instalaciones electricas en media tensión

INSTALACIONES ELCTRICAS EN MEDIA

TENSIN.

2

Contenido

UNIDAD I INTRODUCCION. ...................................................................................................... 4

UNIDAD II. NALISIS DE CARGAS Y FUENTES .............................................................................. 5

OBJETIVO .......................................................................................................................... 5

UNIDAD III. SUBESTACIONES ELCTRICAS ................................................................................. 9

OBJETIVO .......................................................................................................................... 9

DEFINICIN ....................................................................................................................... 9

ELEMENTOS QUE INTEGRAN UNA SUBESTACIN ELCTRICA ................................................ 9

CLASIFICACIN DE LAS SUBESTACIONES ............................................................................ 11

APARTARRAYOS. .............................................................................................................. 12

TRANSFORMADOR DE CORRIENTE TC................................................................................ 22

CARGA BURDEN .............................................................................................................. 23

TABLEROS. ....................................................................................................................... 32

TRANSFORMADOR. .......................................................................................................... 35

FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL CLCULO DE LA CAPACIDAD DEL TRANSFORMADOR. ... 36

UNIDAD IV. LINEAS EN MEDIA TENSIN. ................................................................................. 38

OBJETIVO. ....................................................................................................................... 38

DEFINICIN. .................................................................................................................... 38

ELEMENTOS QUE LA CONSTITUYEN................................................................................... 38

LNEA AREA DE COBRE. ................................................................................................... 41

LNEAS CON CABLES DE ENERGA AISLADOS. ..................................................................... 47

TIPOS DE INSTALACIN. ................................................................................................... 49

UNIDAD V. CORRIENTES DE CORTO CIRCUITO .......................................................................... 60

OBJETIVO ........................................................................................................................ 60

MTODO DE CLCULO DEL VALOR DE LAS CORRIENTES DE CORTO CIRCUITO ..................... 63

MTODO DE CLCULO DE LOS MVAS ............................................................................... 63

ANEXO 1. SECCIONES TILIZADAS DE LA NOM - 001 SEDE 2005. ......................................... 75

3

INSTALACIONES ELCTRICAS EN MEDIA TENSIN.

Conocer, calcular y seleccionar las especificaciones y caractersticas de las

instalaciones y equipos en media tensin, con el fin de que ofrezcan

condiciones de seguridad y funcionamiento satisfactorio.

4

UNIDAD I INTRODUCCIN.

VALORES DE MEDIA TENSIN:

Tensin de suministro: 2400V 4160V 13.8KV 23KV 34.5KV Tensin de utilizacin: 2000v 4000V 13.2KV 23KV 34.5KV

EJERCICIO: Seleccionar el valor de tensin en el lado secundario del transformador que alimenta

un motor de 4000 V.

- Corriente en el lado secundario del

transformador.

. =1500

3 4.16 = 208.17

- Corriente demandada por el motor.

TRF CDR

=800 C. P. (0.746 kW)

3 4 kV 0.85 0.95 = 208.17

- Corriente que circula por el capacitor.

-

=30

3 13.2 90 = 1.31

5

UNIDAD II ANLISIS DE CARGAS Y FUENTES

OBJETIVO Conocer las fuentes de suministro y las cargas elctricas a fin de calcular y seleccionar valores de corriente y los valores de tensin que propicien su funcionamiento satisfactorio. El Valor de tensin en el equipo elctrico deber estar dentro de una banda de tolerancia 5% con respecto a su valor de tensin nominal. La clase de aislamiento (Tensin nominal del Equipo), est diseado para un valor de sobretensin mxima del 10% para un tiempo mximo de 20 segundos. EJERCICIO:

6

a) Correccin del factor de potencia:

= (tan 1 tan 2)

1 = cos1 0.85 = 31.78

2 = cos1 0.95 = 18.19

= 900 (0.746 ) (31.78 18.19) = .

b) Cada de tensin debido a la impedancia del conductor:

=900 . . (0.746 )

3 4 0.85 0.95= 120.01 31.78

= (120.01 31.78)(0.5 36.86) = 60 68.64

= (4160 0

3) (60 68.64) = 2920.241.09

3 = 3 2920.241.09 = 5058.011.09

= 4000 + (5% 4000 ) = 4200

4200 > 4121.79

c) Seleccin de la capacidad del transformador:

Nota: Agregar un 25% de capacidad al transformador para que resista.

=120.01 4000 3

1000= 831.28

831.28 + (831.28 25%) = 1039.22

7

[Examen]

1.- De acuerdo al dibujo seleccionar la potencia comercial del capacitor trifsico

constituido por tres capacitores monofsicos conectados en estrella alimentados en

13.8kV, trifsico, especificar la potencia de cada capacitor monofsico, la tensin nominal

si se requiere una potencia trifsica mayor que 195 kVAR.

2.- Calcular el factor de potencia final de acuerdo a la potencia trifsica del capacitor

seleccionado.

3.- Seleccionar el valor comercial de la capacidad mnima del transformador para

alimentar el motor y el capacitor.

8

A. Valores de tensin y corriente nominales del capacitor.

13.2

3 7.62

195

3 65

65

7.62 8.53

3 195

3 13.62 8.53

B. Valor comercial del capacitor (inmediato superior de 65 KVAR) 83 KVAR.

= 3 83 = 249

tan =167

671.4 = 0.2488

= tan(0.2488) = 13.96

. . = cos 13.97 = 0.97

13.96

31.78

9

UNIDAD III SUBESTACIONES ELCTRICAS.

OBJETIVO

Conocer, calcular y seleccionar todos los elementos y sistemas que integran una subestacin elctrica.

DEFINICIN: Es el conjunto de elementos que seccionan o transforman los parmetros elctricos como son el valor de tensin y el valor de corriente a frecuencia constante en condiciones seguras y alimentadas en alta tensin. ELEMENTOS QUE INTEGRAN UNA SUBESTACION ELCTRICA

Nota: Para la proteccin de equipos contra fallas a tierra

230-95 Proteccin de equipo contra fallas a tierra. Se debe de proveer proteccin a los equipos contra fallas a tierra en las acometidas de sistemas en Y slidamente puestos a tierra con tensin elctrica a tierra superior a 150 V, pero que no supere 600 V entre fases para cada dispositivo de desconexin de la acometida de 1000 A nominales o ms. Se debe de considerar la capacidad nominal admisible del medio de desconexin de la acometida es la del mayor fusible que se pueda instalar o la mayor corriente elctrica de disparo continuo, al que se pueda ajustar el dispositivo de proteccin contra sobre corriente instalado en el interruptor automtico del circuito.

Acometida

CFE

10

a) Ajuste. El sistema de proteccin contra fallas a tierra debe funcionar haciendo que el medio de desconexin de la acometida abra todos los conductores de fase del circuito en falla. El mximo ajuste de esa proteccin debe ser de 1200 A y el retardo mximo debe ser de un segundo para corrientes de falla a tierra iguales o mayores a 3000 A.

b) Fusibles. Cuando se use una combinacin de desconectadores y fusibles, los fusibles utilizados deben ser capaces de interrumpir cualquier corriente elctrica mayor que su capacidad de interrupcin, antes de que el sistema de proteccin contra fallas a tierra provoque la apertura del desconectador.

ELEMENTO DESCRIPCION

1 Acometida CFE.

2 Equipo de medicin de CFE: puede ubicarse en el lado primario o secundario del transformador.

3 Medio de desconexin general de operacin sin carga.

4 Apartarrayos: para la proteccin contra sobretensiones en los aislamientos de los transformadores, barras, conductores y equipos.

5

Sistemas de puesta a tierra: para drenar las sobretensiones, propiciar el funcionamiento de los dispositivos de proteccin contra sobrecorriente y estabilizar los valores de tensin fase-tierra en condiciones de desbalanceo de cargas en cada una de las tres fases.

