02.4. ANEXO IV - Memoria de cálculo MEDIA TENSION
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1. 09 apartado 3 e Instrucci n ITC BT 44 apartado 3 1del REBT e Factor de 1 25 a aplicar en tramos que alimentan a uno o varios motores y que afecta a la potencia del mayor de ellos Instrucci n ITC BT 47 apartado 3 del REBT 5 2 INTENSIDADES Determinaremos la intensidad por aplicaci n de la siguiente expresi n Distribuci n trif sica I So P V3 V V3 V Cospg Siendo V Tensi n entre hilos activos Circuito Pinstalada KW Factor de c lculo U V leaiculo A L nea B T alimentaci n de 726 1 25 400 1309 86 Cuadro Motor a C T PROYECTO DE EJ ECUCI N DE PLANTA DE COGENERACI N PARA NUEVO HOSPITAL EN LA CIUDAD DE SEVILLA P gina 24 de 28 5 3 ANEXO IV C lculos en Media Tensi n SECCI N Para determinar la secci n de los cables utilizaremos los siguientes m todos de c lculo e Calentamiento e Ca da de tensi n Adoptando la secci n nominal m s desfavorable de las resultantes con los distintos m todos de c lculo 5 4 C LCULO DE LA SECCI N POR CALENTAMIENTO Aplicaremos para el c lculo por calentamiento lo expuesto en la norma UNE 20 460 94 5 523 La intensidad m xima que debe circular por un cable para que ste no se deteriore viene marcada por las tablas 52 C1 a 52 C14 y 52 N1 En funci n del m todo de instalaci n adoptado de la tabla 52 B2 determinaremos el m todo de referencia seg n 52 B1 que en funci n del tipo de cable nos indic2. Potencia aparente en VA P Potencia activa en W V Tensi n en V Obteniendo de esta manera las intensidades a circular por cada una de las l neas a dimensionar en el presente proyecto Circuito S kVA P kW U kv 1 A L nea M T interconexi n C T y 1600 20 46 24 Centro Seccionamiento y Medida L nea B T alimentaci n de Cuadro 726 0 40 1047 90 Motor a C T PROYECTO DE EJ ECUCI N DE PLANTA DE COGENERACI N PARA NUEVO HOSPITAL EN LA CI UDAD DE SEVI LLA P gina 2 de 28 ANEXO IV C lculos en Media Tensi n 2 L NEA SUBTERRANEA DE M T 2 1 Datos t cnicos Las caracter sticas t cnicas de la l nea subterr nea de media tensi n que interviene en el presente proyecto son las siguientes e Forma dela corriente ooooooccnnnnin Alterna trif sica e Tensi n de servicio oooooocccononcccnnnonnnnnonns 20 kV e Frecuencia creissens areas 50 Hz e Material del conductor ooooccccnnccccncnnn Aluminio e Secci n del conductor cocooooccccnnncccnnnnno 150 mm2 Circuito S kVA L km s mm L nea M T interconexi n C T y 1600 0 180 150 Centro Seccionamiento y Medida El citado circuito se compondr de tres conductores unipolares de aluminio con denominaci n RHZ1 OL 18 30 kV 2 2 Corriente de cortocircuito La intensidad de cortocircuito l m x viene dada por la siguiente expresi n E cc m x 43 V Donde P
3. Que para el caso de cortocircuito aguas abajo de un motor de cogeneraci n tenemos que la Iccm x ser la obtenida mediante la siguiente f rmula Iccm x M F 2 z 2 Un 100 S n Siendo Un Tensi n nominal V Z Impedancia del generador Q X reactancia subtransitoria del motor 15 25 PROYECTO DE EJ ECUCI N DE PLANTA DE COGENERACI N PARA NUEVO HOSPI TAL EN LA CI UDAD DE SEVI LLA P gina 27 de 28 ANEXO IV C lculos en Media Tensi n Sn Potencia aparente del motor VA En la instalaci n en estudio contaremos con el cuadro de baja tensi n del centro de transformaci n al que llega el circuito de alimentaci n proveniente del motor y el correspondiente cuadro del motor que contar con las protecciones propias de ste formando un conjunto compacto dise ado por el fabricante y descrito en las especificaciones t cnicas del material suministrado PROYECTO DE EJ ECUCI N DE PLANTA DE COGENERACI N PARA NUEVO HOSPITAL EN LA CIUDAD DE SEVILLA P gina 28 de 28
