LT 138 kV SE Malabrigo – SE Santiago de Cao
HIDRANDINA S.A.
MEMORIA DE CÁLCULO DE PARARRAYOS 138 kV CONTENIDO
1.0 OBJET OBJETIVO IVO 2.0 NORMAS 3.0 DEFINI DEFINICIO CIONES NES 4.0 PARÁMETROS ARÁMETROS ELECTRICOS DE LA SUBESTACION SUBESTACION 5.0 PARÁMETROS ARÁMETROS AMBIENTALES AMBIENTALES 6.0 CRITERIOS CRITERIOS DE SELECC SELECCIN IN 6.1 Ele$$in de la Corriente no-inal de de&$arga de %n /ararra,o& 6.2 Ele$$in de la $la&e de de&$arga de %n /ararra,o& 6.3 Ele$$in de la Linea de (%ga 6.4 Ele$$in de la Ten&in de 0%n$iona-iento Contin%o 2$ 6.5 Ele$$in de la& Sobreten&ione& Te-/oral T4V$ 6.6 Margen de rote$$in a i-/%l&o& ti/o ra,o !.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES RECOMENDACIONES ANE"O N#1$ CARACTERISTICAS CARACTERISTICAS TECNICAS DE LOS PARARRA PARARRAYOS YOS
arte !" C#l$%lo& '%&ti(i$ati)o& Me$#ni$o&* El+$tri$o& , $i)ile&
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ro-otora de ro,e$to& SAC.
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MEMORIA DE CÁLCULO DE PARARRAYOS 138 kV 1%0
OBJETIVO De&$ribir lo& /ro$edi-iento& de $#l$%lo /ara deter-inar el )alor de lo& &ele$$ionar ade$%ada-ente lo& /ararra,o&.
2.0
/ar#-etro& re%erido& $on el (in de
NORMAS En la elabora$in de la /re&ente -e-oria de $#l$%lo &e 6a %tili7ado $o-o re(eren$ia& la& &ig%iente& nor-a& " • IEC 60099-4/Parte 4 " ararra,o& de =ido -et#li$o &in e=/lo&ore& /ara &i&te-a& de $orriente alterna • IEC 60099-5/Parte 5 " Re$o-enda$in /ara la &ele$$in , a/li$a$in de /ararra,o&
3.0
DEFINICIONES En la /re&ente -e-oria de $#l$%lo &e a/li$ar#n la& &ig%iente& de(ini$ione& " • Tensión asignada de un pararrayos (Ur)
Valor e(i$a7 -#=i-o de la ten&in a (re$%en$ia ind%&trial ad-i&ible entre &%& borne& /ara la $%al e&t# /re)i&to %n (%n$iona-iento $orre$to en $ondi$ione& de &obreten&ione& te-/orale& e&table$ida& en lo& en&a,o& de (%n$iona-iento. SegBn e&to& en&a,o&* la ten&in no-inal $orre&/onde al )alor e(i$a7 -#=i-o de ten&in a (re$%en$ia ind%&trial %e e& $a/a7 de &o/ortar d%rante 1; &* de&/%e& de 6aber &o-etido al /ararra,o& a lo& i-/%l&o& de $orriente de gran a-/lit%d o de larga d%ra$in. 2na )e7 reali7ado el en&a,o* el )alor de la ten&in no-inal del /ararra,o& $orre&/onde a %n )alor nor-ali7ado in(erior al obtenido nor-al-ente el in-ediata-ente in(erior /ara garanti7ar el $orre$to (%n$iona-iento del /ararra,o&. • Tensión de funcionamiento continuo de un pararrayos (Uc)
La ten&in de (%n$iona-iento $ontin%o e& el )alor e&/e$i(i$ado ad-i&ible de la ten&in e(i$a7 a (re$%en$ia ind%&trial %e /%ede a/li$ar&e de (or-a $ontin%a entre lo& borne& de %n /ararra,o&. • Tensión residual de un pararrayos (Ures)
Valor de $re&ta de la ten&in %e a/are$e entre lo& borne& de %n /ararra,o& d%rante el /a&o de la $orriente de de&$arga • Corriente nominal de descarga de un pararrayos (In)
Valor de $re&ta del i-/%l&o de $orriente de de&$arga %e &e %&a /ara de&ignar %n /ararra,o& • Impulso de corriente tipo rayo I-/%l&o de $orriente de 85;. Lo& li-ite& en el a'%&te del e%i/o deben &er tale& %e lo& )alore& -edido& e&ten entre µ& , µ& /ara la d%ra$in $on)en$ional del (rente , entre 18 & , 55 & /ara la d%ra$in 6a&ta el &e-i)alor en la $ola. • Dispositivo de alivio de presión de un pararrayos
Di&/o&iti)o /ara li-itar la /re&in interna en %n /ararra,o& , e)itar la rot%ra )iolenta de la en)ol)ente* $o-o $on&e$%en$ia del /a&o /rolongado de la $orriente de (allo o de %n $ebado interno del /ararra,o&.
