Physics">
ECP El Arrozal
ECP El Arrozal
ECP El Arrozal
CONTENIDO
1. ASPECTOS GENERALES.......................................................................................................2
1.1. OBJETIVOS.................................................................................................................................2
1.2. ALCANCES .................................................................................................................................3
2. PARAMETROS ELECTRICOS .........................................................................................................3
2.1. RESISTENCIA DE LOS CONDUCTORES ...................................................................................3
2.2. REACTANCIA INDUCTIVA ..........................................................................................................4
2.3. PARAMETROS DE SECUENCIA POSITIVA, NEGATIVA Y CERO ..............................................4
2.4. DATOS TECNICOS DE LA SUBESTACION ELECTRICA MOTUPE- BARRA 22.9 KV .................5
3. ANALISIS DEL SISTEMA ELECTRICO ............................................................................................6
3.1. VERIFICACION DEL ESTUDIO DEMERCADO ELECTRICO .......................................................6
3.2. CONFIGURACION DEL SISTEMA ELECTRICO EXISTENTE ......................................................7
3.3. ANALISIS DE FLUJO DE CARGA ................................................................................................9
3.4.1. METODOLOGIA APLICADA PARA LA SIMULACION ..............................................................9
4. CALCULO DE CORTOCIRCUITO .................................................................................................. 10
5. GENERALIDAES SOBRE LOS EQUIPOS DE PROTECCION ........................................................ 12
5.1. FUSIBLE DE ESLABON TIPO ESPULSION ............................................................................... 12
5.2. RELE DE SOBRECORRIENTE (FUNCION 50/51/50N/51N) ...................................................... 13
6. CRITERIOS DE AJUSTE ............................................................................................................... 14
7. AJUSTE DE PROTECCIONES....................................................................................................... 14
8. CONCLUSIONES Y RECOMEDACIONES ..................................................................................... 18
8.1. CONCLUSIONES. ..................................................................................................................... 18
8.2. RECOMENDACIONES .............................................................................................................. 18
ANEXO 01: DIAGRAMA UNIFILIAR........................................................................................................ 19
ANEXO 02: CURVAS DE SOBRECORRIENTE ...................................................................................... 20
1
ESTUDIO DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES
1. ASPECTOS GENERALES
1.1. OBJETIVOS
El presente estudio, comprende el estudio de coordinación y protección del proyecto del sistema
de utilización en 22,9 kV para la obra; “RECORRIDO DE LA LINEA Y RED PRIMARIA EN MEDIA
TENSION 22.9 kV-1Ø(FASE-FASE) DEL CASERIO EL ARROZAL PARTE BAJA, UBICADO EN
EL DISTRITO DE MOTUPE, PROVINCIA Y DEPARTAMENTO DE LAMBAYEQUE”
El estudio tiene por objeto analizar el comportamiento normal y de falla del “RECORRIDO DE LA
LINEA Y RED PRIMARIA EN MEDIA TENSION 22.9 kV-1Ø(FASE-FASE) DEL CASERIO EL
ARROZAL PARTE BAJA, UBICADO EN EL DISTRITO DE MOTUPE, PROVINCIA Y
DEPARTAMENTO DE LAMBAYEQUE”, respecto a la interconexión con el punto de diseño en la
estructura R20-13 del alimentador MOT-103 del sistema eléctrico de potencia SEP MOTUPE
22.9 kV.
Los resultados de las simulaciones permitirán establecer si el sistema mantendrá los rangos de
tensión y los flujos por las líneas dentro de la tolerancia establecida en la Norma Técnica de
Calidad del Servicio Eléctrico (NTCSE).
El estudio de cortocircuito tiene por objeto calcular las potencias y corrientes de cortocircuito
asimétrico en los diferentes puntos de Media Tensión del proyecto, barras, líneas (puntos de
Seccionamiento) del Sistema Eléctrico para la definición de los valores para los ajustes de los TCs,
relés, fusibles, etc.
