CALCULO DE COORDINACION DE PROTECCION MEDIA TENSION Y BAJA TENSION PUNTO DE DISEÑO F1 (CUT OUT)= 10 A F2 (CUT OUT)= 2
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CALCULO DE COORDINACION DE PROTECCION MEDIA TENSION Y BAJA TENSION
PUNTO DE DISEÑO
F1 (CUT OUT)= 10 A
F2 (CUT OUT)= 2 A
Z1 6.20 m
Z2 = 291.5 m
C8---A1-SP = M.D. 29.98 kW C8---A2-SP = RESERVA C8---A3-SP = RESERVA C8---A1-AP = M.D. 0.165 kW
Pcc (22.9kV) = 7.77 MVA
El cálculo de coordinación se efectuara para coordinaciones normales de operación, es decir para potencia de transformador de: 80 kVA Sea:
R2
Z
X2
a) Hallando las Corrientes de corto circuito Conductor de AAAC de 50 mm² L1 = 0.0062 km L2 = 0.2915 km R = 0.735 X = 0.443
/km /km
Entonces Z1 = Z2 = 0.8582 Luego : ZL = Z x L ,
/km
entonces: PccL = kV2 / ZL
Z(L1) = 0.0053
,
Pcc (L1) = 98559.97 MVA
Z(L2) = 0.2502
,
Pcc (L2) =
2096.30 MVA
Por lo que, siendo Pcc1 = 7.77 MVA Pcc2 = Pcc1 x PccL1 / Pcc1 + PccL1 = 7.769 MVA Pcc3 = Pcc2 x PccL2 / Pcc2 + PccL2 = 7.741 MVA Pcc3A = Pcc3 x PccT1 / Pcc3 + PccT1 = 1.589 MVA Donde: PccT1 = MVA/Vcc = 0.08/0.04 = 2.0 MVA De las Pcc obtenidas hallamos las corrientes de corto circuito I k, en los diversos puntos
Ik
Pcc
3 kV
Remplazando valores IK1 IK1 = 7.77/(1.7321x22.9)kV. IK1 = 0.19590 kA.
Remplazando valores IK2 IK2 = 7.769/(1.7321x22.9)kV. IK2 = 0.19588 kA. Remplazando valores IK3 IK3 = 7.741/(1.7321x22.9)kV. IK3 = 0.19516 kA. Remplazando valores IK3A IK3A = 1.589/(1.7321x0.38)kV. IK3A = 2.4148 kA.
b) Seleccionando fusible en S.E. Fusible en sub-estación “SE8---A”, 80 KVA
In
KVA
3
(Proyectada)
kV
In = 80/(1.7321x22.9) In = 2.02 A. Por lo tanto seleccionamos un Fusible Link del tipo “K” de 2 A.
c) Seleccionando Interruptor Termomagnético Hallando In del interruptor termomagnético en el punto 3A.
In3 A
KVA
3 kV
De acuerdo a lo coordinado con la Concesionaria el análisis de protección se efectuará con el Circuito de Máxima Demanda, en este caso el Circuito C8---A1, cuya Máxima Demanda es: 29.98 kW In 3A = 29.98 / ( 1.7321x0.9x0.38) = 50.61 A. Entonces Id = 63.26 A. Seleccionamos un Interruptor Termomagnético de las siguientes características Modelo NS100N- STR22SE, 36 kA a 380 V. -
Regulación Térmica
I0
I CARGA I N , INT .
I0 = 63.26/100 I0 = 0.6326 Por lo tanto IN0 = 0.63xIn = 0.63x100= 63 A
Ir
I CARGA I N0
Ir = 63.26/63 Ir = 1.004 Por lo tanto Ir = 1.00xIN0 = 1.00x63= 63.0 A -
Regulación magnética
Im = IK3A / Ir = (2.4148 x 1000)/63 = 38.33 La calibración se puede hacer de 2 a 10Ir, por lo que calibraremos en la regulación “2” Por lo tanto: Im = 2x63.0 = 126.0 A Lo que significa que para Icc > 0.126 kA el Interruptor disparara por cortocircuito. Hallando tiempo de apertura del Interruptor Termomagnético con unidad de disparo STR22SE a la corriente de Ik3A = 2.4148 kA, e Ir = 63.0 A, Ik3A /Ir = 38.33, entonces T3Amax = 0.005 seg. La protección contra cortocircuitos de gran magnitud se realiza mediante su dispositivo INST, de rango fijo li = 11xIn = (11 x 100)/1000 = 1.10 kA. Hallando Ik3A, reflejada al lado de alta tensión
Ik 3 A Re f
I k 3 A kVsec kVprim
Sea : Ik3Aref = ((2.4148 x 1000) x 0.38) /22.9 = 40.07 A Luego con la corriente de corto circuito de B.T. reflejada al punto 3, y con IF2 = 2 A en curva de tiempo máximo de apertura se obtiene: T I k3A ref = 0.125 seg. Por lo que 0.005 seg < 0.125 seg, abriendo primero el interruptor termomagnético antes que el fusible Link.
d) Seleccionando el Fusible F1 (De inicio de Línea) Coordinación con Fusible F2 Hallando tiempo de apertura del F2, InF2 = 2 A y IK3 = 0.19516 kA, se obtiene tF2 = 0.018 seg. Luego tF2 = Tc = tiempo máximo de apertura del Fusible F2 Si Tm = 1.33 Tc ; Tm = Tiempo mínimo de fusión de F 1 Luego Tm =0.024 seg. Con Tm = 0.024 seg e IK3 = 0.19516 kA en curva de fusible Link tipo “K”, seleccionamos la curva superior al punto de intersección hallado entonces: InF1 = 10 A. Luego el Tiempo mínimo de Fusión que se halla a la corriente de cortocircuito I K3 y el fusible seleccionado es TF1mín fusión = 0.04 seg. Con InF1 = 10 A e IK2 = 0.19588 kA, en curva de tiempo de máxima apertura se obtiene, tF1max apert = 0.076 seg Por lo tanto: tF1 > tF 2
0.076 seg > 0.018 seg
Abriendo primero el fusible F2 antes que el F1.
CUADRO RESUMEN
PARÁMETRO
FUSIBLE F1 (LINK) FUSIBLE F2 (LINK) INTERRUPTOR PROTEGIDO PROTECTOR TERMOMAG. (B.T.) (M.T.) (M.T.)
In (A) Pcc (MVA) Icc en cada punto (kA) Tiempo max. de apert.(seg) En cada punto. Icc reflejado en M.T. (kA) Tiempo max. de apert.(seg) con falla en B.T.
10
2
100
7.769
7.741
1.589
0.19588
0.19516
2.4148
0.076
0.018
0.005
0.04007 ----
2.4148 0.125
0.005
NOTA:
Los cálculos realizados están basados a la Potencia de corto circuito, Tensión dados por la empresa concesionaria. La corriente de corto circuito se halla para realizar la selección de los Dispositivos (fusibles, interruptor, etc) y encontrar los tiempos en que apertura cada dispositivo de protección(no olvidar que un cortocircuito tiende a ir aguas arriba) La corriente de corto circuito reflejada a Media Tensión se realiza para ver los tiempos en la cual van aperturar los Dispositivos de protección que se encuentran en cada punto, en el momento que Simulemos una falla en Baja Tensión. Por indicaciones de estandarización de la Empresa Concesionaria, se emplearan Interruptores Termomagneticos de 3x100 A en todos los circuitos de baja tensión para Servicio Particular, con regulación Io = (0.5 a 1)In, Ir = (0.8 a 1)Io, Im = (2 a 10)Ir.