4.0
PARÁMETROS ELECTRICOS DE LA SUBESTACION En la Tabla N91*&e indi$an lo& /ar#-etro& el+$tri$o& de la S%be&ta$in " Tabla Nº1: Parámetros
Eléctricos u!estación
Volta'e No-inal
138 kV :; H7
0re$%en$ia No-inal Ten&in -#& ele)ada de %na red 2& M#=i-a $orriente de $orto$ir$%ito
1 1.<
Ne%tro e(e$ti)a-ente /%e&to a tierra 0a$tor de (alta o de(e$to a t ierra k 0a$tor de Seg%ridad k-
1.;! ;.8
0a$tor de Di&e?o ko
5.0
PARÁMETROS AMBIENTALES En la Tabla N95* &e indi$an lo& /ar#-etro& a-bientale& " Tabla Nº2: Parámetros
"m!ientales IV M%, 0%erte 31 --kV 1;; 3; 9C
Ni)el de $onta-ina$in a-biental IEC :;81! Di&tan$ia de (%ga -@ni-a no-inal Alt%ra &obre el ni)el del -ar Te-/erat%ra a-biente
arte !" C#l$%lo& '%&ti(i$ati)o& Me$#ni$o&* El+$tri$o& , $i)ile&
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6.0
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CRITERIOS DE SELECCIN La& $ara$teri&ti$a& %e debe $%-/lir %n /ararra,o /ara /roteger %n $on'%nto de e%i/o& en %n /%nto del &i&te-a &on " Ele$$in de la $orriente no-inal , $la&e de de&$arga. Ele$$in de la Linea de (%ga Ele$$in de la Ten&in Contin%a de 4/era$in 2$ Ele$$in de la& &obreten&ione& te-/orale& T4V$ Margen de /rote$$in a i-/%l&o& ti/o ra,o
6.1
E&'(()*+ ,' &- C//)'+' +)+-& ,' ,'(-/- ,' + -/-//- Lo& )alore& nor-ali7ado& de $orrriente no-inal de de&$arga &on " 1*! kA * 5*! kA* ! kA* 1; kA , 5; kA
6.2
E&'(()*+ ,' &- (&-' ,' ,'(-/- ,' + -/-//- E=i&ten $in$o $la&e& de de&$arga nor-ali7ada&" $la&e& 1*5 , 3 /ara lo& /ararra,o& de 1; kA de $orriente no-inal* , $la&e& < , ! /ara la& de 5; kA. En la /ra$ti$a* lo& )alore& %tili7ado& de $orriente& no-inale& , $la&e de de&$arga &on lo& -o&trado& en la Tabla N93
Tabla Nº3: &alores
de corrientes nominales de descarga (In) y Clase de descarga en función de la tensión nominal
(Un) del sistema Ten&in No-inal del Si&te-a 2n 2n ≤ :: kV
Ten&in M#=i-a del &i&te-a 2& 2& ≤ 5.! kV
:: kV J 2n ≤ 55; kV
5.! kV J 2& ≤ 5
55; kV J 2n ≤ 38; kV
5
2n K 38; kV
2& K <5; kV
! kA
Cla&i(i$a$in de ararra,o& In 1; kA 5; kA Cla&e Cla&e Cla&e Cla&e Cla&e 1 5 3 < !