4. deterioren los elementos de Baja Tensi n del centro y por ende no afecten a la red de Baja Tensi n Comprobamos asimismo que la intensidad de defecto calculada es superior a 100 Amperios lo que permitir que pueda ser detectada por las protecciones normales PROYECTO DE EJ ECUCI N DE PLANTA DE COGENERACI N PARA NUEVO HOSPITAL EN LA CI UDAD DE SEVI LLA P gina 9 de 28 ANEXO IV C lculos en Media Tensi n 3 1 3 Tensiones de paso y contacto La tensi n de paso en el exterior vendr determinada por las caracter sticas del electrodo y de la resistividad del terreno por la expresi n Up Kp o Id 0 0171 200 418 36 1430 80 V Por otro lado no ser necesario el c lculo de las tensiones de paso en el interior de la instalaci n ya que su valor ser pr cticamente nulo debido a la superficie equipotencial con la que cuenta el edificio prefabricado No obstante y seg n el m todo de c lculo empleado la existencia de una superficie equipotencial conectada al electrodo de tierra implica que la tensi n de paso de acceso es equivalente al valor de la tensi n de defecto que se obtiene mediante la expresi n Up acceso Ud Rt Id 15 6 418 36 6526 41 V Para la determinaci n de los valores m ximos admisibles de la tensi n de paso en el exterior y en el acceso al Centro emplearemos las siguientes expresiones K 6 0 Up exterior 10 in s52 Up acceso 10 A a Siendo Up Tensio
5. viene dada por la f rmula I dp A mm P S PROYECTO DE EJ ECUCI N DE PLANTA DE COGENERACI N PARA NUEVO HOSPITAL EN LA CI UDAD DE SEVI LLA P gina 17 de 28 4 2 4 2 1 ANEXO IV C lculos en Media Tensi n Siendo Intensidad de paso 630 A S Secci n del conductor 200 mm dp Densidad en A mm Sustituyendo valores tendremos dp sU aim 200 Valor inferior a los admitidos C lculos el ctricos C lculo de la intensidad en A T La intensidad primaria en un sistema trif sico de 20 KV est dada por la expresi n P I gt 1 73 V z Siendo P Potencia en KVA Vp Tensi n primaria en KV Luego en este caso sustituyendo valores tendremos lp 1600 1 73x20 46 18 A Selecci n de fusibles de alta tensi n PROYECTO DE EJ ECUCI N DE PLANTA DE COGENERACI N PARA NUEVO HOSPI TAL EN LA CI UDAD DE SEVI LLA P gina 18 de 28 ANEXO IV C lculos en Media Tensi n En los cortocircuitos fusibles se produce la fusi n en un valor de la intensidad determinado pero antes de que la corriente haya alcanzado su valor m ximo De todas formas esta protecci n debe permitir el paso de la punta de corriente producida en la conexi n del transformador soportar la intensidad en servicio continuo y sobrecargas eventuales y cortar las intensidades de defecto en los bornes del secundario del transformador La intensidad nominal del fusible de alta tensi n depende de la curva de f
6. 1 1 1 2 2 1 2 2 2 3 2 4 3 1 4 1 4 2 4 3 4 4 5 1 5 2 5 3 5 4 5 5 5 6 ANEXO IV C lculos en Media Tensi n INDICE POTENCIAS E INTENSIDADES DE C LCULO onncccccncononnononenenenenenenererenerere eres 2 Potencia instalada ocnonocccnnononnnononannnnnonacononnnacnnnnnannnnnnnannnnnnnanonnnaanonnnnna non nana r nn nano nn nnnasnncnnnascnnnnnnonns 2 SEOANE N 2 L NEA SUBTERRANEA DE M siiiiisriisisiniiariainniianiiaa ianiai 3 DELLA AAA ATT 3 Corriente de cortocircuito oooononaccnnnonaccnnnoncnnnnonnnnnnnonnonnnanononnnanononnnasnncnnnasonennnasonnnnnacnnnnnna nen canancncnnoas 3 Criterio t rMiCO omocccnonnnnoncnnnnnaninncnnnnonnnnnc nono nnnnncnnnnanono cnn TENA EETAS EERIE SAIN AET 5 Ca da de tensi N mooconocccnonnnnnanonnnnnnnnnnnnnnonancnnnnannnnnnn