6 Barras de subestacin (BUS): para distribuir la energa elctrica, pueden ser barras rectangulares, barras tubulares o cables.

7 Cuchillas del interruptor: para facilitar el mantenimiento.

8 Cuchilla de bypass: para propiciar el funcionamiento de la subestacin en caso de darle mantenimiento al interruptor.

9 Dispositivo principal de proteccin contra sobre corriente de la subestacin: en este caso compuesto por un interruptor al vaco, hexafluoruro de azufre (SF6), de aire, de alto o bajo nivel de aceite, etc.

10 Transformadores de corriente: pueden ser para proteccin y para medicin.

11 Relevador: que acciona el interruptor para la proteccin contra corto circuito (tiempo corto).

12 Relevador: que acciona el interruptor para proteccin contra sobrecarga (tiempo largo).

13 Transformador de potencial: suministra valores de tensin en el lado secundario de 110 V a 220 V, para proteccin o medicin.

14 Fusibles de potencia: compuesto por un interruptor en aire de operacin con carga y fusibles removibles limitadores del valor de la corriente de corto circuito con un percutor integrado que en caso de falla desconecta el interruptor en grupo.

15 Transformador de distribucin: que proporciona valores de tensin en el lado secundario adecuados para el funcionamiento de los equipos de utilizacin.

16 Dispositivo de proteccin de lado secundario: en este caso, integrado por un sensor de falla a tierra.

17 Dispositivo de proteccin contra sobre corriente: en el lado secundario, en este caso compuesto por un interruptor termo magntico.

11

CLASIFICACIN DE LAS SUBESTACIONES

POR SU FUNCIN

a) SUBESTACIONES DE ENLACE

Funcionan como subestaciones receptoras para alojar los equipos de medicin de la CFE en el lado primario. Tambin funcionan como medio de desconexin para derivaciones de alimentadores en alta tensin.

b) SUBESTACIONES TRANFORMADORAS

Cuentan con un transformador para disminuir o aumentar la tensin a un valor deseado.

Tambin se emplean para suministrar valores de tensin de utilizacin. Tambin pueden alojar los equipos de medicin de la CFE instalados en el lado de baja tensin (220 V 480 V). Aqu deber tenerse la precaucin de instalar la subestacin en el lmite del predio del usuario.

POR SU CONSTRUCCIN

a) ABIERTAS

Todos los elementos que la integran estn al aire, libre y visible.

b) COMPACTA

Todos los elementos tienen como aislante dielctrico el aire y estn envueltas dentro

de celdas metlicas y pueden ser de uso interior o uso intemperie.

c) ENCAPSULADAS

Usan como aislante dielctrico hexafloururo de azufre (SF6 ) y estn contenidas dentro

de envolventes sujetos a presin.

12

APARTARRAYOS.

Ejercicio: Calcular el apartarrayos de carburo de silicio (SiC) y de xidos metlicos conectados fase-

tierra y seleccionar el valor comercial para tensiones del 13.8KV, 23KV Y 34.5K, de conformidad

con la seccin 280-4 b).

280-4 b). SELECCIN DEL APARTARRAYOS

En circuitos de 1 kV y ms, tipo carburo de silicio. La capacidad nominal de los apartarrayos tipo carburo de silicio no debe ser inferior a 125% de la tensin elctrica mxima continua de fase a tierra disponible en el punto de aplicacin.

Seleccin del apartarrayos de carburo de silicio

=13.8

3= 7.96

125% 7.96 9.95

=23

3= 13.27

125% 13.27 16.59

=34.5

3= 19.91

125% 19.91 24.89

13.8 kV

23 kV

34.5 kV

13

Seleccin del apartarrayos de xidos Metlicos.

NOTA 1: La eleccin adecuada de apartarrayos de xido metlico se debe basar en consideraciones de la tensin elctrica mxima continua y del valor y duracin de las sobretensiones en el lugar donde se vaya a instalar, y de cmo puedan afectar al apartarrayos las fallas de fase a tierra, los mtodos de puesta a tierra del sistema, las sobretensiones por operacin de interruptores y otras causas. Es conveniente consultar las instrucciones de los fabricantes para la aplicacin y seleccin de apartarrayos en cada caso particular.

a) PARA 13.8 kV Tensin mxima de operacin continua del apartarrayo > VFT

=13.8

3= 7.96

MCOV (Tensin mxima de operacin continua) del apartarrayos de 10 kV = 8.4 kV 8.84 > 7.96

Apartarrayos seleccionado => 10Kv

b) PARA 23 kV Tensin mxima de operacin continua del apartarrayo > VFT

=23

3= 13.27


Apartarrayos seleccionado => 18Kv

c) PARA 34.5KV Tensin mxima de operacin continua del apartarrayo > VFT

=34.5

3= 19.91


Apartarrayos seleccionado => 22 kV

14

CLCULO Y SELECCIN DE LA SECCIN TRANSVERSAL MNIMA Y LA DISTANCIA DE

SEPARACIN MNIMA ENTRE BARRAS DE UNA SUBESTACIN.

Ejercicio: Calcular la seccin mnima transversal y la distancia de separacin mnima entre las barras de cobre de una subestacin en la arena de la Ciudad de Mxico que alimenta 3 transformadores de 1500 kVA cada uno en 23 kV, 3F, 4H con una potencia de contribucin de CFE al corto circuito de 500 MVA. La subestacin es de uso interior.

a) Seleccin de la seccin transversal mnima de las barras de acuerdo al valor de tensin de operacin (23 kV). Tabla 310-5

15001 28000 42.22 b) Clculo de la seccin en las barras de cobre por capacidad de conduccin de corriente, Tabla 922-10:

=3 1500

(3) 23 = 122.95

15

13.32 130 42.42 > 13.3 2

b) Clculo de la seccin transversal mnima de las barras por corto circuito.

[

]2

= [ + +

]

= 1 2 = 1973 = 0.1 = . 0297() = 0.0125() = 234 = 250 = 90

16

Sustituyendo

[

]2

0.1 = 0.0297 [234 + 250

234 + 90]

= .

= 500 (1000)

3 23= 12551.4

= 4.39512551.4 = 55163.6

2 =55163.6

1973 = 27.95 2

42.42 > 27.95 2

Seleccin transversal de barra de cobre seleccionada.

(1x 5/8) = 25.4 mm X 15.8 mm= 401.32mm2

c) Clculo y seleccin de las distancias mnimas entre fases y fase y tierra. Tabla 710-24.

17

Tensin nominal

Claro Claro

Fase-Fase Fase-Tierra

Interior

23KV 27 cm 19 cm

EJERCICIO: RECALCULAR CONSIDERANDO TENSIONES DE 13.8, 23 (nicamente para bus de

aluminio), Y 34.5 kV PARA BARRAS DE COBRE Y ALUMINIO.

Con tensin de 23 kV y barras de aluminio. a) Seleccin de la seccin transversal mnima de las barras de acuerdo al valor de tensin de

operacin (23 kV). Tabla 310-5

15001 23 000 42.4 2 b) Clculo de la seccin de las barras de aluminio por capacidad de conduccin de corriente

Tabla 922-10:

=3 1500

(3) 23= 112.96

21.2 2 130

42.4 2 > 21.2 2

c) Clculo de la seccin transversal mnima de las barras por corto circuito.

[

]2

= [ + +

]

= 1 2 = 1973 = 0.1 = . 0297() = 0.0125() = 234 = 250 = 90

Sustituyendo

[

]2

0.1 = 0.0125 [234 + 250

234 + 90]

= .

= 6.775

= 500(1000)

3 23= 12551.09

18

= 6.775 12551.09 = 8503.65

2 =8503.65

1973 = 43.098 2

42.4 2 < 43.09 2

Seleccionamos 53.5 mm2 > 43.09 mm2

d) Seleccin de las distancias mnimas entre fases y fase y tierra. Tabla 710-24.