F
F
F F
F F
F F
F
En e&te $a&o &e eligen lo& &ig%iente& )alore&" F Corriente no-inal del /ararra,o&" In G 5; A F Cla&e de de&$arga" Cla&e <
6.3
E&'(()*+ ,' &- L)+'- ,' 7La linea de (%ga e& la di&tan$ia -edida a lo largo del ai&la-iento e=terior del e%i/o* , e& %na -edida de la $a/a$idad del e%i/o re&/e$to al rie&go de $ontorneo e=terior en entorno& $onta-inado&. Se de(inen < ni)ele& de $onta-ina$in* $on %na l@nea de (%ga e&/e$@(i$a no-inal -@ni-a /ara $ada %no de ello& e=/re&ada en --kV de la ten&in -#=i-a del &i&te-a 2&. La l@nea de (%ga -@ni-a /ara %n ni)el de $onta-ina$in deter-inada &e obtiene a /artir de la l@nea de (%ga e&/e$i(i$ada , de la ten&in -#=i-a del &i&te-a 2&.
#inea de fuga (mm) $ Us (%&) ' #nea de fuga especifica nominal mnima (mm%&)******+(,) Al tratar&e de %na 7ona de ni)el de $onta-ina$in -%, (%erte* la l@nea de (%ga e&/e$i(i$a -@ni-a de e& de 31 --kV. Dado %e la ten&in -#=i-a del &i&te-a 2& e& de 5
T-&- 4" L@nea de (%ga del ararra,o& -- 2&
L@nea de (%ga
kV
Linea de (%ga E&/e$i(i$a --kV
1
31
<*<!.;;
--
La l@nea de (%ga del /ararra,o& deber# &er -a,or a "
arte !" C#l$%lo& '%&ti(i$ati)o& Me$#ni$o&* El+$tri$o& , $i)ile&
<*<!.;; --
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6.4
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E&'(()*+ ,' &- T'+)*+ ,' F+()+-)'+ C+)+ 9U(: El /ararra,o& debe &er $a/a7 de &o/ortar la ten&in -#=i-a del &i&te-a en $ondi$ione& de o/era$in. or tanto* el )alor de la ten&in de (%n$iona-iento $ontin%o del /ararra,o& 2$ debe &er -a,or %e el )alor de la ten&in -#=i-a del &i&te-a 2&. istemas con neutro efectivamente puesto a t ierra ara e&te $a&o en /arti$%lar el /ararra,o& e&t# in&talado entre (a&e , tierra* &% ten&in de o/era$in $ontin%a deber# $%-/lir"
Uc≥
Us
...... 5
√ 3
Donde" 2& " Ten&in -a& ele)ada de %na red kV A $ontin%a$in &e /ro$eder# a $al$%lar la Ten&in de 0%n$iona-iento Contin%o 2$* $on&iderado en el /ro,e$to.
/ara el ni)el de ten&in
T-&- 5" Ten&in de 0%n$iona-iento Contin%o 2$ kV
6.5
$ calculado
2& kV
Si&te-a
1
Ne%tro e(e$ti)a-ente /%e&to a tierra
kV 83.5
E&'(()*+ ,' &- S/''+)+' T'/-& 9TOV(: La $a/a$idad del /ararra,o& /ara &o/ortar &obreten&ione& te-/orale& T4V $ e& el )alor e(i$a7 de la -#=i-a &obreten&in te-/oral a (re$%en$ia ind%&trial %e e& $a/a7 de &o/ortar entre &%& ter-inale& d%rante %n tie-/o deter-inado. La ten&in no-inal del /ararra,o& 2r &era a lo &%-o el )alor de T4V $ /ara 1; &.
Ur ≤TOVc ( 10 s ) ...... 3 El )alor de T4V $ re/re&enta* /or tanto la $a/a$idad del /ararra,o& /ara &o/ortar* de&de %n /%nto de )i&ta energeti$o* la& &obreten&ione& te-/orale& %e /%eden a/are$er en la red. A&i-i&-o el /ararra,o debe &er $a/a7 de &o/ortar e&ta& &obreten&ione& 6a&ta el tie-/o de a$t%a$in de la& /rote$$ione& $on)en$ionale&. ara /oder $o-/arar di(erente& )alore& de -agnit%d , d%ra$in de la di(erente& &obreten&ione& te-/orale& $on la $a/a$idad del /ararra,o& /ara &o/ortarla&* &e &%ele $on)ertir $ada %na de ella& a %na a-/lit%d e%i)alente 2e /ara %na d%ra$in de 1; &.
