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CoordinacinDe Aislamiento
En Subestaciones Aisladas
En Aire AISJos Guillermo Bedoya Barrios
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Coordinacin DeAislamiento En
Subestaciones AIS Coordinacin de aislamiento en una
subestacin es el ordenamiento ydimensionamiento de los diferentes
equipos, de forma que al presentarseuna onda de sobre tensin esta sedescargue en el elemento adecuado.
Asimismo es el diseo de distanciaselctricas de modo que se no existan
arcos elctricos en condicionesnormales y de sobre tensionesnormalizadas
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Coordinacin Deaislamiento en
Subestaciones AIS Seleccin de las caractersticas tcnicas
del equipo en funcin de su aplicacin
Diseo de las distancias mnimas
Emplazamiento y forma de instalacinde los elementos a fin de definir la zonade proteccin
Diseo de las cadenas de aisladores a
utilizar Definicin y anlisis del grado de
exposicin de los equipos por suubicacin en la Red.
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Coordinacin DeAislamiento En
Subestaciones AIS Distancias que se deben considerar en
subestaciones AIS.
Distancias de fase a tierra
Distancias de fase a fases
Distancias de Barras o buses.
Primer nivel de barra o de montaje deequipo.
Segundo nivel de barras. Altura de remate de lneas
Zonas de circulacin de personas yvehculos.
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DISTANCIAS ENSUBESTACIONES
Distancias entre fase y tierra
Antes de proceder al calculo de las distanciasen subestaciones es necesario definir la
tensin critica de flameo TCF,BIL,
TCFes la tensin obtenida en forma
experimental que presenta una probabilidad deflameo del 50%
BILes el nivel bsico de aislamiento delequipo o tensin de aguante del equipo paraS.T. Por rayo.
es la densidad del aire y aplica paraaislamiento auto recuperables.
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Distancias ensubestaciones AIS
La relacin entre BIL y TCF esta
dada por:
TCF = BIL/(1-KC); dondeK = 1.3 factor de electrodo para una
probabilidad de falla del 10%
C = 3% para impulsos de rayoC = 6% para impulsos de maniobra
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Distancias EnSubestaciones AIS
= 3.92*b/(273+T); es la densidad
del aire que toma en cuenta:
T = Temperatura de la regin dondese instalara la subestacin.
b = presin baromtrica en cm de
HG.
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Distancias ensubestaciones AIS
Para calcular la distancia de fase a tierrase procede de la siguiente forma:
d = TCF* Kh/( K* * 550 KV/m)
Donde Kh es el factor de humedad,
d = es la distancia de fase a tierra
Cuando se tienen condiciones estndarla presin baromtrica es igual a 76 cm
de HG, T es igual a 25 grados Celsius yla humedad es igual a 11gr/m3.
Cuando se conocen las condicionesclimatolgicas y la configuracin esigual a una placa varilla
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Distancias ensubestaciones AIS
Si las condiciones son estndar ladensidad del aire se considerar igual a launidad y esto es valido entre 0 y 1000
msnm.IEC recomienda aumentar las distancias un
10% para tensiones hasta 245 KV y 6%para tensiones mayores, bajo laconsideracin de que no se conservan
las condiciones estndar y debido a quela configuracin de placa varilla esdiferentes en las subestaciones.
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Distancias ensubestaciones AIS
Distancias de fasefase: para calcular
las distancias de fase se debe tomar en
cuenta que la tensin mxima que
puede aparecer entre fases es igual alBIL mas el valor de cresta de la onda de
tensin a tierra, por lo que IEC
recomienda: que la Dff es igual a 15%
mayor que Dft. Se debe considerar enestas distancias el dimetro de los
conductores o elementos metlicos.
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Distancias EnSubestaciones AIS
Para estimar la distancias entre
buses o barras flexibles se toma
en cuenta los desplazamientos porefecto del viento y los sismos y lo
comn es usar un factor que varia
entre 1.8 y 2 por la distancia
mnima de fase a tierra. Valoresvalidos hasta 1000 msnm y para
voltajes de hasta 230 KV.
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Distancias EnSubestaciones AIS
Para el caso anterior, se debetomar en cuenta.
La longitud del claro entreremates.
Flecha y temperatura mxima
Oscilacin mxima permisible por
efecto del viento y Efectos por corrientes de corto
circuito.
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Distancias EnSubestaciones AIS
Para el caso de soporte de barras
rgidas el factor para encontrar la
separacin entre barras varia entre 1.7 a
1.8 de la distancia de fase a tierraigualmente se toma en cuenta los
efectos por viento, las fuerzas
resultantes de las corrientes de corto
circuito, las distancias entre apoyos deuna misma fase y respetando los limites
de fatiga para el material en funcin de
la fuerza que acta sobre los apoyos.
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Distancias EnSubestaciones AIS
Primer nivel de barras o altura de
montaje de equipos: es la altura de las
partes vivas al nivel del suelo y en
ningn caso debe ser menor a 3 metros.La ecuacin para calcular este valor es:
he = 2.3 + 0.0105 KV;
donde KV es el voltaje mximo del sistema.
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Distancias EnSubestaciones AIS
Segundo Nivel de barras o altura mnima
de montaje de barras: para este caso las
personas al pasar por debajo de las
barras reciban la sensacin del laexistencia del campo elctrico, segn el
NESC se establecen valores de
gradientes de tensin con un 10% de
probabilidad de que las personas tengala sensacin de la existencia del campo
elctrico.
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Distancias EnSubestaciones AIS
La expresin que proporciona la
altura mnima de montaje de
barras es:
hb = 5 + 0.0125KV
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Distancias EnSubestaciones AIS
Zonas de seguridad paracirculacin de:
1.
Personas2. Vehculos
Para ambos casos se debe tomar encuenta las distancias verticales y
horizontales y para el caso depersonas tambin la zonas detrabajo.
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Distancias ensubestaciones AIS
Circulacin de personas:
Distancias vertical se calcula
considerando la distancia de fasea tierra mas 2.30 metros con un
mnimo de 2.25, en ningn caso la
distancia de la parte viva debe ser
menor a 3 metros entonces:dv = 2.30 + dft
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Distancias EnSubestaciones AIS
La distancia horizontal:
dh = dft + 0.90
Tanto en el caso de Dv y Dh losvalores de 2.30 y 0.90 metros sonmedidas que salen de la tallamedia de una persona con la
mano estirada en forma vertical yun brazo en forma horizontal.
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Distancias EnSubestaciones AIS
Para el caso de zonas de trabajo
se considera en el caso vertical
una altura mnima de 2.30 + dftypara el caso horizontal una
distancia de 1.75 + dft, donde 1.75
es la talla promedio de una
persona con los dos brazosestirados en forma horizontal.
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Distancias EnSubestaciones AIS
Para calcular la distancias de
circulacin vehculos, se toma en cuenta
la parte mas exterior del vehiculo
dh = dft + 0.70
dv = dft + 0.50
En donde las distancias se consideran
desde la parte mas exterior del vehiculo
de mayores dimensiones.
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Para los casos anteriores los clculos
son validos entre 0 y 1000 msnm,para
alturas mayores se debe corregir debido
a que baja la densidad del aire y por lotanto las caractersticas dielctricas del
mismo. Para tomar en cuenta este
aumento de las distancias es suficiente
con incrementar un 1.25% por cada 100metros que se eleve la regin sobre los
primeros 1000 msnm.
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En aquellos casos en que aplique
se calcula la densidad del aire a la
altura de montaje de lasubestacin, cuando se conocen
con preedicin las condiciones
climatologicas (presin
baromtrica, temperatura)
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