ANEXO N° 09
SELECCIÓN DE PARARRA PARARRAYOS YOS Y COORDINACIÓN COORDIN ACIÓN DE AISLAMIENTO PROYECTO:
7INSTALACIÓN DE SISTEMAS DE 8TILI-ACION EN MEDIA TENSIÓN PARA LA I.E. 9OS CARLOS MARI;TEG8I DEL DISTRITO DE LA ENCA
CAMARCA.?@
1.0 General Generalida idades des a) Intr ntrd d!""i !""i#n #n En el +resente Htem del +ro3ecto se desarrollar la Iselección de los +ararra3os de la inea 3 @ed 'rimaria del +ro3ecto 7INSTALACIÓN DE SISTEMAS DE 8TILI-ACION EN MEDIA TENSIÓN PARA LA I.E. 9OS CARLOS MARI;TEG8I DEL DISTRITO DE LA ENCA CAMARCA.?@ en el Jue se descrien los criterios 3 clculos +ara seleccionar +ararra3os 3 Beri;icar la coordinación del aislamiento entre el +ararra3o 3 el eJui+o +roteKido$ a +rinci+al ;inalidad del in;orme es de;inir las caracterHsticas tLcnicas de los +ararr a3os a instalar en todo el Estudio en mensión$ $)
Al"an"es El in;orme desarrollar los siKuientes +untos: M Criterios +ara la selección de +ararra3os 3 coordinación de aislamiento M Clculos +ara seleccionar los +ararra3os 3 eBaluar la coordinación del aislamiento +ro+uesto$
%.0 Cara"ter&sti"as t'"ni"as de ls e(!is a ser rte*ids rte*ids a) Intr ntrd d!""i !""i#n #n
a)
Estas caracterHsticas tLcnicas curen los datos tLcnicos mHnimos necesarios. +ara desarrollar la reBisión. selección de los +ararra3os 3 la coordinación de aislamiento$ Trans+ rans+r,a r,adr dres es de de Distr Distri$! i$!"i# "i#n n 7rans;ormadores *ono;sicos de dos deBanados sumerKido en aceite. con en;riamiento +or circulación natural de aire 3 aceite (ONAN -nas de Pl!"i#n Nieles de Aisla,ient Grad de aisla,ient /Ga) Factor de Corección de Altura Altura (msnm) -Zona 1: 0 mm!"# $%a&a 'olución Fc 1$00 0 000 -Zona -Zona : 1- 1- m mm!" m!"# # $*edia $*edia +olución +olución Tensi#n N,inal -Zona -Zona ,: -,0 -,0 m mm!" m!"# # $Alta $Alta 'oluc 'olución ión - Entre Fases. /# %%.2 -Zona -Zona : : ,1 ,1 mm! mm!"# "# $E2t $E2tra ra Alta Alta 'olu 'oluci ción ón - Entre Fases 3 Neutro. /# 1,$ Tensi#n Tensi#n M34i,a del e(!i Cal"!l de la L&nea de 5!*a /L+) - Entre Fases. /# 4 -5ma2 1$02#n (06 7ensión Nominal) - Entre Fases 3 Neutro. /# 1$ 1$00 -8a 0 mm!"# -; -; 8a<( 8a<(Fc Fc<5 <5ma ma22!=,) !=,) NiBel de Aislamiento a la Frecuencia >ndustrial entre ;ases 3 ;ase neutro ?5c? Lf = 396.6 39 6.64 4 mm mm.. 0 0 en /# @* 7ensión de ostenimiento aall im+ulso 7ensión 1 1 (1.!0 en /# +ico) %> %> NiBel >socerunico: *Hasta 3000 m.s.n.m.