Ueq =Ut (
Tt 10
)m
.... <
Donde" " & a a-/ t% e a &o reten& n te-/ora re/re&entat )a t " & a %ra$ n e a &o reten& n te-/ora re/re&entat )a t 2e " E& la a-/lit%d de la &obreten&in te-/oral re/re&entati)a e%i)alente /ara 1; & " E& %n e=/onente %e de&$ribe la $ara$ter@&ti$a de la ten&in a (re$%en$ia ind%&trial (rente al tie-/o del /ararra,o& El e=/onente - )aria entre ;.;18 , ;.;55* , &e &%ele %tili7ar %n )alor -edio de ;.;5. A&@ la $a/a$idad del /ararra,o& /ara &o/ortar &obreten&ione& te-/orale& T4V $ d%rante 1; & debe &er &%/erior a la &obreten&in te-/oral re/re&entati)a e%i)alente& /ara 1; & 2 e "
TOV c ( 10 s )≥ U eq
arte !" C#l$%lo& '%&ti(i$ati)o& Me$#ni$o&* El+$tri$o& , $i)ile&
.... !
<
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El )alor de &obreten&in -#=i-a %e /%ede a/ere$er en %n &i&te-a /or (alta a tierra 2t e& "
U t =
k ∗U s
.... :
√ 3
Donde" 2& " Ten&in -a& ele)ada de %na red kV k
" 0a$tor de (alta a tierra
ara &i&te-a& $on ne%tro rigido a tierra e& 6abit%al %na d%ra$in -#=i-a de (alta a tierra de 1& , (a$tor de (alta a tierra kG1*<
T-&- 6" A-/lit%d de la &obreten&in te-/oral re/re&entati)a e%i)alente /ara 1;& kV 2& kV
Tt &eg
-
2e kV
1
1
;.;5
111.3
or tanto &e debera $%-/lir %e la &obreten&in te-/oral %e el /ararra,o& /%eda &o/ortar d%rante 1;& &ea al -eno&" T4V$1;& ≥ 111.3
6.6
M-/'+ ,' P/'(()*+ - )& ) /- El -argen de /rote$$in a i-/%l&o& ti/o ra,o de %n /ararra,o& e& el $o$iente entre la ten&in &o/ortada a i-/%l&o& ti/o ra,o del e%i/a-iento a /roteger LI , el ni)el de /rote$$in a i-/%l&o& ti/o ra,o del /ararra,o& 2/l
Margen de rote$$in a i-/%l&o& ti/o ra,o
=
LIW U pl
....
En general* el -ini-o - argen de /rote$$in a i-/%l&o ti/o ra,o e& de"
LIW ≥1 .2 U pl
.... 8
El ni)el de /rote$$in del /ararra,o& 2/l deber# &er tal %e &e $%-/lan lo& -argene& de /rote$$in -@ni-o&. %e&to %e el ni)el de ai&la-iento del tran&(or-ador /ara i-/%l&o& ti/o ra,o LI e& 35! kV* el ni)el de /rote$$in &era $o-o -#=i-o "
T-&- !" Ni)el de rote$$in del ararra,o& 2/l kV
!.0
LI
2/l
kV
kV
:!;
!<1.:
CONCLUSIONES Y RECOEN!"CIONES
F El /ararra,o& a &ele$$ionar debera $%-/lir $on la& &ig%iente& $ara$ter@&ti$a& "
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T-&- 8" Tabla de Criterio& , Modelo re$o-endado del /ararra,o& Criterio
Modelo ELIM O
Corriente no-inal I n
1; kA
P15;EV1
Cla&e de de&$arga Ten&in no-inal 2 r
3
3
Ten&ion de 0%n$iona-iento Contin%o 2$ T4V$1; & L@nea de 0%ga Ni)el de rote$$in 2/l Margen de rote$$in
15; kV
≥83.5 V
5 kV
≥ 111.3 kV ≥ <*<!.; -≤ !<1.: kV ≥ 1.5
135 kV !*3;5.; -585 V 5.:3
; De&de el /%nto de )i&ta de $oordina$in del ai&la-iento* &e /re(ieren /ararra,o& de -enor ten&in no-inal debido a %e /er-iten %n -a,or -argen de /rote$$in.
