancia entre barras 25 cml:Longitud entre apoyos 1.00 mlch:Corriente de choque 4.376 kA.S : factor de seguridad 3

F = 2.04 Ich x L en Kg d

F = 2.04 (4.376) x 1 Kg.25

F = 1.563 Kg

Con factor de seguridad 3

F' = 1.563 x 3F' = 4.69 kg

Se selecciona un aislador portabarra clase A (DIN 48100), que soporta 375 Kg a la cabeza del material.