nano nnnnnnnnnn conan cnn nana nn nannn nano cnn nana E 5 L NEA SUBTERRANEA DE M Tecnonnncccncnnonenneneneneneneecererrererr errar 7 C lculo de la red de tierTa mmoccmmmonnsncinnannniononinanccnnnccannncnnannnnnn nono ncnn nana cacao cnn arc nan nn nannnnan cnn cnn cascn casona 7 L NEA SUBTERRANEA DE Mo Tecnonnaccaconionioniononanenscr errar 12 Dimensionado del embarrado occnonoccccnononnnononaononanannncnonaconnnnnanoncnnnnnnnnnnannnnnnnn nn non no nnnanancnnnnsoncnnnnos 12 C lculos el ctricOS omoooonooncnnonannnnnnnonnnnnano nono nnnnannnnnno nano nonnannnnann nano cnn cnn acc canon nn an rca cra nano nananranacnnaa
7. 13 con las actualizaciones publicadas hasta la fecha Resolveremos este cap tulo por el procedimiento propuesto por el Dr Ingeniero Industrial D Juli n Moreno Clemente Para los c lculos se partir de los valores de la resistividad del terreno tomados de la tabla 1 de la MIE RAT 13 as como los facilitados por la C a suministradora Los datos de partida son Intensidad m xima de defecto cccoooccccnonocncnnnnancnnnnnnaninononacinononanes 1 000 A PROYECTO DE EJ ECUCI N DE PLANTA DE COGENERACI N PARA NUEVO HOSPI TAL EN LA CI UDAD DE SEVI LLA P gina 20 de 28 ANEXO IV C lculos en Media Tensi n Tiempo m ximo de desconexi n c ooocccccnooccccnononnnnnnononnncnnnnncnnnnnnnnos 1 seg Resistividad media del terreno RO oocccococccnncnooonccnononnnononnnnnos 200 m Adoptaremos un sistema de puesta a tierra en forma de ELE de 3x12 mts enterrado de cobre desnudo a 0 5 mts de profundidad y con un total de 6 picas situadas a tres metros una de otra seg n el esquema de la figura n m 17 del libro de D Juli n Moreno La resistencia a tierra a prever en el sistema es R K R 0 071164 200 14 230 t La intensidad de defecto a considerar en el c lculo es B U 1 73 48 R d U Tensi n m s elevada de la l nea 24000 1573 203 Amp 48 14 23 4 4 1 Tensiones de contacto La tensi n de contacto m xima real ser V K K JR I V 0 071164 0 02887
8. 200 223 1 886 V La tensi n de contacto m xima admisible ser 15 R K das 5 Ro t 1000 n Vc PROYECTO DE EJ ECUCI N DE PLANTA DE COGENERACI N PARA NUEVO HOSPI TAL EN LA CI UDAD DE SEVI LLA P gina 21 de 28 ANEXO IV C lculos en Media Tensi n Al ser el tiempo m ximo de desconexi n de 1 segundo K 78 5 y n 0 18 Al disponerse de un suelo de hormig n Ro 3 000 m Luego Ve 78 5 1 5 3000 1 1 1000 432 Voltios As pues el sistema no es v lido al serla tensi n de contacto mayor que la m xima reglamentaci n por lo que tendremos que adoptar medidas de seguridad adicionales para evitar tensiones de contacto a Las puertas y rejillas met licas que dan al exterior del Centro no tendr n contacto el ctrico con masas conductoras susceptibles de quedar sometidas a tensi n debido a defectos o aver as b En el piso se instalar un mallazo cubierto por una capa de hormig n de 10cm conectado a la puesta a tierra de protecci n del Centro Cuando exista una malla equipotencial conectada al electrodo de tierra la tensi n de paso de acceso es equivalente al valor de la tensi n de contacto exterior m xima tensi n de defecto seg n apartado 4 4 2 del manual t cnico UNESA de Febrero de 1 989 Se dotar al C T de una acera de 1 10 mts de anchura 4 4 2 Tensiones de paso La tensi n de paso real ser V K R I V 0 00793 200 223 354 Voltios La tensi n de paso