; La ele$$in del /ararra,o& debe &er el $o-/ro-i&o entre la $a/a$idad del /ararra,o& /ara &o/ortar la& &obreten&ione& , la /rote$$ion del e%i/o. En general* /ara $%-/lir e&te $o-/ro-i&o &%ele tener -a,or /e&o e&/e$i(i$o la /rote$$in del tran&(or-ador.
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"NE#O Nº 1 C"R"CTERISTIC"S TECNIC"S !E LOS P"R"RR"YOS
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T-&- 1 LINEAS DE FU
'& ,' C+-)+-()+
L)+'- ,' 7- E'(?7)(+)+-& ?+)- @kV:
E='& ,' '+/+ ))( ; ona& &in ind%&tria& , $on ba'a den&idad de )i)ienda& e%i/ada& $on $ale(a$$in.
; ona& $on ba'a den&idad de ind%&tria& o )i)ienda&* /ero I
&o-etida& a )iento& o ll%)ia& ( re$%ente.
LI
16%0
; ona& Agri$ola& ). ; ona& Monta?o&a. Toda& e&ta& 7ona& e&t#n &it%ada& al -eno& de 1;k- a 5; k-. del -ar , no e&t#n e=/%e&ta& a )iento& dire$to& de&de el -ar
; ona& $on ind%&tria& %e no /rod%$en 6%-o e&/e$ial-ente $onta-inante ,o $on den&idad -edia de )i)ienda& e%i/ada& $on $ale(a$$in.
II
; ona& $on ele)ada den&idad de )i)ienda& ,o ind%&tria& /ero
MEDIO
&%'eta& a )iento& (re$%ente& ,o ll%)ia.
;
20%0
ona& e=/%e&ta& a )iento& de&de el -ar* /ero no -%, /r=i-a& a la $o&taal -eno& di&tante& ba&tante& kil-etro&
; ona& $on ele)ada den&idad de ind%&tria& , &%b%rbio& de grande&
III
$i%dade& $on ele)ada $onta-ina$in.
FUERTE
den&idad
de
$ale(a$$in
generando
; ona& $er$ana& al -ar o en $%al%ier $a&o* e=/%e&ta& a )iento&
25%0
relati)a-ente (%erte& /ro)eniente& del -ar
; ona&* general-ente de e=ten&in -oderada* &o-etida& a /ol)o& $ond%$tore& , a 6%-o ind%&trial $ond%$tore& /arti$%lar-ente e&/e&o&.
IV MUY FUERTE
%e
/rod%$e
de/&ito&
; ona&* general-ente de e=ten&in -oderada* -%, /r=i-a& a la $o&ta , e=/%e&ta& a /%l)eri7a$in &alina o a )iento& -%, (%erte& , $onta-inado& de&de el -ar.
31%0
; ona& de&+rti$a&* $ara$teri7ada& /or no tener ll%)ia d%rante largo& /eriodo&* e=/%e&to& a (%erte& )iento& %e tran&/ortan arena , &al* , &o-etida& a $onden&a$in reg%lar.
N-$ E&ta tabla deber# a/li$ar&e Bni$a-ente a ai&la-iento de )idrio o /or$elana , no $%bre alg%na& $ondi$ione& a-bientale&* tale& $o-o nie)e , 6ielo ba'o (%erte $onta-ina$in* ll%)ia inten&a* 7ona& #rida&* et$. 1 De a$%erdo $on la Nor-a CEI :;81!* L@nea de (%ga -ini-a de ai&ladore& entre (a&e , tierra relati)a& a la ten&in -a& ele)ada de la red (a&e(a&e. 5 E-/leo de (ertili7ante& /or a&/ira$in o %e-ado de re&id%o&* /%ede dar l%gar a %n -a,or ni)el de $onta-ina$in /or di&/er&in en el )iento. 3 La& di&tan$ia& de&de la $o&ta -arina de/enden de la to/ogra(@a $o&tera , de la& e=tre-a& $ondi$ione& del )iento.