Nulo
,0 0 0
.0 Sele""i#n de ararra6s 6 "rdina"i#n de aisla,ient a) Intr ntrd d!""i !""i#n #n os +rocedimientos dados aJuH son a+licales cuando el eJui+amiento a +roteKer (+rinci+almente el trans;ormador de distriución) de las suestaciones. tiene un sostenimiento a la tensión de onda cortada (Co++ed aBe itstand-C) de +or lo menos 1.10 Beces el %> 'ara este niBel. los +rocedimientos +ara la selección 3 localiGación de +ararra3os en relación al sistema de aislamiento a ser +roteKido. +uede ser realiGado seKn lo indicado en C$$ $ $ ii$ #eri;icar el aislamiento seleccionado iii$ EBaluar la coordinación de aislamiento$ 'ueden aer otras secuencias de selección. la claBe es la eBaluación de la coordinación de aislamiento$ as tensiones de sostenimiento +ueden ser determinadas +ara allar las caracterHsticas del +ararra3os$ as caracterHsticas tH+icas de +ararra3os clase 1 estn dadas en la tala siKuiente:
>EEE td C - 199
>EEE 85>DE FO@ 7PE A''>CA7>ON 7PE OF *E7A-OX>DE 5@8E
7ala 4 - Distriution arrester +rotectiBe caracteristics
0 )
)
A
, 4 )
$)
1
Pr"edi,ients ara la sele""i#n de ararra6s 6 "rdina"i#n de aisla,ient
En el +resente in;orme. los +asos reJueridos +ara la selección de +ararra3os 3 la coordinación de aislamiento son los siKuientes: $.1 Sele""inar el ararra6s
1$ *CO# 7ensión m2ima ;ase-tierra del sistema $ Ca+acidad 7O#+ararra3os 7O#sistema ,$ Determinar clase del +ararra3osQ +ara nuestro caso 3 +or normaliGación sern de clase 1$ $.% Deter,inar "ara"ter&sti"as de rte""i#n del ararra6s. $ NiBel de +rotección al im+ulso de ra3o. ' $ NiBel de +rotección al ;rente de onda. FO $ NiBel de +rotección al im+ulso de maniora. ' $. eleccionar o determinar la sosteniilidad del aislamiento del eJui+o a +roteKer. %>. % 3 C $
$.EBaluar la coordinación del aislamiento. los ratios de +rotección contra ra3os ('@1 3 '@) 3 soretensiones de maniora ('@). adems Beri;icar la coordinación Kr;icamente$ $.B EBaluar alternatiBas de corrección$ i no +uede alcanGarse una coordinación ace+tale. eBaluar medidas de corrección$
Cae +recisar. Jue siendo la eBaluación de la coordinación de aislamiento en sistemas de distriución. no se tomara en cuenta todo lo re;erido a soretensiones +or maniora (seKn la Norma >EEE td$ C$-199)$
")
Sele""i#n de ararra6s
a selección de un +ararra3os a+ro+iado inBolucra consideraciones de m2ima tensión de o+eración continuaQ caracterHsticas +rotectiBas (a im+ulsos de maniora 3 ra3os)Q duración (soretensiones tem+orales 3 de maniora). condiciones de serBicio. etc$ a consideración de la ca+acidad de disi+ar la enerKHa determinar la clase del +ararra3os seleccionadoQ +ara trans;ormadores de distriución sern de la clase 1 (seKn Norma DE'!*E*)$
os +ararra3os clase estn diseRados +ara suestaciones$ 7ienen el ma3or ranKo de ti+os. las caracterHsticas de +rotección mas a&as 3 la ma3or duración$ os +ararra3os clase 1 son usados +ara +roteKer trans;ormadores de distriución 3 lHneas +rimarias$ ".1 Tensi#n ,34i,a de era"i#n "ntin!a /MCO) 'ara cada selección del +ararra3os. el *CO# del +ararra3o dee ser iKual o ma3or a la m2ima tensión del sistema: 5m ! 1$, ó 5m$ 5na a+licación a+ro+iada reJuiere Jue la con;iKuración del sistema (mono;sico. delta. estrella) 3 la cone2ión del +ararra3o (;ase-tierra. ;ase-;ase. ;ase-neutro) sean eBaluadas$
