Procedimientos Esenciales de Cálculo y Protección en Sistemas Eléctricos de Potencia

Cálculo y Procedimientos en Sistemas Eléctricos de Potencia

Fallo Fase-Tierra y Ajuste de Zonas

El fallo fase-tierra se modela con una E invertida conectada a tierra con una impedancia 3Zf.

Cálculo de admitancia: YFa1 = (eao + ea1 + ea2) / (Z0 + Z1 + Z2 + 3Zf); donde 1/3Yf = yaf0 = yaf1 = yaf2.

Ajuste de Zonas de Protección

1. Cálculo del Factor de Corrección (FC): FC = TT / TI.
2. Corrección de las zonas: Se corrigen las impedancias (Z) multiplicándolas por el porcentaje y dividiendo por el FC.

Representación Gráfica y Carga Máxima

Dibujo (Diagrama R-X): En el eje X-Y, se representan los ángulos de las impedancias (Z) y sus módulos desde el eje Y, uniéndolos posteriormente.

Si se solicitan datos de carga máxima:

• Carga máxima real: R_carga_máxima_real = Un² / 2.
• Carga máxima corregida: R´_Carga_máxima = R_real / 2.

Finalmente, se representan los complejos. El eje X debe medir la longitud (L) y al final se indica la carga máxima y el punto de trabajo.

Determinación del Nivel Básico de Aislamiento (BIL) y Corriente de Cortocircuito

Ejercicio BIL:

1. Se determina la tensión nominal (Un) de la tabla inmediatamente superior al dato proporcionado.
2. En la tercera columna, el dato más restrictivo corresponde al Nivel Básico de Aislamiento (BIL).
3. Cálculo de la Corriente Nominal (In): In > S / (√3 * Un). El resultado se multiplica por un factor de seguridad de 1,2, y se elige la In inmediatamente superior.
4. Cálculo de la Corriente de Cortocircuito Inicial (I"K): I"K = c * εScc / (√3 * Un), donde c = 1,2. Se elige el valor inmediatamente superior entre las dos opciones calculadas.

Ajuste de Curvas de Protección y Tiempo de Actuación

1. Criterio para la Corriente de Ajuste (Iaj): 2 * I_máx_carga < Iaj < I_mín_cc / 3.
2. Se representa el ajuste, dividiendo las fronteras entre transformadores de tensión (TT).
3. Si no se especifica, se selecciona la curva de dial de tiempo más pequeño (la más rápida en actuar).
4. Cálculo del Tiempo de Actuación:

   Se toma la intensidad máxima ante fallo y se divide entre el Factor de Corrección (FC). Con este valor, dividido por la intensidad mínima que se tiene en la frontera de Iaj, se obtiene la relación del eje X. Se sube en la gráfica y el punto donde corte con la curva seleccionada es el tiempo de actuación.

Conceptos Fundamentales de Seguridad Eléctrica

Definiciones de Tensiones de Riesgo

Tensión de Paso

Tensión que aparece entre dos puntos del suelo separados por una distancia estándar de 1 metro (un "paso").

Tensión de Contacto

Tensión que aparece entre un elemento conductor accesible y un punto del suelo separado por una distancia estándar de 1 metro.

Estas tensiones se utilizan para definir los límites máximos que una persona puede soportar para evitar daños.

Configuraciones de Subestaciones y Diagramas Unifilares

Componentes de Subestación (Interruptor Sencillo - Doble Barra)

1. Barra 1
2. Barra 2
3. Seccionador
4. Interruptor
5. Transformador de Intensidad (TI)
6. Transformador de Tensión (TT)
7. Seccionador a Tierra
8. Pararrayos
9. Transformador Principal

Tipos de Diagramas Unifilares

• Barra simple partida
• Configuración en anillo

Componentes del Unifilar (Interruptor Sencillo - Barra Simple Partida)

1. Pararrayos
2. Interruptor
3. Transformador de Intensidad
4. Seccionador
5. Seccionador de Puesta a Tierra
6. Transformador de Tensión Capacitivo
7. Transformador de Tensión

Selección de Conductores y Cálculo de Resistencia

Procedimiento para Encontrar el Conductor Adecuado

1. Cálculo del factor fT: Se utiliza el formulario Rt1, pero sin multiplicar por R20.
2. Verificación de resistencia: Rk * fT <= Fórmula R_fase.
3. Despeje de la resistencia específica (Rk): Se despeja Rk (en ohmio/km).
4. Selección final: Rk_cond = Rkf / n. Se verifica que Rk_cond <= 4 * Rk. El valor resultante se busca en la tabla de conductores.