“DISEÑO DE UNA SUBESTACIÓN ELECTRICA DE DISTRIBUCIÓN”
2016
PROGRAMA DE CAPACITACION CAPACITACION VIR VI RTUAL
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Diseño de Subestaciones Eléctricas de Distribución
DIMENSIONAMIENTO DE UNA SUBESTACION ELÉCTRICA DE DISTRIBUCIÓN OBJETIVOS: 1.
Seleccionar el cable alimentador para una red subterránea, que va alimentar a una
subes!"#$% "&%'e%"#&%!(. 2.
Dimensionar el calibre adecuado según los tres criterios tratados en el curso, capacidad de corriente, caída de tensión, y poder de soportar los cortocircuitos.
3.
Seleccionar la aparamenta necesaria para la subestación convencional Seccionador unipolar, !nterruptor de potencia, seccionador de potencia, "usibles, barras de cobre etc..
#.
Seleccionar la cantidad de trans"ormadores para la potencia requerida.
SELECCIÓN DE LOS E)UI*OS: I+
DATOS DE ENTRADA: $otencia de la S%D& ensión del sistema& $otencia de cortocircuito& iempo de apertura de la protección& actor de potencia& $ro"undidad de tendido& emperatura del suelo& 5esistividad t6rmica del terreno& 9ongitud&
#'(( )*+ 1( )* 2-( *+ /1( )*0 (.2( s (.' inductivo 1. m 24 2.( ) m78 :'( m
Obse,'!"#&%es: TECSUP VIRTUAL
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+l usar varios trans"ormadores normali;ados para cubrir la potencia demandada, e
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1+ Se(e""#&%!, e( "!b(e !(#-e%!.&, /!,! u%! ,e. sube,,%e! ue '! !(#-e%!, ! u%! subes!"#$% "&%'e%"#&%!(+ C!("u(& .e (! "&,,#e%e %&-#%!( .e (! /(!%! I N =
S
4800 kVA
√ 3∗U
=
√ 3∗10 kV
=277.45
A
Se(e""#$% .e( "!b(e !(#-e%!.&,: 4omo la tensión del sistema es de 1( )*, el cable podría ser uno de tensión de aislamiento ',:71 )*. $arámetros %l6ctricos ',:71 )*
$ara determinar la capacidad de conducción real del cable a las condiciones de instalación, ya que esto a"ecta a la tras"erencia de calor entre el cable y el medio, es necesario el uso de los "actores de corrección&
C&%.#"#&%es ,e!(es .e #%s!(!"#$%: emperatura del suelo& $ro"undidad de tendido& 5esistividad t6rmica del terreno& *arias ternas de cables&
24 1. m 2.( ) m78 1 terna
4t 4pt 4rtt 4pc
4 = 4t > 4rtt > 4pc > 4pt 4t = (,-3
4rtt = (,:'
4pc = 1,(
4pt = (,-
F C =0,93∗0,78∗1∗0,95= 0,689
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L! "!/!"#.!. .e "!.! "!(#b,e se 'e !3e"!.! /&, ese 3!"&,: - mm2
32 +
32>(?'-=223,- + 12( mm2
3:( +
3:(>(.?'-=2#,-3 + 1( mm2 #1( + #1(>(.?'-=2'2.#-
C("u(& .e (! "!4.! .e e%s#$%+ ∆ U =√ 3∗ I N ∗ L ( R . cosφ + X . senφ )
*!,! %ues,& "!b(e .e 150--2: 5=(.1- @7Am
B=(.12?# @7Am
∆ U =√ 3∗277.45 ∗0.689 ( 0.159 ∗0.85 + 0.1264 ∗0.5266 ) ∆ U =66.63 V
∆U =0.66 • •
$or caída de tensión que es menor al 3,C, el cable seleccionado cumple. $or capacidad de conducción seleccionamos el cable seco 2BSE ',:71 )* de 1( mm2
2+ D#-e%s#&%!, e( "!(#b,e !.e"u!.& se7% (&s ,es ",#e,#&s ,!!.&s e% e( "u,s& "!/!"#.!. .e "&,,#e%e "!4.! .e e%s#$% 8 /&.e, .e s&/&,!, (&s "&,&"#,"u#&s+ C&,,#e%e .e "!,!+ 9a corriente a transportar a los trans"ormadores es.
I =
kVA
√ 3∗kV
4800 kVA =
√ 3∗10 kV
= 277.45
A
C!("u(& .e (! "&,,#e%e .e "&,&"#,"u#& I cc=
290 MVA
√ 3∗10 kV
=16.763 kA
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C&,,#e%e .e "&,&"#,"u#& /&, e( "!b(e 9a sección del cable esta dado por&
S CUcc=
I cc∗√ t k
!44& 4orriente de cortocircuito /)+0 t& iempo de disparo del dispositivo de protección /(,( s0 )& 4onstante del conductor cobre /2BSE = (,1#30
S CUcc=
16.76∗√ 0.20 0.143
S CUcc=52.41 mm 2 abla de características de un terminal de para cable seco 2BSE.
