apantallamiento (1)
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ASIGNATURA: SUBESTACIONESELECTRICAS
TEMA: APANTALLAMIENTO
FUNDACIÓN UNIVERSIDAD DEL NORTEDEPARTAMENTO INGENIERIAELECTRICA Y ELECTRONICA
BARRANQUILLA NOVIEMBRE 2015
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APANTALLAMIENTO
Objetivos
Presentar diferentes metodologías para el diseño delapantallamiento de una subestación eléctrica.
Comprender y desarrollar las deniciones usadas para unsistema de apantallamiento.
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APANTALLAMIENTO
Apantallamiento
El apantallamiento de una subestación es el conjunto de
elementos instalados para proteger los equipos contradescargas atmosféricas directas.
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APANTALLAMIENTO
¿Por q! "ro#$%$r $& '('#$)*+
ncrementar la conabilidad y la seguridad del sistemaeléctrico.
!inimi"ar los costos por fallas causadas por los rayos.
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APANTALLAMIENTO , DEFINICIONES
D('#*-.(* /$ /$'.*r%*# $m:longitud del %ltimo paso de la guía
de un rayo bajo la in&uencia de latierra o de un terminal.
Corr($-#$ /$ r$#or-o# c:Corriente que circula entre tierra yla nube# una 'e" la guía de un
rayo establece una ruta ioni"adapor la cual la tierra trata deneutrali"ar la carga de la nube.
Por.$-#*$ /$ $"o'(.(-# Pe:porcentaje de rayos que se espera
no sea efecti'amenteapantallados.
T$-'(- .r3#(.* /$ 4*)$o:tensión que aplicada como unaonda negati'a de impulsonormali"ada (.)*+,-s produce
Ar* $$.#(6* /$&*"*-#*&&*)($-#o7 8$: altura
sobre la parte superior del pórticoque sostiene los conductores defases m/s ele'ados de lasubestación# a la cual debeinstalarse el cable de guarda paraun apantallamiento efecti'o.
Ar* )3-()*: altura a la cualse debe ubicar el cable guarda porencima de las partes energi"adas#de tal forma que si se ubica a unaaltura menor# se producir/ una
"ona de no apantallamiento.
N(6$& .$r9-(.o7 N(: n%meropromedio de días por año durantelos cuales se escuc0an truenos enun sito
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Pro;*;(&(/*/ /$ /$'.*r%*'
1a magnitud media de la corriente de descarga puede serdenida como 2( 34. y la probabilidad de que esa corriente seae*cedida es:
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Pro;*;(&(/*/ /$ /$'.*r%*'
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APANTALLAMIENTO
D$-'(/*/ /$ R*o' * #($rr*
1a densidad de rayos a tierra es denida como el n%mero promedio dedescargas en un /rea de un 5ilómetro cuadrado durante un periodo deun año y est/ relacionada con el ni'el cer/unico
6789,#()i
678: densidad de rayos a tierra
i: ni'el cer/unico
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APANTALLAMIENTO
D('"o'(#(6o' /$ *"*-#*&&*)($-#o
Cables de guarda: cables ubicados por encima del equipo aproteger y conectados a tierra a tra'és de bajantes ;pueden ser lasmismas estructuras
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M!#o/o' /$ /('$
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M!#o/o /$ 9-%&o' =o'
M!#o/o /$ &o' 9-%&o' =o': consiste en determinar la cantidad#posición y altura de los cables de guarda o m/stiles. ormalmente 4lfa9 =+> y ?eta 92,> a =+>.>-%&o' "*r* .*;&$' /$ %*r/*:
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M!#o/o /$ 9-%&o' =o'
>-%&o' "*r* )9'#(&$':
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M!#o/o /$ 9-%&o' =o'
>-%&o /$ *"*-#*&&*)($-#o
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M!#o/o /$ 9-%&o' =o' .;r()($-#o .o- - )9'#(&
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M!#o/o /$ 9-%&o' =o' .;r()($-#o .o- /o' )9'#(&$'
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APANTALLAMIENTO
M!#o/o /$ 9-%&o' =o'
1a metodología para la selección del apantallamiento con m/stiles ocables de guarda
(.$e supone una altura y locali"ación del m/stil o cable de guarda
).$e determina el cubrimiento para equipos o barrajes de acuerdo conlos /ngulos propuestos
2.$e incrementa la altura del m/stil o de ubicación de los cables# se
relocali"an los m/stiles o se adicionan para obtener un cubrimientocompleto
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APANTALLAMIENTO
M!#o/o /$ &*' .r6*' $)"3r(.*'
Consiste en utili"ar cur'as empíricas para determinar las "onasprotegidas o apantalladas. 7ue desarrollado por @agner en (A=(# EEEstd AAB de (AA# diseñado con pruebas de laboratorio con modelos aescala de las subestaciones y de electrodos simuladores de descargas
Pro.$/()($-#o , Cr6* $)"3r(.*
(. $eleccionar el ni'el de e*posición Pe ;generalmente ,.(<).8eterminar altura de cable# equipos o estructuras a proteger# de # yel anc0o del campo# $# o la distancia 0ori"ontal desde el m/stil o cablede guarda 0asta el equipo a proteger# *.
2.$e asigna una altura del cable de guarda o m/stil# 0.=.$e calcula el 'alor y90Dde# el cual se locali"a en la gr/ca empírica yse despla"a 0ori"ontalmente 0asta interceptar la cur'a aplicable.+.En caso de no obtener el cubrimiento# se modica altura olocali"ación de m/stiles o cables guarda o se adicionan elementospara protección.
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Cr6* /$ "ro#$..(- .o- - )*'#(&
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Cr6* /$ "ro#$..(- .o- /o' )9'#(&$'
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Cr6* /$ "ro#$..(- .o- .*;&$ /$ %*r/*
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Cr6* /$ "ro#$..(- .o- /o' .*;&$' /$ %*r/*
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>r$* "ro#$%(/* "or /o' )9'#(&$'
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!étodos de cur'as empíricas.
R($'%o /$ *&&* /$ *"*-#*&&*)($-#o
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!étodos de cur'as empíricas.
N?)$ro /$ /$'.*r%*' "or *
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Mo/$&o $&$.#ro%$o)!#r(.o
!étodo analíticopara determinarefecti'idad del apant
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Sistema de Captación
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APANTALLAMIENTO
Pro.$/()($-#o %$-$r*& "*r* *"*-#*&&*)($-#o
• C/lculo de la altura promedio de los barrajes# 0a'• C/lculo de la impedancia impulso del barraje teniendo en
cuenta el radio corona# F,• C/lculo de la corriente crítica de descarga# c• C/lculo de la distancia de descarga crítica $m
P*r* .*;&$ /$ %*r/*:
• C/lculo de la altura efecti'a del cable guarda# 0e• C/lculo de la m/*ima separación de los cables de guarda#
)dma*
P*r* )*'#(&$':
• $e asigna una altura inicial del m/stil# 0• C/lculo del /rea de protección de un solo m/stil# *• C/lculo de la m/*ima separación de los m/stiles# $•
$e ubican los m/stiles para el diseño m/s óptimo deapantallamiento
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