9. P A T en C T de UNESA nos proporciona constantes unitarias para el c lculo de la resistencia de tierra tensi n de contacto y tensi n de paso Rect ngulo 7 0 m x 3 5 m Secci n conductor 50 mm Di metro picas 14 mm Longitud de la pica 2 m Profundidad 0 5 m m nimo N2 de picas 4 K 0 078 K 0 0171 K 0 0376 C digo de la configuraci n 70 35 5 42 Para el c lculo de la resistencia de la puesta a tierra de las masas del Centro Rt intensidad y tensi n de defecto correspondientes ld Ud utilizaremos las siguientes f rmulas Resistencia del sistema de puesta a tierra Rt Rt Kr o Intensidad de defecto Id 2 Usmax V B3 Rn Rt Xn Id PROYECTO DE EJ ECUCI N DE PLANTA DE COGENERACI N PARA NUEVO HOSPITAL EN LA CI UDAD DE SEVI LLA P gina 8 de 28 ANEXO IV C lculos en Media Tensi n donde Usmax 20000 Tensi n de defecto Ud Ud Id Rt Siendo o 200 0 m Kr 0 078 Q Q m Por otra parte los valores de la impedancia de puesta a tierra del neutro corresponden a Rn 120 y Xn 00 Y con todo esto se obtienen los siguientes resultados Rt 15 6 Q ld 418 36 A Ud 6526 41 V El aislamiento de las instalaciones de baja tensi n del C T deber ser mayor o igual que la tensi n m xima de defecto calculada Ud de esta manera se evitar que las sobretensiones que aparezcan al producirse un defecto en la parte de Alta Tensi n
10. ROYECTO DE EJ ECUCI N DE PLANTA DE COGENERACI N PARA NUEVO HOSPITAL EN LA CI UDAD DE SEVI LLA P gina 3 de 28 ANEXO IV C lculos en Media Tensi n Pe Potencia de Cortocircuito 500 MVA Vs Tensi n de servicio 20 Kv Sustituyendo se tiene un valor de lec m x 14 43 KA en cabecera de la instalaci n De acuerdo con la norma UNE 21192 la intensidad de cortocircuito admisible para un tiempo de duraci n del cortocircuito fase fase de 1 segundo a una temperatura de 250 C alcanzada por el conductor supuesto que todo el calor desprendido durante el proceso de cortocircuito es absorbido por el propio conductor para un conductor de aluminio de 150 mm es de gt gt L mite t rmico en el conductor T 250 C 158 cccnnnnn 15 KA gt 14 43 KA Por tanto la intensidad de cortocircuito soportada por el conductor es superior a la m xima que se podr a producir En cuanto a la intensidad de cortocircuito en la pantalla del cable elegido sta deber soportar una corriente de cortocircuito monof sico a tierra de 1000 A que es la m xima permitida por norma de la Compa a el ctrica distribuidora en redes subterr neas De acuerdo con la norma IEC 949 la intensidad de cortocircuito admisible para un tiempo de duraci n del cortocircuito fase tierra de 1 segundo a una temperatura de 160 C alcanzada por la pantalla para un di metro medio de pantalla de 16 mm es de gt gt L mite t rmico en la pantal
11. an Como puede verse en la curva adjunta estamos muy alejados de posibles resonancias Si se considerase la influencia del diel ctrico de hexafluoruro de azufre la relaci n N f aumentar a a n m s alej ndonos por consiguiente de la zona de resonancia Calculo del coeficiente de vibraci n Vemb La relaci n calculada en el apartado anterior est muy alejada de la zona de resonancia Podemos en consecuencia estimar tal como se indica en la norma VDE 0103 02 82 Figura 6 que el coeficiente de correcci n de cargas por la caracter stica de pulsaci n del esfuerzo no ser superior a 1 1 Este ser el factor de c lculo utilizado en el estudio PROYECTO DE EJ ECUCI N DE PLANTA DE COGENERACI N PARA NUEVO HOSPITAL EN LA CIUDAD DE SEVILLA P gina 13 de 28 ANEXO IV C lculos en Media Tensi n VDE 0103 02 82 Figura 6 Simplificaciones para el c lculo Con objeto de simplificar el c lculo se realizan las siguientes simplificaciones a Se considera que los tramos de barras horizontales trabajan como vigas apoyadas Esta consideraci n es pesimista ya que en algunos casos se trata de vigas con cierto empotramiento Se adopta sin embargo este criterio que redundar a en un mayor margen de seguridad en el c lculo b Se considera el coeficiente de distribuci n de esfuerzos en el caso de deformaci n pl stica r 2 para barras rectangulares Calculo del esfuerzo m ximo