Tensin nominal

Claro Claro


Interior

23 KV 27 cm 19 cm

Con tensin de 13.8 kV y barras de cobre.

a) Seleccin de la seccin transversal mnima de las barras de acuerdo al valor de tensin de operacin (13.8 KV). Tabla 310-5

8 001V 15 000V 33.6 2

b) Clculo de la seccin de las barras de cobre por capacidad de conduccin de corriente Tabla 922-10:

=3 1500

(3) 13.8 = 188.26

33.6 2 240

33.6 2 > 33.6 2

c) Clculo de la seccin transversal mnima de las barras por corto circuito. = 4.395

= 500(1000)

3 13.8 = 20 198.49

= 4.39520 198.49 = 91 945.12

2 =91 945.12

1973 = 46.602 2

33.6 2 < 46.022

Seleccionamos 53.5 mm2 > 46.02mm2

19


Tensin nominal

Claro Claro


Interior

13.8 KV 19 cm 13 cm

Con tensin de 13.8 kV y barras de aluminio.

a) Seleccin de la seccin transversal mnima de las barras de acuerdo al valor de tensin de operacin (13.8 kV). Tabla 310-5

8 001 15 000 33.6 2

b) Clculo de la seccin de las barras de aluminio por capacidad de conduccin de corriente Tabla 922-10:

=3 1500

(3) 13.8 = 188.26

33.6 2 240

33.6 2 > 33.6 2

a) Clculo de la seccin transversal mnima de las barras por corto circuito.

= 6.775

= 500(1000)

3 13.8 = 20 198.49

= 6.775 20 198.49 = 141 722.77

2 =141 722.77

1973 = 71.83 2

33.6 2 < 71.83 2

Seleccionamos 85 mm2 > 71.83 mm2

b) Seleccin de las distancias mnimas entre fases y fase y tierra. Tabla 710-24.

Tensin nominal

Claro Claro


Interior

13.8 KV 19 cm 13 cm

20

Con tensin de 34.5 kV y barras de cobre.

e) Seleccin de la seccin transversal mnima de las barras de acuerdo al valor de tensin de operacin (34.5 KV). Tabla 310-5

28 001V 35 000V 53.5 2

f) Clculo de la seccin de las barras de cobre por capacidad de conduccin de corriente Tabla 922-10:

=3 1500

(3) 34.5 = 75.3

8.37 2 90

53.5 2 > 8.37 2

g) Clculo de la seccin transversal mnima de las barras por corto circuito. = 4.395

= 500(1000)

3 34.5 = 8 367.39

= 4.395 8 367.39 = 36 770.52

2 =36 770.52

1973 = 18.64 2

53.5 2 > 18.64 2

h) Seleccin de las distancias mnimas entre fases y fase y tierra. Tabla 710-24.

Tensin nominal

Claro Claro


Interior

34.5 KV 32 cm 24 cm

21

Con tensin de 34.5 kV y barras de aluminio.

c) Seleccin de la seccin transversal mnima de las barras de acuerdo al valor de tensin de

operacin (34.5 kV). Tabla 310-5

28 001V 35 000V 53.5 2

a) Clculo de la seccin de las barras de aluminio por capacidad de conduccin de corriente Tabla 922-10:

=3 1500

(3) 34.5 = 75.3

13.3 2 98

53.5 2 > 13.3 2

c) Clculo de la seccin transversal mnima de las barras por corto circuito.

= 6.775

= 500(1000)

3 13.8 = 8 367.39

= 6.775 8 367.39 = 56 689.07

2 =56 689.07

1973 = 28.73 2

53.5 2 > 28.73 2


Tensin nominal

Claro Claro


Interior

34.5 KV 32 cm 24 cm

22

TRANSFORMADOR DE CORRIENTE TC

Ejercicio: calcular y seleccionar el TC y el ajuste de disparo del relevador 51 del

interruptor 52 para una subestacin con barras de 630 A, 23 kV, 3F, 3H con tres

transformadores de 1500 kVA.

150

5

1) Calcular

=3 1500

3 23 = 112.95

max max

=150

5= 30

2) Ajuste mximo del relevador

(diales).

112.95

30= 3.765

3.765 A

50.- Tiempo corto (corto circuito).

50 G.- sensor de falla a tierra.

51.- Tiempo largo (sobre carga)

23

CARGA BURDEN

La carga o Burden en el secundario para un transformador de instrumento es

aquella que esta propiamente conectada al devanado secundario y que determina

la potencia activa y reactiva en las terminales del secundario.

El Burden se puede expresar en forma de la impedancia total de la carga

expresada en Ohms con la resistencia efectiva y las componentes reactivas, o

bien, como los volt-amperes totales (VA) y factor de potencia a un valor de

corriente especificado o de voltaje y una frecuencia dada.

Burden (carga) estndar para transformadores de corriente con 5A en el

secundario

Designacin del burden

Resistencia (ohms)

Inductancia (milihenry)

Impedancia (ohms)

Volts amperes

(VA)

Factor de potencia

Burden estndar para medicin

B-0.1 B-0.2 B-0.5 B-0.9 B-1.8

0.09 0.18 0.45 0.81 1.62

0.116 0.232 0.580 1.040 2.080

0.1 0.2 0.5 0.9 1.8

2.5 5.0

12.5 22.5 45.0

0.9 0.9 0.9 0.9 0.9

Burden estndar para proteccin

B-1.0 B-2.0 B-4.0 B-8.0

0.5 1.0 2.0 4.0

2.3 4.6 9.2

18.4

1.0 2.0 4.0 8.0

25.0 50.0 100.0 200.0

0.5 0.5 0.5 0.5

Para los transformadores de potencial, se asocia el burden o carga a una letra de

designacin (de acuerdo a las normas americanas), a los volt-amperes

secundarios y el factor de potencia de la carga.

Burden estndar para transformadores de potencial

Designacin del burden

VA secundarios

Factor de potencia

del burden

Referidos a 120Vv

Resistencia inductancia impedancia

W M X Y

Z ZZ

12.5 25 35 75

200 400

0.10 0.70 0.20 0.85

0.85 0.85

115.2 403.2 163.2 82.3

61.2 30.6

3.04 1.09 1.07

0.268

0.101 0.0503

1152 576 411 192

72 36

24

CLCULO Y SELECCIN DE LA PROTECCIN LADO PRIMARIO DEL

TRANSFORMADOR

Ejercicio: calcular y seleccionar el ajuste de disparo del fusible de media tensin para

proteger un transformador de 1500 kVA, 23 kV, 3F, de acuerdo a la tabla 450-3 a) 1)

max =1500

3 23= 37.65

Ajuste de acuerdo a la tabla 450-3 a) 1)

300 % max

300 % (37.65 )

112.95

Seleccin de fusible

> 37.65 112.95

= 63

= 12 37.65 = 451.8

Adems de lo anterior el fusible deber resistir en su curva de disparo 12 veces la

corriente nominal primaria en un tiempo de 0.1 (s), a esto se le llama corriente de

magnetizacin (similar a la corriente de arranque de un motor y la corriente sbita del

capacitor)

El fusible de 63 A es adecuado

La capacidad interruptora de los fusibles deber ser mayor que la potencia de corto

circuito de la red.