El objetivo del estudio es proponer y evaluar el esquema de protección para proteger la Red del
Proyecto y la subestación de Distribución, considerando la topología del Sistema Eléctrico
Existente, los criterios de la coordinación de las protecciones. Selectividad, Confiabilidad y
Seguridad.
2
ESTUDIO DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES
1.2. ALCANCES
2. PARAMETROS ELECTRICOS
T Oper. °C 40 40 40 40 40
3
ESTUDIO DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES
Donde:
DMG: Distancia media geométrica, e igual a 1 459,27 mm.
r : radio del conductor, en mm.
Radio Dist, Radio Coef. R
Sección Hilo med Equi L 3F F X 3F R 20°C Dila Operac
(mm²) (m) (m) (m) Trifásico (Hz) Trifásico (°C) (1/°C) (°C)
(Hr/km) (Ohm/km) 40
120mm² AAAC 0.00143 0.0077 0.00715 0.00112 60 0.4225 0.275 0.0036 0.2948
95 mm² AAAC 0.00125 0.0047 0.00625 0.00115 60 0.4327 0.358 0.0036 0.3838
70 mm² AAAC 0.00108 0.0041 0.00525 0.00118 60 0.4458 0.507 0.0036 0.5435
50 mm² AAAC 0.0015 0.0032 0.0045 0.00121 60 0.4574 0.671 0.0036 0.7193
35 mm² AAAC 0.00125 0.0026 0.00375 0.00125 60 0.4712 0.996 0.0036 1.0677
50 mm² N2XSY 0.00105 0.0022 0.00315 0.00128 60 0.4843 0.494 0.0036 1.4686
Donde:
Z: Impedancia de secuencia positiva y negativa en Ohm/km
R: Resistencia de secuencia positiva y negativa en Ohm/km
X: Reactancia de secuencia positiva y negativa en Ohm/km
Impedancia Secuencia Cero
La impedancia de secuencia cero se calcula mediante la siguiente expresión
Z0 R0 jX0 Ω/km
Donde:
Z : Impedancia de secuencia cero en /km.
R0 : Resistencia de secuencia homopolar.
R0 : (R + 0,15) /km.
R : Resistencia de secuencia positiva en /km. R=0,15: Constante
X0 : Reactancia de secuencia cero.
X0 : 3*X /km
X : Reactancia de secuencia positiva en /km
4
ESTUDIO DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES
PARAMETROS DE SECUENCIA
5
ESTUDIO DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES
VALORES DE LA
BARRA 22,9 KV
6
ESTUDIO DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES
Donde:
Para sistemas Trifásicos:
…………………………………………………………(I)
Simbología:
7
ESTUDIO DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES
8
ESTUDIO DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES
Los estudios de flujo de carga son realizados para determinar los parámetros de operación del
sistema eléctrico tales como: niveles de tensión en la barra del transformador el cual atenderá al
proyecto, flujos de potencias activa, reactiva, flujo de corriente en cada tramo de red, estos
parámetros nos ayudarán analizar el comportamiento del alimentador del Sistema en 22,9 kV, para
realizar mejoras en el diseño para disminuir la caída de tensión y pérdidas de potencia del
alimentador.
El método del cálculo usado para la simulación del Flujo es Newton Raphson, esto debido a que
se trata de analizar el sistema como un sistema asimétrico, tomando un margen de error de 0,001
realizándose automáticamente un total de 6 iteraciones para poder llegar la convergencia del
sistema y verificar que los valores obtenidos reflejen la realidad.
El análisis de flujo de carga del sistema eléctrico se efectuó mediante el módulo de flujo de potencia
del software denominado Digsilent Power Factory V.15.1, mediante el cual se ha determinado el
perfil de tensiones en media tensión en todas las subestaciones de distribución del sistema
eléctrico, así como el flujo de potencia activa y reactiva para todas las redes.