12. ar la tabla de intensidades m ximas que hemos de utilizar La intensidad m xima admisible se ve afectada por una serie de factores como son la temperatura ambiente la agrupaci n de varios cables la exposici n al sol etc que generalmente reducen su valor Hallaremos el factor por temperatura ambiente a partir de las tablas 52 D1 y 52 N2 El factor por agrupamiento de las tablas 52 E1 52 N3 52 N4 A y 52 N4 B Si el cable est expuesto al sol o bien se trata de un cable con aislamiento mineral desnudo y accesible aplicaremos directamente un 0 9 Si se trata de una instalaci n enterrada bajo tubo aplicaremos un 0 8 a los valores de la tabla 52 N1 Para el c lculo de la secci n dividiremos la intensidad de c lculo por el producto de todos los factores correctores y buscaremos en la tabla la secci n correspondiente PROYECTO DE EJ ECUCI N DE PLANTA DE COGENERACI N PARA NUEVO HOSPITAL EN LA CIUDAD DE SEVILLA P gina 25 de 28 ANEXO IV C lculos en Media Tensi n para el valor resultante Para determinar la intensidad m xima admisible del cable buscaremos en la misma tabla la intensidad para la secci n adoptada y la multiplicaremos por el producto de los factores correctores 5 5 CA DA DE TENSI N Una vez determinada la secci n calcularemos la ca da de tensi n en el tramo aplicando las siguientes f rmulas Distribuci n trif sica ya v3 L 1 c089 09 Esas O Siendo Un Tensi n ent
13. dada por AV e M e x13 r cosp x senp M 1I L Donde PROYECTO DE EJ ECUCI N DE PLANTA DE COGENERACI N PARA NUEVO HOSPITAL EN LA CI UDAD DE SEVI LLA P gina 5 de 28 ANEXO IV C lculos en Media Tensi n AV Ca da de tensi n simple en voltios r Resistencia del cable a 902C en Q km x Reactancia del cable en Q km q ngulo de desfase cos 0 8 l Intensidad de l nea en amperios L Longitud de l nea en kil metros Y debe ser menor del 5 de la tensi n de la red lo que implica que la m xima ca da de tensi n que se puede dar en la l nea sea de 750 V siendo el valor de la ca da de tensi n de la l nea la siguiente Circuito s mm r Q km x Q km l A L km AV V L nea M T interconexi n C T y 150 0 262 0 112 46 24 0 180 3 99 Centro Seccionamiento y Medida PROYECTO DE EJ ECUCI N DE PLANTA DE COGENERACI N PARA NUEVO HOSPITAL EN LA CIUDAD DE SEVILLA P gina 6 de 28 ANEXO IV C lculos en Media Tensi n 3 L NEA SUBTERRANEA DE M T 3 1 C lculo de la red de tierra 3 1 1 Datos de partida Para los c lculos se partir de los valores de la resistividad del terreno tomados de la tabla 1 de la MIE RAT 13 as como los facilitados por la C a suministradora Los datos de partida son Intensidad m xima de defecto cccccccononocoonnnnnnonnonnanonononnnoninnnnnnos 1 000 A Tiempo m ximo de desconexi n ccoooccccnononcconon
14. la T 160 C 15 3 13 KA gt 1 00 KA Por tanto la intensidad de cortocircuito que puede soportar la pantalla es superior a la m xima permitida PROYECTO DE EJ ECUCI N DE PLANTA DE COGENERACI N PARA NUEVO HOSPITAL EN LA CIUDAD DE SEVILLA P gina 4 de 28 ANEXO IV C lculos en Media Tensi n 2 3 Criterio t rmico Este criterio impone que la intensidad m xima admisible por el cable enterrado a 252C en las condiciones de la instalaci n sea mayor a la intensidad prevista a circular por la l nea De este modo nos aseguramos que el aislamiento del cable no sufra da os por exceso t rmico durante su