. . > 500 800 > 500

23 kV, 3 F, 3 H Pcc=500 MVA

25

CURVAS CARACTERSTICA DE LOS FUSIBLES

Rango de

seleccin

de la

proteccin

Co

rriente d

e pro

teccin

= 63

A

Co

rriente d

e magn

etizacin

= 4

51

.8 A

26

CLCULO Y SELECCIN DE LA PROTECCIN LADO SECUNARIO DEL

TRANSFORMADOR

Ejercicio: Calcular y seleccionar el ajuste mx. De la proteccin contra sobrecarga y fallas a

tierra del interruptor electromagntico que protege el lado secundario de un

transformador de 1500 kVA, 23 kV/ 480-127 V, Z%=6, adicionalmente calcular y

seleccionar la capacidad interruptora de la proteccin.

max =1500

3 0.480 = 1804.22

Ajuste de disparo de acuerdo a la tabla 450-3 a) 1)

600

. . = 125% (1804.22 ) 2255.27

Seleccin del interruptor electromagntico

: 1804.21 . . 2255.27

El marco de la proteccin y el T.C. deben estar en

concordancia.

Capacidad interruptora

=

1

1 = %

100=

6

100= 0.06

=1804.21

0.06= 30070.16

. . 30 50

Sensor de falla a tierra. 230-95 b) 1200

27

De acuerdo con 230-95

480V, 3F, 4H

100

800

Si

1) El transformador esta conectado en estrella con el neutro

conectado mediante cable a tierra.

2) Si la alimentacin > 150V

3) Si el ajuste mximo del interruptor es 1000A

4) Ajuste mximo del sensor 1200 A

Ejercicio: En el siguiente diagrama unifilar verificar si el interruptor termo magntico requiere

sensor de falla a tierra.

220V, 3F, 4H

No requiere debido a que:

VFT=220

3= 127V < 150

2000AM/2000AD

28

SI

STEM

A D

E P

UES

TA A

TIE

RR

A E

N S

UB

ESTA

CIO

NES

29

1. Varilla de acero recubierta de cobre a 3m de longitud con un dimetro a 16 mm y

enterrada a una profundidad a 2.4 m.

2. Conector con fundente exotrmico (Cadwell).

3. Conector mecnico atornillable tipo U de bronce con tuercas de cabeza hexagonal.

4. Registro prefabricado de 30 cm de dimetro (burly).

5. Terreno o suelo para disipar las sobretensiones con una resistividad a 4 /m.

6. Piso aislante, para las personas del suelo. El piso puede ser de concreto o graba.

7. Conductor de la malla de tierras.

a. Para alta tensin calibre por corto circuito.

b. Para baja tensin de acuerdo a la tabla 250-94.

8. Barra de tierra fsica para alta tensin.

9. Conectores de compresin con tornillos de bronce con cabeza y tuerca hexagonal.

10. Pantallas de los cables de energa.

11. Conductores de puesta a tierra de los apartarrayos.

12. Barra de neutro del tablero general de baja tensin (aislada).

13. Barra de tierra fsica del tablero de baja tensin.

14. Puente de unin nicamente utilizado en el tablero general de baja tensin.

15. Placa de tierra del tanque del transformador.

16. Conductor de la malla de tierras 4/0 AWG de cobre.

17. Distancia de separacin entre varillas 1.8 m.

30

Ejercicio. Calcular y seleccionar el calibre mnimo del conductor del electrodo para

conectar a tierra la barra de la celda de alta tensin y la barra del tablero de baja tensin.

[

]2

= [ + +

]

= 1 2 = 1973 = 0.1 = . 0297() = 0.0125() = 234 = 250 = 90

=500 (1000)

3 (23)= 12 551

[

]

2

0.1 = 0.0297 log [234 + 250

234 + 90]

= .

= 4.39 12 551 = 55 163.39

a)

2 =55163.39

1973 = 27.95 2 (2 ; 33.1 2)|

Seleccionamos calibre 2/0 AWG

Pcc=500 MVAs

23 kV, 3 F, 3 H

300 kVA 23 kV/220-127 V, 3 F, 3 H

6-500 kcmil (F) 2-500 kcmil (N)

800 A

31

b) TABLA 250-94

c) TABLA 250-95

2 500 = 2 253 2 = 506 2

304 557 2(506 2)

2/0 AWG COBRE

32

TABLEROS.

a. De acuerdo a la Tabla 110-6-a), indique la distancia libre mnima del espacio de trabajo

entre el frente de un tablero de baja tensin y la pared o parte metlica posterior del

gabinete de otro tablero.

b. La distancia mnima entre frentes de tableros de baja tensin.

33

c. De acuerdo con la Tabla 110-6-a) excepcin 1, indique el espacio mnimo entre la parte

posterior de tableros auto soportados y el muro.

d. Indique las caractersticas del local de la subestacin que aloja equipo de 1200 A o ms y

tableros de ms de 1.8 m de ancho.

34

e. Indicar la distancia mnima del espacio de trabajo entre frente de tablero y muros y entre

frente de tableros para equipos de 4.16, 13.2, 23, y 34.5 kV, de acuerdo a la Tabla 110-34

a).

f. Indique la altura mnima que debe tener la cerca de tela de alambre que aloja

subestaciones (Seccin 924-23).

35

TRANSFORMADOR.

A. Determinar las dimensiones del contenedor de aceite para un transformador de 500 kVA

que contiene 1200 litros (Seccin 924-8-c.-1).

B. Indique los 2 sentidos de apertura que debern tener las puestas de acceso a

subestaciones (Seccin 924-7).

La puerta de acceso y salida de un local debe abrir hacia afuera y estar provista de un

seguro que permita su apertura, desde adentro. En subestaciones interiores, cuando no

exista espacio suficiente para que el local cuente con puerta de abatimiento, se permite el

uso de puertas corredizas, siempre que stas tengan claramente marcado su sentido de

apertura y se mantengan abiertas mientras haya personas dentro del local.

La puerta debe tener fijo en la parte exterior y en forma completamente visible, un aviso

con la leyenda:

"PELIGRO ALTA TENSIN ELCTRICA"

C. Indique cual es la cantidad mnima de extintores que deben colocarse en los locales de las

subestaciones (Seccin 924-8-a).

Deben colocarse extintores, tantos como sean necesarios en lugares convenientes y

claramente marcados, situando dos, cuando menos, en puntos cercanos a la entrada de las

subestaciones. Para esta aplicacin se permiten extintores de polvo qumico seco.

36

D. Indique cual es el nmero mnimo de unidades de alumbrado de emergencia para el

interior de locales de la subestacin (Seccin 924-5-e).

Debe colocarse en el local, cuando menos, una lmpara para alumbrado de emergencia

por cada puerta de salida del local.

E. Calcule el rea mnima de ventilacin para una subestacin que aloja un transformador de

500 kVA de acuerdo a la Seccin 450-65.

En el caso de bvedas con ventilacin natural hacia el exterior, el rea neta combinada de

todas las aberturas de ventilacin, despus de restar reas ocupadas por pantallas, rejas o

celosas, no debe ser menor que 20 cm2 por cada kVA de capacidad de los transformadores en

servicio, excepto el caso de transformadores de capacidad menor que 50 kVA, donde el rea

neta no debe ser menor que 10 cm2.

=

( ) = , = .

FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL CLCULO DE LA CAPACIDAD DEL TRANSFORMADOR.

1. Valor de la demanda mxima de la carga conectada de acuerdo al factor de demanda.

2. Considerar un 25% adicional de la potencia del motor de mayor para permitir su

arranque sin causar disturbios.

Ejemplo 1. Calcule la capacidad disponible de un transformador de 150 kVA que alimenta

a un motor de 7 HP, considere 1 HP = 1 kVA.

(. ) = .

= . = .

Ejemplo 2. Determine si un transformador de 112.5 kVA tiene capacidad suficiente para

alimentar una bomba contra incendio con un motor de 100 HP. Considere 1 HP =1 kVA

No es factible por que se requiere una capacidad de:

(. ) = .

37

3. Considerar un 25% adicional de la carga que opera en servicio continuo (Tiempo min.

operacin 3 hrs.).

