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PROPIETARIO: CONSULTOR:

PROYECTO DE LA SET RUBI,AMPLIACION DE SET MONTALVO Y LT

MEMORIA DE CLCULO

APANTALLAMIENTO

CDIGO IM3:

N 1603024A-ID-SE-EM-MC-06

CDIGO PRODIEL:

Rev: Fecha Motivo de la revisin Elaborado Revisado Aprobado

A 14.06.16 Revisin Interna EMS CC !R"

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CONTENIDO

1. A#CACE..............................................................................................3

$. %RMAS A!#ICAES...........................................................................3'. !ARAME(R%S AM&IE(A#ES................................................................3

4. !ARAME(R%S RE)*ERI+%S !ARA E# +ISE,%......................................4

-. A!A(A##AMIE(% E E# !A(I% +E #A S*&ES(ACI..........................5

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MEMORIA DE CLCULO DE APANTALLAMIENTO

1. ALCANCE

Esta /e/oria tiene la inalidad de deinir los niveles de apantalla/ientonecesarios para el patio de llaves en $$0 " 2 el ediicio de control de laS3bestacin R3b $$05'' v7 para 3na adec3ada proteccin de e83ipos 2ele/entos contra descar9as at/osricas directas7 /ediante el /todoelectro9eo/trico7 de ac3erdo con lo indicado en la reerencia ;1lc3lo de ries9o de alla del apantalla/iento con base en lasdescar9as por a?o 83e oc3rren en la =ona @nivel isoceranicoB descrito en lanor/a de reerencia ;$ deinido 2 se calc3la /ediante las si93ientes nor/as:

;1< IEEE Std. D7 3ide or +irect #i9htin9 Stroe Shieldin9 o S3bstationsG.

;$< IECH6$'0-7 !rotection A9ainst #i9htin9G.

;'< IECH6$'0-H$7 !art $ Ris Mana9e/entG.

3. PARAMETROS AMBIENTALES

#os par>/etros a/bientales son los si93ientes:aB Alt3ra sobre el nivel del /ar7 / : 1-00

bB (e/perat3ra7 JC

H M>Ki/a pro/edio an3al : $6.$

H Media an3al : 16.6

H Mni/a pro/edio an3al : 11.4

cB L3/edad Relativa @B

H M>Ki/a pro/edio an3al : N4.DDH Media an3al : 4N.ND

H Mni/a pro/edio /ens3al : $D.16

dB ivel ceranico7 @das5a?osB : 1-

eB !resin at/osrica @/barB : D-1.4'

B !resin b>sica del viento7 @!aB : 4$.'

9B "elocidad del viento7 @/5hB : -0.4

hB !recipitacin /edia an3al7 @//B : N.--PROYECTO DE LA SET RUBI AMPLIACION SET MONTALVO Y LT Pgina 3 de 13

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iB Caractersticas ss/icas @nota 1B

H Ries9o Ss/ico : Alta

H Aceleracin hori=ontal @9B : 0.-H Aceleracin vertical @9B : 0.'

H Frec3encia de oscilacin @L=B : 10

OB Radiacin solar

H Intensidad @P5/$B : 1000

H +3racin @h5diaB : -

4. PARAMETROS REQUERIDOS PARA EL DISEO

Tabla 1. Parmer!" el#$r%$!" &el S%"ema

PARAMETROS UNIDAD 'ALOR

a. (ensin de operacin del siste/a. " $$0

b. (ensin M>Ki/a del e83ipo. " $4-

c. Frec3encia asi9nada. L= 60

d. ivel de aisla/iento.

H (ensin asi9nada soportada al i/p3lso tipo ra2o @*pB. "p 10-0H (ensin asi9nada soportada al i/p3lso tipo /aniobra

@*sB." -0

H (ensin asi9nada soportada a rec3encia ind3strial @*dB. " H

e. !3esta a (ierra.