'or e&em+lo en sistemas elLctricos de alta tensión el +ararra3o esta tH+icamente conectado ;ase a tierra. 3 +or ello esta e2+uesto a tensiones ;ase-tierra$ 'or otro lado. conectado a un sistema en delta con una ;alla en una ;ase. esta e2+uesto a la m2ima tensión ;ase-;ase deido al des+laGamiento del neutro$ 'or lo tanto. +ara Jue los +ararra3os se a&usten a los reJuerimientos de la red. deen cum+lirse dos condiciones en la selección del *CO#: M *CO# del +ararra3os dee ser ma3or Jue la m2ima tensión de o+eración continua a ;recuencia industrial en los ornes del +ararra3os: 5m ! 1$, ó 5m$
".% Caa"idad de s$retensi#n te,ral /TO)
Adems de las consideraciones Jue a;ectan la selección del *CO# del +ararra3o. se dee seleccionar un +ararra3os Jue so+orte soretensiones tem+orales del sistema en el luKar de instalación$ El reJuisito sico es Jue la tensión a la ;recuencia de la +otencia Bersus la caracterHstica de tiem+o del +ararra3o. deerHa ser ma3or Jue la soretensión tem+oral (7O#) Bersus la caracterHstica de duración del sistema +or todo el tiem+o de ;alla$ a ;iKura 1 es una curBa 7O# tH+ica +ara +ararra3os de distriución. la cual es usada en estos clculos$ Durante la e&ecución de la ora. estos Balores deer ser Beri;icados. con datos de 7O# otenidos de los ;aricantes$ El +ararra3os seleccionado dee tener la ca+acidad de so+ortar una soretensión tem+oral 3 *CO# a+ro+iado +ara el sistema en o+eración$ 5n camio en el seteo de los relLs. o el uso de interru+tores r+idos +odrHa alKunas Beces +ermitir usar +ararra3os asados en el *CO# cuando el 7O# +odrHa aer sido decisiBo$ c.2.1 Condiciones de falla
i$ Consideraciones de am+litud de soretensión a ;uente de 7O# ms comn es la eleBación de tensión sore las ;ases sin ;alla durante una ;alla lHnea-tierra$ os Balores siKuientes seKn la >EEE td C$-199 +ueden ser usados +ara determinar r +idamente soretensiones tem+orales durante condiciones de ;alla$
7O# Fat < (#m2) Donde: : Factor de aterramiento 0$ 'ara sistemas de ilos multiaterrados (1$ de #;ase) 0$4 'ara sistemas de , ilos solidamente +uesto a tierra. a&a im+edancia (1. de #;ase) 1$00 'ara sistemas de , ilos. estella o delta aislado. alta im+edancia (1., de #;ase) #ma2 : Es la tensión ma2ima entre ;ases del sistema en "B (r$m$s$) Fat
'ero con ;ines de com+roar Jue estos ;actores recomendados +or >EEE td C$-199. son los a+ro+iados +ara lHneas +rimarias. se determinar el IFatS en ;unción a las relaciones Xo!X1 3 @o!@1$
ii Cnsidera"ines de d!ra"i#n de s$retensines
a duración de la soretensión en ;allas lHnea-tierra de+ende de la +rotección de los @elLs de sorecorriente$ Al ;altar in;ormación +ueden usarse los Balores tH+icos: M istemas con neutro aterrado: Duración de 7O# 'rotección de lHnea 10 s 'rotección de res+aldo 1 s (<) M istemas con neutro aislado: in des+e&e de ;alla a tierra 4 Con des+e&e de ;alla a tierra s /) Es el resente est!di se e,lear3 10 s@ reiniend in"nenientes en la "rdina"i#n de la rte""i#n. ". Sele""i#n de la "lase del ararra6s
os +ararra3os +ara las suestaciones de distriución del +resente Estudio sern de clase 1. 3a Jue +or e2+eriencias anteriores en estos mismos niBeles de tensión. resultaron su;icientemente satis;actorios. adems estn de acuerdo a la normaliGación BiKente de la DE'!*E*$
d) Cara"ter&sti"as de rte""i#n del ararra6s en las s!$esta"ines de distri$!"i#n d.1 Deter,ina"i#n de ls nieles de rte""i#n
os niBeles de +rotección estn determinados +or tensiones de caHda de ra3os ó tensiones de descarKa del +ararra3o a&o consideraciones. asado en el +rocedimiento de medición sura3ado en las su clusulas 4$, 3 4$ de la norma >EEE td C$11$199,$ os siKuientes niBeles de +rotección deen ser considerados: a) FO: El Balor ms alto de la descarKa FO o la tensión cresta de descarKa en 0. us a la corriente clasi;icada$ ) ': El Balor ms alto de la descarKa al im+ulso del ra3o 1.!0 o la tensión de descarKa del +ararra3os Jue resulta de una onda de corriente 4!0$ 10 "A es la maKnitud de corriente a+ro+iada Jue se recomienda$ c) ': El Balor ms alto de la descarKa al im+ulso de maniora o la tensión de descarKa del +ararra3o Jue resulta de una onda de corriente con un tiem+o a la cresta actual de us a 0 us$