4. Considerar un 25% adicional de la carga no lineal (estado slido, motores, balastros

de alumbrado de descarga, hornos elctricos, etc.)

5. Considerar la prdida de capacidad del transformador de 1% por cada 100 m

adicionales de altitud sobre el diseo, de la altitud en metros sobre el nivel del mar

(m.s.n.m.).

Ejemplo. Calcular la nueva capacidad de un transformador de 300 kVA diseado a 1000

m.s.n.m. si se instalar en la Ciudad de Mxico a 2240 m.s.n.m.

( ) = (%

) = . %

% . % = . %

. = (. ) = .

6. Considerar un factor de crecimiento de la carga instalada. Se recomienda un valor

mximo adicional del 30 % del valor de la demanda mxima de la carga conectada.

Ejemplo. Calcular la capacidad del transformador considerando un factor de demanda del

30 % si se tiene una carga conectada de 290 kW con un factor de demanda del 70 % y un

FP promedio = 0.9.

= (. )(. ) = .

=

=

.

. = .

: ( . . . . )

38

UNIDAD IV. LINEAS EN MEDIA TENSIN.

OBJETIVO.

Conocer, calcular y seleccionar el calibre de los conductores considerando la clase de aislamiento,

nivel de aislamiento, capacidad de conduccin, cada de tensin y corto circuito para lneas areas

y subterrneas.

DEFINICIN.

-LNEAS AREAS: Lnea abierta soportada en postes u otro tipo de estructura, con los accesorios

necesarios para la fijacin, separacin y aislamiento de los conductores

-ELEMENTOS QUE LA COSTITUYEN

1) CONDUCTORES: Pueden ser de los siguientes materiales.

a) Cobre b) Aluminio c) ACSR (Aluminio con alma de acero) 2) AISLADORES:

a) Debern ser seleccionados de acuerdo a la clase de aislamiento (15kV, 25kV y

35kV). Tambin de acuerdo a su nivel bsico de impulso (BIL)

-EJEMPLO- Consultar el nivel bsico de impulso para aisladores de acuerdo a la Tabla 710-24, para:

15kV=110kV

25kV=150kV

35kV=150 a 200kV b) AISLAMIENTO DE PASO: Para instalarse en tramos rectos o con una deflexin mxima de 5 montados en forma vertical. c) AISLADORES DE SUSPENSIN: Utilizados en lneas areas con deflexiones mayores a 5 y en los remates de las lneas montados en forma horizontal d) MATERIALES EMPELADOS -Porcelana -Vidrio -Resina epxica

39

3) HERRAJES: a) Cruceta b) Alfileres c) Dados d) Abrazaderas e) Plataformas f) Tornillos maquinas g) Cables de acero para retenidas h) Ancla para retenida Todos los herrajes debern ser de acero galvanizado o tropicalizado 4) POSTES: -Madera -Concreto ortogonal -Tubo de acero Comnmente de 12m de longitud y 9m para retenidas. Las dimensiones mnimas de la sepa para montar el poste son 50cm Dimetro y de profundidad 50cm + 10% longitud del poste rellenada de piedra brasa. -EJERCICIO- Calcular las dimensiones mnimas de la sepa para hincar un poste de 12m de longitud.

-50cm. Dimetro 0.5m+12m (0.1)= 1.2m+0.5m= 1.7m

5) APARTARRAYOS: Limitar las sobre tensiones para no producir las sobre corrientes, descargando o derivando la sobre corriente a tierra fsica. -xido de Zinc -Carburo de Silicio

40

-EJERCICIO- Seleccionar la tensin nominal del apartar rayos para una lnea area en 34.5 kV (Requisito 280-4 de la norma).

125%

=34.5

3= 19.92

125% (19.92) 24.89

. = 6) CORTO CIRCUITO CON FUSIBLE TIPO EXPULSIN Son de operacin tipo individual -EJERCICIO- Un transformador de 75KVA conectados a una lnea rea de 13.8Kv tiene instalado para su proteccin un fusible de 16A verificar si cumple. Tabla 450-3 a) 1)

=75

3(13.8)= 3.14

3.14(300%) = 9.41

. < 16

) ) 7) CUCHILLAS SECCIONADORAS: Son de operacin en grupos, pueden ser de operacin en vacio (sin carga) o de operacin con carga (llamadas ADUTIS) Su funcin es facilitar el mantenimiento. 8) TRANFORMADOR TIPO POSTE: Pueden ser trifsicos o monofsicos. Las boquillas se localizan en la tapa del transformador. 9) TRANSICIN: Su funcin es interconectar una lnea area con una lnea subterrnea.

41

LNEA AREA DE COBRE.

Calcular y seleccionar el calibre mnimo del conductor, as como las distancias de los espaciamientos mnimos entre conductores de fase, entre conductores de fase y tierra, entre conductores de fase y el suelo y entre conductores de fase y superficies de edificios.

1. Calibre mnimo del conductor de acuerdo al valor de tensin de operacin:

2. Clculo del valor de corriente en la lnea (IN).

=1500

3(13.8 )= 67.75

42

3. Revisin de la capacidad de conduccin del calibre 2 AWG (Tabla 922-10).

43

Voltaje de Referencia:

=.

= .

4. Distancia mnima entre fases considerando una flecha 1 m (Tabla 922-12 a) 2)

5. Distancia mnima entre fases para el espacio para subir (Tabla 922-19 e))


=.

= .

44


=.

= .

6. Separacin mnima entre los conductores de fase y la cruceta (Tabla 922-15 a)).

45

7. Separacin de conductores a edificios (Tabla 922-54).

Sin embargo, de acuerdo a la NOTA 4, la distancia debe ser 1.5m


=.

= .

(NOTA 1)

46

8. Altura mnima de los conductores sobre el suelo con trnsito de vehculos (Tabla 922-41).


=.

= .

(NOTA 1)

47

LNEAS CON CABLES DE ENERGA AISLADOS.

Definicin:

Conductor rodeado de un material de composicin y espesor indicados en esta Norma Oficial

Mexicana como aislamiento elctrico.

1. Material Conductor. Puede ser de cobre o aluminio.

2. Cinta Reunidora. Celofn.

3. Pantalla Semiconductora. Sirve para uniformizar los esfuerzos del campo elctrico debido al cableado.

4. Aislamiento. XLP EPR.

Clase: 75 kV, 15 kV, 25 kV y 35 kV.

Nivel: 100%, 133%, 173% (Tabla 310-61 y 310-64).

5. Pantalla Metlica sobre el Aislamiento. Sirve para uniformizar los esfuerzos del campo elctrico, debido a canalizaciones

metlicas. Es obligatorio para conductores mayores a 3 kV. Debe conectarse a tierra

cuando se tengan tensiones inducidas mayores a 55 V. (923-3. C).

No debe utilizarse como conductor de puesta a tierra, su fin es electrosttico y no para

conducir corrientes de falla a tierra.

48

6. Forro de PVC. Rojo negro. S el conductor va instalado en charola en el exterior, el forro debe soportar

la radiacin solar. En cada uno de los extremos del conductor deber instalarse una

terminal, puede ser recta tipo codo en transformadores tipo pedestal. Por su uso

pueden ser tipo interior o tipo exterior.

El nivel de aislamiento 100% es utilizado en transformadores de media tensin con el

neutro conectado a tierra mediante un conductor (slidamente a tierra) y deber tener un

sensor de falla a tierra, sino se presentan las dos condiciones anteriores entonces el nivel

de aislamiento deber ser al 133%.

EJERCICIO.

Seleccionar la clase y el nivel de aislamiento de la lnea siguiente:

49

TIPOS DE INSTALACIN.

A. Subterrnea. Capacidad de conduccin:

--Detalle de la figura 310-60.

--Tablas 310-77, 310-78

B. Tubo Conduit metlico al aire: --Circuito por tubo (3F por tubo).

--Tablas 310-73 y 310-74 (Monoconductores).