Selección del terminal. 4alibre seleccionado& ensión má
1( mm2 1( )* interior.
Según la tabla anterior se seleccionada el terminal&
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TM92 150 --2 ; 1<5 I 9a tensión de operación má
4álculo de la caída de tensión
∆ V =
kVA ∗ L kV
∆ V =
kVA ∗ L ( R . cosφ+ X . senφ )∗10 kV
−
∆ V =
3
4800∗0.780 10
( 0.159∗0.85 +0.1264 ∗0.5266 )∗10
−
3
∆ V = 75.52 V
=+ Se(e""#&%!, (! !/!,!-e%! %e"es!,#! /!,! (! subes!"#$% "&%'e%"#&%!(> Se""#&%!.&, u%#/&(!, I%e,,u/&, .e /&e%"#! se""#&%!.&, .e /&e%"#! 3us#b(es b!,,!s .e "&b,e e"+ $rimero de"ina el esquema uni"ilar de la planta para esa potencia. ecesitamos #'(( )*+ y las opciones de selección del trans"ormador son múltiples. •
(1 trans"ormador de 3 ((( )*+.
•
(1 trans"ormador de 2 ((( )*+.
*!,! (! se(e""#$% .e 02 ,!%s3&,-!.&,es e?#se% '!,#&s ",#e,#&s: •
4on"iabilidad del sistema, 2 trans"ormadores son más con"iables que solo uno.
•
4osto de la subestación, a más trans"ormadores, se necesita más cantidad de equipos de protección.
•
5eparto de carga de toda la planta.
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Aplicación
4álculo de la corriente nominal&
I N =
S
√ 3∗U
=
4800 kVA
√ 3∗10 kV
=
277.45 A
ensión má
4orriente de cortocircuito&
I cc =
290 MVA
√ 3∗10 kV
=16.763
kA
%sta altísima corriente pasará durante (,2( s que es el tiempo que demora la protección de la concesionaria en cortar esta corriente. %n este tiempo los componentes deben soportar el calor producido y las "uer;as que se generen.
Se(e""#$% .e( #%e,,u/&, C&,,#e%e %&-#%!(: %sta debe soportar la corriente permanente calculada de 2:: +, podría seleccionarse uno de #(( o de ?3( +. ensión asignada& la tensión del interruptor debe ser mayor a la tensión má
C&,,#e%e .e "&,&"#,"u#&:
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%l interruptor debe tener la capacidad para cortar la corriente de cortocircuito má
Se(e""#$% .e (&s se""#&%!.&,es .e (4%e! 8 .e /&e%"#!+ %sta debe soportar la corriente permanente calculada de 2:: +, podría seleccionarse uno de #(( o de ?3( +. $oder de corte de 1? o 2( )+. •
ensión má
•
4orriente nominal.
•
$oder para soportar la corriente de cortocircuito.
Se(e""#$% .e 3us#b(es+
•
usible para el trans"ormador de 2 ((( )*+& 9a tensión del "usible debe ser mayor a la del sistema, puede ser de 12 o 1:, )*. 4orriente nominal del "usible& Debe al de 1,? a 2,( veces la corriente nominal del trans"ormador. I N =
S
√ 3∗U
2000 kVA =
√ 3∗10 kV
=115.47
A
4orriente nominal del "usible&
I fusible=1.6∗115.47 =184.75 A
•
usible para el trans"ormador de 3((( )*+&
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9a tensión del "usible debe ser mayor a la del sistema, puede ser de 12 o 1:, )*. 4orriente nominal del "usible& Debe al de 1,? a 2,( veces la corriente nominal del trans"ormador.
I N =
S
=
3000 kVA
√ 3∗U √ 3∗10 kV
=173.20 A
4orriente nominal del "usible&
I fusible=1.6∗173.20 =277.12 A
@+ Se(e""#&%!, (! "!%#.!. .e ,!%s3&,-!.&,es /!,! (! /&e%"#! ,eue,#.!+ *!,! u%! /&e%"#! ,eue,#.! .e @00VA u#(#!,e-&s .&s ,!%s3&,-!.&,es .e: •
(1 trans"ormador de 3 ((( )*+.
•
(1 trans"ormador de 2 ((( )*+.
*!,! (! se(e""#$% .e 02 ,!%s3&,-!.&,es e?#se% '!,#&s ",#e,#&s: •
4on"iabilidad del sistema, 2 trans"ormadores son más con"iables que solo uno.
•
4osto de la subestación, a más trans"ormadores, se necesita más cantidad de equipos de protección.
•
5eparto de carga de toda la planta.
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