servicio en r gimen permanente La intensidad prevista a circular por la l nea es Circuito S kVA U kV l A L nea M T interconexi n C T y 1600 20 46 24 Centro Seccionamiento y Medida Las intensidades m ximas admisibles por la terna de cables unipolares de conductor de Al de las correspondientes secciones enterradas bajo tubo a 2529C y en zanja a una profundidad de 1 metro son las siguientes Circuito l A S mm Im x adm A L nea M T interconexi n C T y 46 24 150 315 Centro Seccionamiento y Medida Con lo que stas ser n mayores a la intensidad prevista a circular por la l nea cumpli ndose de este modo el criterio t rmico 2 4 Ca da de tensi n La ca da de tensi n por resistencia y reactancia de una l nea viene
15. m xima admisible ser PROYECTO DE EJ ECUCI N DE PLANTA DE COGENERACI N PARA NUEVO HOSPITAL EN LA CIUDAD DE SEVILLA P gina 22 de 28 ANEXO IV C lculos en Media Tensi n x zE P t 1000 x ES 10 78 5 1 6 200 1 727 Voltios 1 1000 Asimismo el sistema es v lido al ser la tensi n de paso menor que la m xima reglamentaria 4 4 3 Puesta a tierra del neutro El potencial absoluto del electrodo vale V I R 223 14 23 3 173 Voltios La separaci n de esta pica con respecto a la de herrajes ser Ro Li 200 223 gt 7 mts 2 7 1000 2 7 1000 Respecto al valor m ximo de la tierra del neutro el MIE RAT no indica valor alguno por lo que con analog a con otros reglamentos consideramos id neos valores de resistencias de difusi n pr ximos a los 20 para lo cual se dispondr de las picas necesarias conectadas en paralelo hasta conseguir dicha cifra PROYECTO DE EJ ECUCI N DE PLANTA DE COGENERACI N PARA NUEVO HOSPITAL EN LA CIUDAD DE SEVILLA P gina 23 de 28 ANEXO IV C lculos en Media Tensi n 5 L NEA SUBTERRANEA DE M T 5 1 POTENCIAS Calcularemos la potencia real de un tramo sumando la potencia instalada de los receptores que alimenta y aplicando la simultaneidad adecuada y los coeficientes impuestos por el REBT Entre estos ltimos cabe destacar e Factor de 1 8 a aplicar en tramos que alimentan a puntos de luz con l mparas o tubos de descarga Instrucci n ITC BT
16. nes de paso en Voltios K 78 5 n 0 18 t Duraci n de la falta en segundos 1 s o Resistividad del terreno PROYECTO DE EJ ECUCI N DE PLANTA DE COGENERACI N PARA NUEVO HOSPITAL EN LA CIUDAD DE SEVILLA P gina 10 de 28 ANEXO IV C lculos en Media Tensi n o h Resistividad del hormig n 3 000 Q m Obtenemos los siguientes resultados Up exterior 1727 V Up acceso 8321 V As pues comprobamos que los valores calculados son inferiores a los m ximos admisibles en el exterior Up 1430 80 V lt Up exterior 1727 V en el acceso al C T Ud 6526 41 V lt Up acceso 8321 V En cuanto a las tensiones de contacto exteriores no ser necesario su c lculo siendo stas pr cticamente nulas por encontrarse las puertas y rejas de ventilaci n met licas que dan al exterior del centro sin conexi n el ctrica alguna con las masas conductoras Y lo mismo ocurrir con las tensiones de contacto interiores que no ser necesario su c lculo al ser stas pr cticamente nulas por presentar el edificio prefabricado una superficie equipotencial PROYECTO DE EJ ECUCI N DE PLANTA DE COGENERACI N PARA NUEVO HOSPITAL EN LA CI UDAD DE SEVI LLA P gina 11 de 28 ANEXO IV C lculos en Media Tensi n 4 L NEA SUBTERRANEA DE M T 4 1 Dimensionado del embarrado Caracter sticas del embarrado Siendo el embarrado de pletina de cobre de 20 x 10 mm y 200 mm de secci n de s mbolo F 25 vamos a calc