C. Charola: --318.13

CONFIGURACIN PLANA --- Tablas 310-69 y 310-70

CONFIGURACIN EN TRBOL --- Tablas 310-67 y 310 68

EJERCICIO:

Seleccionar la capacidad de conduccin de 3 conductores de media tensin calibre 1/0 AWG, XLP

para 90 C de cobre de 34.5 kV en tubo Conduit metlico al aire. (Tabla 310-73)

Tamao o Designacin. Capacidad de Conduccin para 500135000 V.

mm2 AWG o kcmil 90 C 105 C

53.5 1/0 195 A 215 A

50

EJERCICIO:

1.- SELECCIN DE CLASE Y NIVEL DE AISLAMIENTO. TABLA 310-64. TABLA 310-64.- Espesor del aislamiento de cables con aislamiento slido, con pantalla metlica, para

2 001 V a 35 000 V (mm)

CLASE: 35 KV NIVEL: 133% NOTA: Se toma un porcentaje del 133% ya que el Neutro no esta slidamente conectado a Tierra y no cuenta con sensor de falla a Tierra.

51

2.- SELECCIN DEL CALIBRE MNIMO DE ACUERDO CON LA TABLA 310-5.

3.- CLCULO DEL VALOR DE LA CORRIENTE NOMINAL DE LA SUBESTACIN.

=1500

3 34.5 = .

4.- SELCCIN DEL CALIBRE DEL CONDUCTOR DE COBRE XLP-900C, DUCTO SUBTERRANEO, DETALLE 2. 34.5 KV. TABLA 310-77.- Capacidad de conduccin de corriente (A) permisible de tres cables monoconductores de cobre aislados MT (MV) o en configuracin trplex, en ductos subterrneos (tres conductores en cada ducto como se indica en la figura 310-60). Para una temperatura del terreno de 20 C, una resistividad trmica del terreno (RHO) de 90, un factor de carga del 100 % y temperatura de los conductores de 90 C y 105 C

ES ADECUADO EL CALIBRE 1/0 AWG, Cu XLP-900C YA QUE: 165 A > 25.1 A.

52

5.- VALIDAR QUE EL CONDUCTOR SELECCIONADO CUMPLA POR: *CADA DE TENSIN.

a) CLCULO DE LA DISTANCIA MEDIA GEOMTRICA. Conductor = 1/0 AWG. TABLA 10-8 DIMENSIONES TOTALES DEL CONDUCTOR DESNUDO.

TABLA 10-8.- Propiedades de los conductores

Espesor del aislamiento. TABLA 310-64

TABLA 310-64.- Espesor del aislamiento de cables con aislamiento slido, con pantalla metlica, para

2 001 V a 35 000 V (mm)

53

TOTAL = 9.45 + 10.7 + 10.7 TOTAL = 30.85 mm

S AB = 15 cm

S AB = 150 mm

X = 100 mm Y Y = 30.85 mm / 2 = 15.43 mm

X = 84.58 mm

S AC = 15.43 + 50 +84.58

S AC = 150 mm.

= ( )2 + ( )2

= (150)2 + (150)2

S BC = 212.1 mm

= ( )( )( )3

= (150)(150)(212.1)3

54

DMG = 168.36 mm

b) Clculo del Radio Medio Geomtrico (RMG)

=

: : Constante de cableado en funcin del nmero de hilos del cable. : Radio del cable desnudo.

Construccin del Conductor. RMG.

Alambre Slido. 0.799r

Cable de un solo material:

7 hilos 0.726r

19 hilos 0.758r

37 hilos 0.768r

61 hilos 0.772r

91 hilos 0.774r

127 hilos 0.776r

r = radio del conductor desnudo.

1/0 = 0.758 (9.45

2) = 3.58

c) Clculo de la impedancia del conductor:

1000 = 2 104 (

) = 2 104 (

168.36

3.58 ) = 0.7701

= 2 = 2(60)(0.00077) = 0.2903 /1000

1/0 ( 10 8)

1000 = 0.400

= (2 + 2) = (0.29032 + 0.4002) = 0.4942

1000

500 :

500 =0.4942

1000(500 ) = 0.2471

55

d) Clculo de %:

% =

100

= 500 = 25.1 (0.2471 ) = 6.202

=

3=

34.5

3= 19.91

% =6.202

19.91 100 = 0.0312 %

. % < 1%

.

6. Validar que el conductor seleccionado ces adecuado por corriente de corto circuito.

(

)2

= (2 + 1 +

)

:

: = 0.1 ()

= 0.0297 0.0125 .

= 234 228

= 90 = 250

:

(

)2

(0.1) = 0.0297 (234 + 250

234 + 90)

(

)2

(0.1) = 0.00534

= 0.2310

=

1

0.2310

= . (1)

56

=

3=

600

3(34.5 )= 1004.874

1 :

= 4.329(10040.874) = 43466.945

1 2 = 1973

1 2

1973 (43466.945 ) = 22.031 2

1/0 = 53.5 2

. > 22.031

.

EJERCICIO.

57

1. Clculo del calibre mnimo de acuerdo a su tensin nominal de operacin.

Tabla 310 5

Clase 15kV

Tensin (V) Tamao o designacin del Conductor Aluminio

8001 15000 V 33.6 mm2 (2 AWG)

2. Clculo de la corriente nominal en el conductor

In = 2000 / (13.8 * 3)

In = 83.67 A

3 Seleccin de la capacidad de conduccin del conductor de Aluminio XLP 90C, 15 kV 2 AWG

segn 318 13 b) 3)

No debe exceder la capacidad e conduccin de corriente referidos en las Tablas 310-67 y 310-68.

Tablas 310 68

Tamao o Designacin Capacidad de Conductor de corriente para 5001 35000 V

mm2 AWG/kcmil 90 C

33.6 2 130

130 A > 83.67 A

Por lo tanto el calibre del conductor seleccionado es el adecuado.

4. Clculo de la DMG, considerando que el nivel de aislamiento es 133%

a) Dimetro del conductor desnudo = 7.42 mm (Tabla 10 8)

b) Espesor del aislamiento = 5.6 mm (Tabla 310 64)

Tabla 10 8 Tabla 310 64

Tamao AWG

Dimensiones totales

Dimetro (mm)

Tamao AWG

8001 15000 V

Categora del Aislamiento II (mm)

2 7.42 2 5.6

58

Dimetro total = 7.42 + 2(5.6) = 18.62mm

Considerando

SAB = 18.62mm

SBC = 18.62mm

SCA = 18.62mm

DMG = 18.62mm

5. Clculo del RMG

#Hilos: 2 AWG Tabla 10.8. para 7 hilos

k = 0.726; r = D/2 = 7.42 / 2 = 3.71 mm

RMG = k * r = 0.726 * 3.71 = 2.6935 mm

6. Clculo de la inductancia H/km

L = 2x10-4 in (DMG/RMG) = 2X10-4 in (18.62 / 2.6935)

L = 386.68 H/km

7. Clculo de la reactancia inductiva /km

XL = 2 * 60 * L = 2 * 60 * 386.68

XL = 145.77 m/km

8. Seleccin del valor de la resistencia del conductor de Aluminio 2 AWG

Tabla 10 8

Tamao AWG

Aluminio /km

2 1.05

R = 1.05 /km

DMG3

SAB SBC SCA( )

DMG

3

18.623

59

9. Clculo del valor absoluto de la impedancia del conductor.

Z = (1.05 + j 145.77 *10-3) /km

Z = 1.06 7.9 /km

10. Clculo del valor de la impedancia para la longitud total del conductor a utilizar.

Z400m = 1.06 /km * 0.4 km

Z400m = 0.424

11. Cada de tensin en el conductor.

e = In * Z400m = 83.67 (0.424)

e = 35.476 V

VFN = 13.8 k / 3 = 7.97 kV

e% = (e / Vn) *100 = 35.476 / 7.97 kV

e% = 0.4452%

0.4452% < 1%

Por lo tanto el conductor cumple por cada de tensin.

