Diseño SPT Poligono 4 SPT 50 Kva

ANEXO N°
DISEÑO DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA CT

PROYECTO: POLIGONO 4 - CIENAGA
TRANSFORMADOR DE 50 KVA:
TP04-4, TP04-5, TP04-6, TP04-7, TP04-11, TP04-14, TP04-15, TP04-16, TP04-17, TP04-18,
Esta instalación eléctrica dispondrá de un Sistema de Puesta a Tierra (SPT), para evitar que personas en contacto con
ella, tanto en el interior como en el exterior, queden sometidas a tensiones de paso, de contacto o transferidas, que
superen los umbrales de soportabilidad del ser humano cuando se presente una falla.
El diseño del sistema de puesta a tierra, se ciñe a los lineamientos exigidos por el Reglamento Técnico de
Instalaciones Eléctricas – RETIE, en su Artículo 15°, cuyas funciones son las siguientes:
a. Garantizar condiciones de seguridad a los seres vivos.

b. Permitir a los equipos de protección despejar rápidamente las fallas
c. Servir de referencia al sistema eléctrico.
d. Conducir y disipar con suficiente capacidad las corrientes de falla, electrostática y de rayo.
e. Transmitir señales de RF en onda media y larga
f. Realizar una conexión de baja resistencia y con puntos de referencia de los equipos.
En el diseño del sistema de puesta a tierra se tendrá en cuenta la sección 12.3 del Estándar IEEE 80 – 2000 usando las
formulas de Schwarz, y ecuaciones de la pagina 177 sección 4.1.4 del estándar IEEE 142 - 1991, el método de
integración segmentación y la guía del Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas así:
Medición de la resistividad del terreno: Utilizando el método Wenner o método de los cuatro puntos para las
mediciones de la resistividad del terreno, se tomaron tres (3) mediciones en el Poligono 4, teniéndose que el
resultado fue el siguiente:
LOCALIZACION MEDIDA DE RESISTIVIDAD: ρ (Ohm-m)

Calle 7 # 11-56 B/ Centenario 30,14
Calle 9 # 17-50 B/ Central 27,22
Carrera 10 # 14-30 B/ Central 22,64
PROMEDIO 26,67
DATOS DE CORTOCIRCUITO
TRIFASICO MONOFASICO
Scc (MVA) 127,2 Scc (MVA) 4,4
Icc (kA)) 5,324 Icc (kA)) 0,553
R (Ohm) R (Ohm)
X (Ohm) X (Ohm)
1,0 CALCULO DE LA CORRIENTE DE FALLA EN EL SECUNDARIO DEL TRANSFORMADOR

Para determinar el calibre del conductor de la malla, utilizamos la corriente de falla en el secundario del transformador,
la cual de obtiene de la siguiente manera:
IN
Id  x 100
Z
Donde:
IN Corriente nominal del transformador de 50 KVA (2ø) (Dato de placa) 208,3 Amperios
Z Impedancia del transformador de 50 KVA (2ø) (Dato de placa) 2,3 %
9058,0 Amperios
Id Corriente de falla en el secundario del transformador de 50 KVA (2ø) 9,06 KA
2,0 CALCULO DEL CONDUCTOR DEL ELECTRODO DE PUESTA A TIERRA
Está constituida por conductores de cobre, en función de la corriente de defecto y la duración del mismo. Se
determinan las secciones mínimas del conductor a emplear por la línea de tierra, a efectos de no alcanzar su
temperatura máxima. La sección se obtendrá según la expresión siguiente:
A
Icc*K t f c
1,9737
A
Icc*K t f c
1,9737
Donde:
I cc Corriente de cortocircuito (Suministrada por el Oerador de Red) 5,324 KA

Kf Constante de tabla 15.3 del RETIE 7,06
tc Tiempo de despeje de la falla a tierra 0,18 seg
2
A Sección del conductor 8,08 mm
2 AWG
Sección del conductor de tierra mínimo a utilizar será 2
33,62 mm
3,0 CALCULO DE LA RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA
Se selecciona una configuración de la malla en anillo de diámetro 2 Mts (Radio 1.0 mts) + 1 varilla de cobre de 2.4
m x 5/8” (Ver Figura). y utilizando la resistividad aparente medida en el terreno se obtendrá el valor de la resistencia
de puesta a tierra mediante la fórmula de Sverak.
1 1  1 
R    L 
t
1  
20 A  1  h 20 / A 
Donde:
ρ Resistividad del terreno natural 26,67 Ω-m

2
A Area ocupada por la malla (π*r ) 3,1416 m2
r radio de a malla en anillo 1m
L Longitud del conductor de tierra enterrado + longitud de la varilla 5,54 m
Longitud del conductor de tierra enterrado 3,14 m
longitud de la varilla 2,4 m
h Profundidad de la malla 0,5 m
R t Resistencia de la puesta a tierra 6,4 Ω
Obtenido el valor de la resistencia de puesta a tierra 6,4 Ω observamos que está por DEBAJO del valor máximo de
resistencia de puesta a tierra para subestaciones de media tensión recomendada por el RETIE (Articulo N° 15-4)
4,0 CALCULO DE TENSION DE CONTACTO Y DE PASO TOLERABLE
Los parámetros bajo los cuales nos seguimos para el cálculo de las tensiones de paso y contacto las obtendremos
según la fórmula de la IEEE 80. Para nuestro caso especifico, se calcula para una persona de 50 Kgs. de peso (250
Newton de fuerza aplicada por cada pie) y a una longitud promedio de un paso de 1 metro.
Tensión de Contacto Tolerable:
0,116 (1000  1,5C s * s )

Uc 
tc

0 , 09 * (1  )
s
Cs  1 
2 * h s  0 , 09
Tensión de Paso Tolerable:
0,116 (1000  6C s * s )
Up 
tc
Donde:
ρ Resistividad del terreno natural 26,67 Ω-m
ρs Resistividad del terreno superficial seco 6,7 Ω-m
hs Espesor de la capa superficial 0,15 m

tc Tiempo de despeje de la falla a tierra 0,2 seg
Cs Factor de disminución de la capa artificial sobre el terreno natural 1,688
Uc Tensión de contacto tolerable 263,8 voltios
Up Tensión de contacto tolerable 277,0 voltios
ALVARO A. MANJARRES FERREIRA

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ANEXO N°

DISEÑO DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA CT

a. Garantizar condiciones de seguridad a los seres vivos.

LOCALIZACION MEDIDA DE RESISTIVIDAD: ρ (Ohm-m)

1,0 CALCULO DE LA CORRIENTE DE FALLA EN EL SECUNDARIO DEL TRANSFORMADOR

2,0 CALCULO DEL CONDUCTOR DEL ELECTRODO DE PUESTA A TIERRA

I cc Corriente de cortocircuito (Suministrada por el Oerador de Red) 5,324 KA

ρ Resistividad del terreno natural 26,67 Ω-m

Tensión de Contacto Tolerable:

0,116 (1000  1,5C s * s )

ρ Resistividad del terreno natural 26,67 Ω-m

ρs Resistividad del terreno superficial seco 6,7 Ω-m

hs Espesor de la capa superficial 0,15 m

ALVARO A. MANJARRES FERREIRA

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