e) eleccionar o determinar la sosteniilidad del aislamiento del eJui+o. %>. % 3 C as tensiones %>. % 3 C +ueden ser otenidos de los estndares de eJui+amientos$ in emarKo. % 3 C no e2isten +ara todos los niBeles de tensión de los eJu i+os$ @e;erirse a >EEE td C$1$00-199,. >EEE td C$1,- 199,. >EEE td C$11990. 3 >EEE td C,$0-199$ as tensiones de sostenimiento en relación al %> +ara Barios ti+os de eJui+os es +resentado en la tala $ a +ruea o+cional de onda ;rontal +ara alKunos trans;ormadores 3 reactores tamiLn se listan +ero no es usado en esta KuHa +ara +ro+ósitos de coordinación de aislamiento$ >EEE td C - 199
>EEE 85>DE FO@ 7PE A''>CA7>ON 7PE OF *E7A-OX>DE 5@8E
7ale 4 - Distriution arrester +rotectiBe ca racteristics
a
>ncludes air last and F circuit rea"ers: te %P. KiBen in te tale is ;or te circuit rea"er in te closed +ositin$ 7e %>
across te o+en contacts o; te circuit rea"ers in te o+ened +osition is 9-106 Kreater$
7ime to co+$
+) Eal!a"i#n de la "rdina"i#n del aisla,ient /&te, C.%@ /d)) a coordinación del aislamiento es eBaluada en ase al marKen entre la sosteniilidad del aislamiento del eJui+o (interno) 3 la tensión de descarKa en los terminales del eJui+o$ En Keneral. a3 dos mLtodos de retratar la coordinación del aislamiento. como se indica a continuación: a) Calcular los mrKenes o ratios de +rotecciónQ 3 ) @e+resentación Kr;ica de la coordinación$ >ndi;erentemente del mLtodo. se a+lican los mismos mrKenes 3 ratios de +rotección$ a re+resentación Kr;ica se muestra en la ;iKura 9$ Dee reconocerse Jue el dato de las cuatro (+or lo menos) +rueas de aislamiento Keneralmente dis+oniles +ueden ser usados +ara desarrollar una curBa a+ro2imada de aislamiento Boltios-tiem+o$ 5na curBa +loteada seKn la ;iKura 9 es una inter+retación Kr;ica de los resultados de la +ruea. Jue esta +resentado como una a3uda a la coordinación de aislamiento$ No es una Berdadera curBa tensión T tiem+o +ara el trans;ormador$ imilarmente. la curBa del +ararra3o es sim+lemente una re+resentación de los tres niBeles de +rotección$ a eBaluación de la coordinación del aislamiento +or el mLtodo de la curBa se realiGa seKn la ; iKura 9
$ trans;ormadores. Jue a sido tentatiBamente recomendada +or el comitL de trans;ormadores de la >EEE. reem+laGar al mostrado en la ;iKura 9 3 ser usado +ara calcular los mrKenes del +ararra3os$ os +ararra3os Jue satis;aKan estos mrKenes de +rotección sern considerados ace+tales
+.1 Ratis de rte""i#n
os siKuientes ratios de +rotección +ara soretensiones +or ra3os ('@1 3 '@) 3 +or soretensiones +or maniora ('@s) se a+lican$ o+orte de descarKa +or maniora (%) a) '@s -------------------------------------------------------- -------------------------- 1.1 NiBel de 'rotección de descarKa +or maniora (') o+orte a Onda Cortada (C) ) '@1 ----------------------------------------------------------------------------------- 1.0 NiBel de +rotección al ;rente de Onda (FO) o+orte a Onda Com+leta (%>) c) '@ ----------------------------------------------------------------------------------- 1.0 NiBel de 'rotección al >m+ulso (') E2+resados en +orcenta&e: '*s ('@ - 1)21006 16 '*1 ('@1 - 1)21006 06 '* ('@ - 1)21006 06 'articularmente en el estudio 3 +or lo mencionado anteriormente solo se eBaluarn los ratios '@1 3 '@