Para evaluar los resultados de las simulaciones de Flujo de Carga, se aplicará los siguientes criterios:
9
ESTUDIO DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES
4. CALCULO DE CORTOCIRCUITO
El cálculo de cortocircuito se realizará desde la SEP CAYALTI EN LA BARRA 22,9 KV, con el
propósito de brindar seguridad a los diferentes equipos a ser instalados en el proyecto, se ha
previsto limitar las corrientes de falla que pudieran suscitarse mediante dispositivos de protección
adecuadamente dimensionados y coordinados, con este propósito se ha efectuado el cálculo de
las corrientes de falla.
Para el cálculo de cortocircuito se ha utilizado Digsilent Power Factory V.15.1, este software está
diseñado para realizar análisis de sistemas de potencia mediante el flujo de carga y análisis de
cortocircuito. En este reporte se presentan los valores de la corriente de cortocircuito ante fallas
trifásicas, fallas monofásicas, por lo que los valores de la corriente de cortocircuito mostrados
cubrirán con amplitud todas las contingencias de falla que pueda ocurrir en la línea.
10
ESTUDIO DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES
11
ESTUDIO DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES
En este capítulo se muestran los equipos que son utilizados para las protecciones de la red de
conexión del el “RECORRIDO DE LA LINEA Y RED PRIMARIA EN MEDIA TENSION 22.9 kV-
1Ø(FASE-FASE) DEL CASERIO EL ARROZAL PARTE BAJA, UBICADO EN EL DISTRITO DE
MOTUPE, PROVINCIA Y DEPARTAMENTO DE LAMBAYEQUE”
12
ESTUDIO DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES
Son equipos que funcionan asociados a los interruptores de potencia que normalmente se ubican
en la entrada y salida de las subestaciones. El relé recibe la señal de corriente desde un elemento
auxiliar denominado transformador de corriente (TCs), el mismo que en su lado secundario tiene
un valor nominal de 1A. cuando la señal de corriente es mayor o igual a cierto valor prefijado en
el relé, este comienza a operar, para que luego de un determinado tiempo, se cierren sus contactos
normalmente abiertos, ordendando el disparo del disyuntor o interruptor principal al cual está
asociado.
Un esquema de la conexión para este tipo de equipos de protección completo, puede observarse
en el siguiente diagrama.
La selectividad a proteger un sistema con relés, se obtiene mediante la utilización de las curvas
características que poseen los mismos. Según las curvas características, tenemos dos tipos básicos de
relés de sobrecorriente: el tipo instantáneo y el tipo temporizado o retardo de tiempo.
13
ESTUDIO DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES
6. CRITERIOS DE AJUSTE
En este capítulo se describen los criterios generales que se utilizaran en las especificaciones de
los ajustes de las protecciones del sistema en estudio.
7. AJUSTE DE PROTECCIONES
14
ESTUDIO DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES
15
ESTUDIO DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES
Habilitado SI
Arranque [A] 0,15
Tiempo Fijo [s] 0,0
16
ESTUDIO DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES
17
ESTUDIO DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES
8. CONCLUSIONES Y RECOMEDACIONES
8.1. CONCLUSIONES.
Para definir los parámetros de ajuste del relé de sobrecorriente, se tomó en consideración la suma
de la corriente nominal de cada transformador instalado de la obra. “RECORRIDO DE LA LINEA
Y RED PRIMARIA EN MEDIA TENSION 22.9 kV-1Ø(FASE-FASE) DEL CASERIO EL ARROZAL
PARTE BAJA, UBICADO EN EL DISTRITO DE MOTUPE, PROVINCIA Y DEPARTAMENTO DE
LAMBAYEQUE”.
Para la evaluación de cortocircuito monofásico se consideró la evaluación para corrientes de alta
impedancia con una resistencia de falla a tierra de 100 ohm.
8.2. RECOMENDACIONES
Se recomienda realizar los ajustes del relé de acuerdo a los parámetros propuestos en este
estudio.
Habilitado SI
Arranque [A] 0,15
Tiempo Fijo [s] 0,0
18
ESTUDIO DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES
19
ESTUDIO DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES
FALLA BIFASICA
20
ESTUDIO DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES
FALLA MONOFASICA
21
ESTUDIO DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES
22
ESTUDIO DE COORDINACIÓN DE
PROTECCIONES
23