. Corriente de corta d3racin ad/isible del cortocirc3ito. A 40

9. M>Ki/a d3racin ad/isible del cortocirc3ito. s 1

h. ivel de conta/inacin de la =ona. //5" '1

i. (ie/po nor/al de aclaracin de la alla. /s 100

O. (ie/po de aclaracin de la alla en respaldo. /s '00

. Identiicacin de ases. HH R7S7(

Tabla 2. D%me("%!(e" )r!*e$a&a" &e la "+be"a$%,(

PARAMETROS UNIDAD 'ALOR

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Alt3ra del nivel de coneKin s3perior @#inea de lle9adaB / 1'.00

Alt3ra del nivel de coneKin de barraOe principal / 11.-0

Ancho de Ca/po / 16.00

#on9it3d del vano /as lar9o / 1D.-0

-. APANTALLAMIENTO EN EL PATIO DE LA SUBESTACIN

El apantalla/iento del patio de llaves se reali=ar> /ediante el 3so de cables de93arda 3bicados en la parte s3perior de los prticos.

!ara el dise?o del apantalla/iento se se93ir> la /etodolo9a del ModeloElectro9eo/trico desarrollado en la reerencia ;1ctica7 el /todo consiste en vis3ali=ar 3na esera de radio i93al a ladistancia de descar9a 9irando al alrededor de la s3pericie 2 e83ipos aprote9er. C3al83ier estr3ct3ra por debaOo de los arcos 83edar> prote9ida 2c3al83ier obOeto 83e sea tocado por el arco o sobre ste7 estar> eKp3esto a

descar9as directas. "er Fi93ra 1 a contin3acin.

/%0+ra 1. '%"+al%a$%,( &el a)a(allam%e(!

Este /todo7 per/itir> seleccionar la alt3ra eectiva del apantalla/iento7teniendo 2a deinidas las di/ensiones de los prticos7 las alt3ras de coneKin 2lon9it3d de vanos dentro de la s3bestacin.

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El c>lc3lo de la alt3ra del apantalla/iento 2 el di/ensiona/iento de loscastilletes7 se reali=a e/pleando los si93ientes pasos:

H C>lc3lo de la alt3ra pro/edio de los barraOes @te/plas s3perioresB7 hav.

+onde:

h/aK: Alt3ra de las te/plas s3periores7 /.

h/in: Alt3ra a /itad de vano7 /. Considerando 3na lecha de ' de lalon9it3d del vano.

H C>lc3lo del radio corona.

!ara el caso de 3n slo cond3ctor por ase7 el radio corona RC7 se enc3entradeinido /ediante la sol3cin de la ec3acin:

+onde:

RC: Radio corona para 3n slo cond3ctor7 /

E%: radiente de tensin en la s3pericie del cond3ctor.

"C: M>Ki/a tensin soportada por el aisla/iento de los aisladores7 ".

#a sol3cin de Rc7 se enc3entra aplicando el /todo de ePton Raphson7to/ando la si93iente sol3cin inicial:

!ara encontrar el radio e83ivalente de 3n ha= de cond3ctores.

/%0+ra 2. Ra&%! &e a &e $!(&+$!re".PROYECTO DE LA SET RUBI AMPLIACION SET MONTALVO Y LT Pgina 6 de 13

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+onde:

r: Radio del cond3ctor7 /.

R: Radio del ha= de cond3ctores7 /.n: /ero de cond3ctores en el ha=.

!ara el c>lc3lo del radio corona de 3n ha= de cond3ctores:

+onde:

RC: Radio corona para 3n slo cond3ctor7 /.

RCQ: Radio corona para el ha= de cond3ctores7 /.

R%: Radio e83ivalente del ha= de cond3ctores7 /.

H C>lc3lo de la i/pedancia de las te/plas s3periores7 %.

+onde:

hav: Alt3ra pro/edio7 /.

RC: Radio corona7 /. Radio corona de 3n cond3ctor calc3lado para 3nha= de cond3ctores.

r : Radio del cond3ctor @para ase conor/ada por 3n cond3ctorB radio

e83ivalente para 3n ha= de cond3ctores7 /.

H C>lc3lo de la corriente crtica de descar9a7 IC.

#a reerencia ;1lc3lo. (o/ando en c3enta83e el apantalla/iento prote9e 3n barraOe soportado por cadenas deaisladores7 el c>lc3lo se reali=ar> con la tensin crtica de la/eo @CF%B de las

cadenas.

+onde:

%: I/pedancia caracterstica del barraOe a prote9er @te/plass3perioresB7

CF%: (ensin crtica de la/eo de los aisladores7 ".