60

UNIDAD V

CORRIENTES DE CORTO CIRCUITO

Objetivo: proporcionar informacin sobre valores de la corriente y los valores de tensin en un

sistema elctrico durante condiciones de falla para determinar:

- Capacidad interruptora y momentnea de los dispositivos de proteccin.

- El tiempo de apertura de los dispositivos de proteccin.

- Determinar el tamao del conductor y las barras de la subestacin.

- Los esfuerzos termodinmicos en los aisladores.

Las corrientes de cortocircuito son de dos tipos:

a) Corriente de corto circuito asimtrico: que ocurre durante los primeros tres ciclos de

duracin de la falla, su valor es mayor debido a que suma una componente de corriente

directa, sta disminuye de acuerdo a la reactancia inductiva que se presenta durante la

falla; su valor est determinado por el factor de asimetra (a).

a. Factor de asimetra

i. Para instalaciones en baja tensin su valor se estima en 1.25 veces la

corriente simtrica, y en media tensin el valor es de 1.6 con respecto a la

corriente de corto circuito simtrica.

De que depende este factor?

Depende del contenido de reactancia inductiva en el sistema

b) Corriente de cortocircuito simtrica: Se presenta a partir del cuarto ciclo posterior al

inicio de la falla, su forma de onda es simtrica con respecto al eje del tiempo y nos sirve

para determinar la capacidad interruptiva, tamao de los conductores y rigidez mecnica

de los aisladores.

61

Burden: Tiene que ver con la capacidad propia del TC o del transformador. NOTA: Los KVARs se ven en los campos magnticos.

=25

3 = 14.4

TABLA 710-24 Claro mnimo a partes vivas

(23 ) = 25 A 1000 m.s.n.m.

150

Donde:

NBAI=Nivel Bsico de Impulso

NOTA: Los valores de esta tabla deben considerarse como valores mnimos aplicables en

condiciones atmosfricas normales.

62

ELEMENTOS QUE AUMENTAN O DISMINUYEN EL VALOR DE UNA CORRIENTE DE

CORTO CIRCUITO

a) Elementos que lo aumentan.

a. El valor de la potencia de construccin al corto circuito de CFE es de 500 MVAs.

b. Maquinas rotatorias en funcionamiento cuando se presenta la condicin por

ejemplo: motores y en su caso los generadores.

b) Los elementos que disminuyen los valores de la corriente de cortocircuito.

a. Las impedancias de los transformadores.

b. La impedancia de los conductores.

c. Las impedancias de los puntos de contacto de los interruptores o cuchillas.

63

MTODO DE CLCULO DEL VALOR DE LAS CORRIENTES DE CORTO CIRCUITO

1. Componentes simtricas.

2. Impedancia de la barra.

3. hmico.

4. Porcentual.

5. Por unidad.

6. MVAs.

Mtodo de clculo de los MVAs

El mtodo se basa en calcular los MVAs que contribuyen a las corrientes de corto circuito de la

acometida y maquinas rotatorias y el clculo de los MVAs que disminuyen el valor de la corriente

de corto circuito en los transformadores y conductores.

Los MVAs de corto circuito en serie se obtienen sus MVA equivalente con la ecuacin del inverso

de la suma de los inversos.

Los MVAs en paralelo se obtienen sus MVA equivalente con la suma.

El mtodo se rige por las ecuaciones siguientes:

1. =

2. =

1

3. =

1

1 =1

. =

1

5.59= 0.1788

5.59 430 7 () .

4. =

0.25

5. =2()

6. = 1000

3

64

1. Diagrama Unifilar.

23 kV, 3F, 3H, Pcc= 500 MVA

Icc - 1TR 1

1500 kVAZ%= 5.78

Icc - 2 AL 1 => Z= 0.102

Icc - 3

AL 2Z= 0.314

CCM 1800 CPF.D= 1

480 V, 3FTR 2

500 kVAZ%= 4.8

Icc - 4

AL 3220 V, 3F;Z= 0.221

TAB. A - C

65

2. Tabla de

ELEMENTO MVA KV Z

Z() MVACC FORMULA

RED 500 - 500 MVACCRED = MVA RED TR 1 1.5 0.0578 25.95 MVACCTR = MVA TR Z% AL 1 0.48 KV 0.102 2.25 MVACC = KV

2 Z() AL 2 0.48 KV 0.314 0.733

TR 2 0.5 0.048 10.41

AL 3 0.22 0.221 0.219 CCM - 1 0.8 0.25 3.1 MVACCCCM = MVAx FD 0.25

3. Diagrama de MVA para el , simtrica.

500

25.95

2.25

0.733

3.2

10.41

0.219

1

2

3

4

5

6

7

no se considera

no se considera

66

(4 5) =1

10.733 +

13.2

= 0.596

(2 3) =1

125.95 +

12.25

= 2.07

=1

12.07 +

10.596

= 0.462

500

2.07

0.596

67

Luego la corriente de corto circuito es:

a) =1004621000

323 = 12562.69 = 13

Con el dato de corriente de corto circuito se determina la capacidad interruptiva y el

tamao de la proteccin.

b) = 16 12562.69 = 21

Con el dato de las corrientes de cortocircuito se determina el tiempo de disparo.

4.- Diagrama de MVA para calcular la 2

(1,2,3) =1

1500 +

125.95 +

12.25

= 2.06

(1,2,3) =1

10.73 +

13.2

= 0.596

2 = 2.06 + 0.596 = 2.65

= 0.596

2 =2.65 1000

3 0.48 = 3197

2 = 1.25 3197 = 3996.2 = 4

68

DIAGRAMA PARA CALCULAR LA ICC3 SIMTRICA.

(1,2,3) =1

1500 +

125.95 +

12.25 +

10.733

= 0.540

(1,2,3) =1

10.73 +

13.2

= 0.596

= 3 = 3.74

3 =3.74 1000

3 0.48 = 4498 = 5

3 = 1.25 4498 = 5623.15 =6 KA

69

DIAGRAMA PARA CALCULAR LA ICC4 SIMTRICA

Icc3s = 6kA

Icc3a = 7kA

MVAcc1231

1

500

1

25.95

1

2.25

2.062

MVAcc451

1

0.733

1

3.2

0.596

MVAcc1a5 MVAcc123 MVAcc45 2.658

MVAccTeq1

1

MVAcc1a5

1

10.41

2.118

Icc3sMVAccTeq 1000( )