*) Eal!a"i#n de alternatias
i no +uede alcanGarse una coordinación ace+tale. las siKuientes medidas +odrHan ser eBaluadas: a) >ncrementar el %> 3 % ) Disminuir la distancia de se+aración +ararra3o T trans;ormador c) ARadir +ararra3os adicionales d) 5sar +ararra3os con caracterHsticas de +rotección ms a&as 1$ Clculos +ara la selección de +ararra3os 3 la eBaluación de la coordinación de aislamiento$ a) >ntroducción os clculos +ara la selección de +ararra3os 3 la Beri;icación de la coordinación del aislamiento se asan en lo e2+uesto en el Htem C. considerando las +articularidades de cada s uestación$ ) istema .9!1,. "# $1 Datos del sistema < 7ensión Nomina : $9 < Cone2ión del 7rans;ormador : Estrella e;ectiBamente +uesto a tierra < 'rotección contra ;allas inea-7ierra : No Dis+onile < %> del 7rans;ormador : 10 "#$ < Altura de >nstalación : ,000 m$s$n$m$ $.% Sele""i#n del ararra6s
M Calculo del *CO# *CO# 1$<$9!1$,01 *CO# 1 3 #n 1 M Calculo de 7O#sistema 3 Beri;icación del 7O#+ararra3os eKn el Htem C$$1$i:
1$, "#
7O#sistema 0$41 X 4 7O#sistema $4 "# eKn el Htem C$$1$ii. el tiem+o m2imo de duración del 7O#sistema ser 10 s. +or lo Jue. de la ;iK$ 1 de la >EEE td C$-199. se determina 7 1.,: Entonces: 7O# pararrayos = 7O# pararrayos
7<*CO# U
1$,<1
$1 "#
7O#sistema. No Cum+le
ERI5ICACIÓN DEL 75at?
Datos : Del estudio de coortocircuito se tiene lo siKuiente
>;, 0$4, ! -4,$,° +u. corriente de ;alla tri;sica >;1 0$10 ! -41$0° +u. corriente de ;alla mono;sica e sae Jue: Z1 #!>;, 1V! 0$4, ! -4,$,° 1.91 ! -4,$,° 0.194 W & 1.401 +u Zo (,#! >;1) T ( Z1W W Z) (, ! 0$10 ! -41$0°) T (0.194 W & 1.401) Zo 0.19, W & 0.1, 'or lo tanto: @1 @o Xo ----- 0.11. ----- 0.1, 3 ----- 0., X1 X1 X1 Con estos Balores 3 los Kr;icos ad&untos determinamos Jue el IFatS +ara este +unto es menor o iKual a 0.0$ De iKual ;orma se +uede calcular este ;actor +ara cada suestación de distriución. +ero asados en e2+eriencias satis;actorias 3 a lo normado +or la >EEE td C$-199. creemos conBeniente utiliGar los ;actores dados anteriormente$ M Clase del +ararra3os: Clase 1 (+ara distriución). considerando todo lo e2+uesto anteriormente 3 lo normaliGado +or la DE'!*E*$ $ntonces% para las l&neas 'edes primarias del presente estudio% se utili(ar)n pararraos con una tensin nominal de 21 !" +C," de 1- !"
$. Cara"ter&sti"as de rte""i#n del ararra6s
Con la tala N° 4. +ara +ararra3os clase 1 (distriución). 3 seKn el Htem C$ se determinan las caracterHsticas de +rotección$ Nieles de rte""i#n
Con la tala N° 4 3 lo descrito en las Norma ,11 de la DE'!*E*. +ara +ararra3os clase 1. ti+o distriución. 3 seKn el Htem C$$1 se determinan los siKuientes niBeles de +rotección: FO 40 "# ' "#. con 10 "A $. Deter,inar la ssteni$ilidad del aisla,ient del trans+r,adr eKn el Htem C$ (Ber tala ) 3 saiendo Jue %> interno del trans;ormador es 10 "#. se otiene lo siKuiente: C %>
1$1<%> 1$00<%>
19$ "# 10 "#
$.B Eal!a"i#n de la "rdina"i#n del aisla,ient
Considerando Jue la distancia de se+aración entre el +ararra3o 3 el trans;ormador es mHnima. los ratios de +rotección sern: a) '@1
o+orte de Onda Corta (C) 19$ ----------------------------------------------------------------- ---------------------- NiBel de +rotección al ;rente de Onda (FO) 40$00
$
) '@
o+orte de Onda Com+leta (%>) 10$00 ----------------------------------------------------------------- ---------------------- NiBel de +rotección al im+ulso (' a 10 "A) $00
$
CONCL8SIONES: * De acuerdo a los calculos resulta el pararrao de 21 !"#rms