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El valor de CF% p3ede ser esti/ado por la r/3la de Anderson. "erreerencia ;$lc3lo de la distancia crtica de descar9a S/7 @radio de la eseraB.

+onde: : Constante7 T1 para cables de 93arda.

H +eter/inacin de la alt3ra eectiva del apantalla/iento7 he.

+onde:

S/: +istancia de descar9a crtica.

$d: Ancho del ca/po @ancho de barrasB.#a alt3ra eectiva del apantalla/iento he7 es la alt3ra del /is/o sobre elsiste/a 83e est> prote9iendo7 tal co/o se /3estra en la Fi93ra '.

/%0+ra 3. Al+ra ee$%a &el a)a(allam%e(!.

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En la (abla '7 se /3estra la co/paracin entre los valores de las alt3ras/ni/as de dise?o calc3ladas 2 la alt3ra de dise?o de los castilletes en las3bestacin.

Tabla 3. C+a&r! re"+me( &e $l$+l! &e al+ra &e $able &e 0+ar&a

N%el&e

Te("%,(

D%"a($%a &e&e"$ar0a

$r5%$a Sm 6m7

Al+raee$%a8

e6m7

Al+ra m5(%ma&e &%"e9!8 &e

$a"%llee$al$+la&a 6m7

Al+ra &e&%"e9!8

Ca"%llee6m7

El &%"e9!$+m)le $!(

la al+rare:+er%&a

$$0 "

U Alt3ra si/ilar a castilletes eKistentes en s3bestacin Montalvo $$0

;. CLCULO DE LA PROBABILIDAD DE DESCARP6I$71>P6I$7

6?7

$$0 "

@. CLCULO DEL RIESlc3lo del ries9o de alla se reali=a de la si93iente /anera:

H Se c>lc3la la densidad de ra2os a tierra @F+B en el sitio de la s3bestacin7e/pleando la eKpresin:

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F+ T 071$Ki

+onde:

i: ivel ceranico.

F+: /ero pro/edio de descar9a a tierra por 3nidad de >rea 2 por3nidad de tie/po en 3n sitio deter/inado.

Se tiene 3na densidad de ra2os a tierra en el sitio de la s3bestacin de N7$descar9as 5 /$ 5a?o:

!ara el patio de llaves de $$0 " se tiene:

Se calc3la el n/ero de descar9as para 3n >rea de 1- 000 /$7correspondiente a la =ona de la s3bestacin R3bi $$05'' ":

s T F+KA51000$T @N7$K1-000B51000$T 0710D descar9as5a?o

#3e9o calc3la/os el n/ero de descar9as 83e penetran el apantalla/iento:

S! T s K !e

+onde:

s: /ero de descar9as en el >rea de la s3bestacin.

!e: !orcentaOe de eKposicin.

!ara hallar el valor de !e7 3tili=are/os la alt3ra del cable de 93arda h 2 lasrelaciones S5h 2

d5h7 dichas relaciones se veriican en la Fi93ra 47 eKtradas de la reerencia ;1

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!ara el patio de llaves de $$0 " se tiene:

SP=NsPe=aos /descarga

Se calc3la el n/ero de a?os en el 83e 3na descar9a penetra elapantalla/iento:

Ns= 1

SP=

1

0,000108=959,29259aos /descarga

/%0+ra 4. C+ra em)5r%$a &e a)a(allam%e(! $!( &!" $able" &e 0+ar&a )ara la"em)la" &e "al%&a &e l5(ea.

El valor de alla de apantalla/iento esti/a 83e cada $- a?os cae 3n ra2o83e prod3cir> 3na alla en la s3bestacin.

. UBICACIN DE LOS CABLES DE

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. SELECCIN DE CABLE DE 25o perder> resistencia /ec>nica.

!ara el apantalla/iento de la SE R3bi $$05'' " se plantea el 3so de cableELS -5DQQ7 para lo c3al se reali=ar> 3na veriicacin de s3 capacidad desoportabilidad de corriente /ediante la si93iente ec3acin caracterstica @IEC60D6-H1B:

I=4,185

+onde:

I: Corriente eica=7 A

Vc: Resistividad7 ;17'4U10H- WUc/