0.22 3

Icc3s 5.557 103

Icc3a 1.25 Icc3s

Icc3a 6.947 103

70

Clculo del valor de los MVAcc

1. Acometida C.F.E.

MVAccCFE = MVA CFE

MVAccCFE = 500MVA

2. ALIM 1 23Kv

MVAcc ALIM-1 = kV2 / Z = 232 / 0.072

MVAcc ALIM-1 = 7347 MVA

3, MVAcc TR 1

MVAcc TR-1 = MVA TR / Z%1 = 0.75/0.052

MVAcc TR-1 = 14.42 MVA

71

4. MOT 1

MVAcc MOT = MVA MOT / Z%

Z% = 0.1788

MVA MOT = 0.1

MVAcc MOT-1 = 0.1 / 0.1788

MVAcc MOT-1 = 0.5593 MVA

5. CCM 1

MVAcc CCM = (MVA CCM * F.D.) / 0.25

MVA CCM-1 = (20*15) / 0.25

MVA CCM-1 = 0.3 MVA

MVAcc CCM-1 = (0.8 * 0.3) / 0.25

MVAcc CCM-1 = 0.96 MVA

6. MVA TR 2

MVAcc TR-2 = 0.075 / 0.03

MVAcc TR-2 = 2.5 MVA

7. ALIM 2. CONDUCTOR

MVAcc COND = kV2 / Z

MVAcc COND = 0.222 / 0.018

MVAcc COND = 2.68 MVA

72

Tabla De MVA MVAcc

Num. Elemento MVA/kV Z%1 / Z MVAcc

1 Acometida CFE 500 -------- 500

2 ALIM 1 23 kV 0.072 7347

3 TR 1 0.75 0.052%1 14.42

4 MOT 1 0.1 0.1788% 0.5593

5 CCM 1 0.24 0.25%1 0.96

6 TR 2 0.075 0.03%1 2.5

7 ALIM 2 0.22 kV 0.018 2.68

S1 1,2 ------------ ---------- 468

P1 4,5 ------------- ---------- 1.519

S2 3,P1 ------------ ---------- 1.37

Diagrama de MVAcc para Icc 1

Icc1s = 12 kA

Icc1a = 19 kA

MVAcc121

1

500

1

7347

468.141

MVAcc45 0.96 0.5593 1.519

MVAcc3451

1

14.42

1

1.5193

1.374

MVATeq1 MVAcc12 MVAcc345 469.515

Icc1sMVATeq1 1000( )

23 3

Icc1s 1.179 104

Icc1a 1.6 Icc1s

Icc1a 1.886 104

73


Icc2s = 19 kA

Icc2a = 24 kA

MVAcc1231

1

500

1

7347

1

14.42

13.989

MVAcc45 1.519

MVATeq2 MVAcc123 MVAcc45

MVATeq2 15.508


0.48 3

Icc2s 1.865 104

Icc2a 1.25 Icc2s

Icc2a 2.332 104

74


Icc3s = 6 kA

Icc3a = 8 kA

MVAcc123 13.989

MVAcc45 1.519

MVAab MVAcc123 MVAcc45 15.508

MVATeq31

1

MVAab

1

2.5

2.153


0.22 3

Icc3s 5.65 103

Icc3a 1.25 Icc3s

Icc3a 7.063 103

75

Anexo 1.

SECCIONES TILIZADAS DE LA NOM - 001 SEDE 2005.

280-4. Seleccin del apartarrayos a) Para circuitos de menos de 1 000 V. La capacidad nominal de los apartarrayos debe ser igual o mayor

que la tensin elctrica continua de fase a tierra a la frecuencia de suministro que se pueda producir en el punto de aplicacin. Los apartarrayos instalados en circuitos de menos de 1 000 V deben estar aprobados y listados para ese fin. b) En circuitos de 1 kV y ms, tipo carburo de silicio. La capacidad nominal de los apartarrayos tipo

carburo de silicio no debe ser inferior a 125% de la tensin elctrica mxima continua de fase a tierra disponible en el punto de aplicacin. NOTA 1: La eleccin adecuada de apartarrayos de xido metlico se debe basar en consideraciones de la

tensin elctrica mxima continua y del valor y duracin de las sobretensiones en el lugar donde se vaya a instalar, y de cmo puedan afectar al apartarrayos las fallas de fase a tierra, los mtodos de puesta a tierra del sistema, las sobretensiones por operacin de interruptores y otras causas. Es conveniente consultar las instrucciones de los fabricantes para la aplicacin y seleccin de apartarrayos en cada caso particular.

83

318-13. Capacidad de conduccin de corriente permitida de los cables de Tipo MT (MV) y MC (de 2 001

V nominales en adelante) en los soportes tipo charola para cables. La capacidad de conduccin de

corriente permitida de los cables de 2 001 V nominales en adelante, instalados en soportes tipo charola segn

lo indicado en 318-12, no debe exceder los requisitos de esta Seccin:

a) Cables multiconductores (de 2 001 V nominales en adelante). La capacidad de conduccin de corriente

permitida de los cables multiconductores debe cumplir los requisitos de capacidad de conduccin de corriente

permitida en las Tablas 310-75 y 310-76.

Excepcin 1: Cuando los soportes tipo charola para cables estn cubiertos continuamente a lo largo de ms

de 1,8 m con tapas cerradas sin ventilar, no se permite que los cables multiconductores tengan ms de 95%

de la capacidad nominal indicada en las Tablas 310-75 y 310-76.

Excepcin 2: Cuando se instalen cables multiconductores en una sola capa en soportes tipo charola para

cables sin tapar, guardando una separacin entre cables no inferior al dimetro del cable, su capacidad de

conduccin de corriente no debe exceder las establecidas en las Tablas 310-71 y 310-72.

b) Cables monoconductores (de 2001 V nominales en adelante). La capacidad de conduccin de corriente

permitida de los cables monoconductores o cables en grupos de tres, cuatro, etc., debe cumplir lo siguiente:

1) La capacidad de conduccin de corriente permitida de los cables monoconductores de 21,2 mm2

(4 AWG) y mayores en soportes tipo charola sin cubierta superior o tapa, no debe exceder 75% de la

capacidad de conduccin de corriente permitida de las Tablas 310-69 y 310-70. Cuando los soportes tipo

charola estn cubiertos continuamente a lo largo de ms de 1,8 m con tapas cerradas sin ventilar, no se

permite que los cables monoconductores de 21,2 mm2 (4 AWG) y mayores tengan ms de 70% de la

capacidad de conduccin de corriente nominal referida en las Tablas 310-69 y 310-70.

2) Cuando se instalen cables monoconductores de 21,2 mm2 (4 AWG) o mayores en una sola capa en

soportes tipo charola sin cubierta superior o tapa, guardando una separacin entre cables no inferior al

dimetro del cable, su capacidad de conduccin de corriente no debe exceder a la establecida en las Tablas

310-69 y 310-70.

3) Cuando se instalen cables monoconductores en configuracin triangular (trbol) en soportes tipo charola

sin cubierta superior o tapa, manteniendo una separacin entre circuitos no inferior a 2,15 veces el dimetro

exterior del conductor de mayor dimetro contenido en la configuracin de conductores o cables (2,15 x DE),

la capacidad de conduccin de corriente permitida de los cables de 21,2 mm2 (4 AWG) y mayores no debe

exceder la capacidad de conduccin de corriente permitida referida en las Tablas 310-67 y 310-68.

84

923-3. Cables subterrneos. Los requisitos mnimos que deben satisfacer los cables subterrneos en va

pblica son los siguientes: c) Conexin de puesta a tierra de las pantallas metlicas. Las pantallas o cubiertas metlicas de los cables

deben estar puestas a tierra. Las pantallas metlicas pueden ser seccionadas siempre y cuando cada seccin sea puesta a tierra. Excepcin: Puede omitirse esta conexin de puesta a tierra slo cuando as lo requiera la operacin de los

cables y siempre que existan protecciones que impidan el contacto de personas con las mismas partes metlicas o que queden fuera de su alcance. Las conexiones de las pantallas metlicas hacia los cables para su puesta a tierra deben asegurar un buen contacto, evitando que se aflojen o se suelten. Estas pueden hacerse por medio de conectores del mismo metal u otro material adecuado para el propsito y las condiciones de uso, o por medio de soldadura, cuidando que sta y los fundentes aplicados sean los adecuados. Los conectores para unir las pantallas metlicas de cables en empalmes y terminales deben ser los adecuados para asegurar un buen contacto mecnico y elctrico, usando el tamao y material conveniente a fin de evitar prdidas de energa por calentamientos. Estos conectores pueden ser del tipo para soldar o a presin. En el caso de conductores de tamao nominal 8,37 mm2 (8 AWG) y menores, la conexin puede hacerse trenzando adecuadamente los conductores o mediante un conector de tornillo adecuado.

instalaciones electricas en media tensión

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