17. nnanns 18 Calculo de la ventilaci n del CiT onooccnnaccnionaninanannonaninnnnnonnnnnono nano ncnoancnnoncnnnncnnonnnnnonnnnoncnnnacnnnacccnnn nos 19 C lculo de la red de tierra mooccmononnoncnonannnnnnannnanannnnonnnnnnnnannnnano nano nnnnanonnnnn nano ona cnn nano nnnn oran ncanaccnnanenss 20 L NEA SUBTERRANEA DE Mo Tecnonnacccconiononionanescere rra 24 POTENCIAS cccccccccccccoconccccononcncnoncncnnnononconnccnncnnnncnncnnnonnncnnnoncnconnonnncnnnnnnnnonnononnnnnnnonaconononanonononaconenencnns 24 INTENSIDADES cccccccccccccccccccccconcnnccnononnccccnconcnnnncononononononnoncnnnnnonnnnnnnonnnnonononnnnonnnonononnnonoconanonoconacononono 24 SEC NA R E 25 C LCULO DE LA SECCI N POR CALENTAMIENTO ooconocccnococnonocinononnonorinnonannoninno nario nens coran nace ras raras arrasa 25 CA DA DE TENSI N ocssiriiia ai Aa 26 PROTECCI N FRENTE A SOBRECARGAS Y CORTOCIRCUITOS cocooococconaciononconnoonononconconononnononronnaronnoonoos 26 PROYECTO DE EJ ECUCI N DE PLANTA DE COGENERACI N PARA NUEVO HOSPITAL EN LA CIUDAD DE SEVILLA P gina 1 de 28 ANEXO IV C lculos en Media Tensi n 1 POTENCIAS E INTENSIDADES DE C LCULO 1 1 Potencia instalada Potencia en Centro de transformaci n 1600 kVA Potencia Motor de cogeneraci n 726 kW 1 2 Intensidades La intensidad correspondiente a cada una de las potencias citadas anteriormente se obtiene mediante la siguiente expresi n P S JV V3 V coso Siendo S
18. on el resultado anterior y considerando la tensi n nominal obtenemos Pce 1 73 x Icc V 1 090 MVA 24 KV Intensidad permanente m xima La secci n de la barra empleada es de 200 mm De acuerdo con la norma DIN y considerando una temperatura ambiente de 35 C la capacidad de la barra es del orden de In 630 A Por todo lo anterior vemos que la potencia de cortocircuito a que puede ser conectado el Centro de Transformaci n es superior a la que existe realmente en el punto de enganche a dicha red PROYECTO DE EJ ECUCI N DE PLANTA DE COGENERACI N PARA NUEVO HOSPITAL EN LA CIUDAD DE SEVILLA P gina 16 de 28 ANEXO IV C lculos en Media Tensi n Intensidad m xima de corta duraci n Partiendo de los datos antes indicados de temperatura ambiente y sobrecalentamiento se debe considerar que la temperatura m xima de servicio en r gimen es de 65 C Admitiendo que la temperatura final no debe sobrepasar los 175 C cifra conservadora la intensidad m xima de corta duraci n calculada por la f rmula 234 T A ET t LI S k Siendo S La secci n en mm de la barra Te Temperatura final de la barra 175 C Ti Temperatura inicial 65 C t Duraci n del paso de la corriente 1 seg k Constante 340 Seg n es pr ctica com n calculamos la intensidad para 1 seg de duraci n resultando 1 25 KA Comprobaci n por densidad de corriente La densidad de corriente de un conductor
19. onnnnnnnnoncnnnnnonnnnnnnnnos 1 seg Resistividad media del terreno RO oooccconocccnnonooonnccnnoancnnnnnonoss 200 m Para los c lculos a realizar emplearemos las expresiones y procedimientos seg n el M todo de c lculo y proyecto de instalaciones de puesta a tierra para centros de transformaci n de tercera categor a editado por UNESA Dado que se prev que la tensi n de servicio pase en un futuro a 20 kV y que Cuando se produzca esta circunstancia se conservar n los valores caracter sticos actuales del r gimen de neutro la instalaci n de tierras se dimensionar para la situaci n m s desfavorable que va a ser la de 20 kV Por tanto los c lculos que siguen van referidos a una tensi n de 20 kV 3 1 2 Tierra de protecci n Para la tierra de protecci n optaremos por un sistema de las caracter sticas que se indican a continuaci n PROYECTO DE Ej ECUCI N DE PLANTA DE COGENERACI N PARA NUEVO HOSPITAL EN LA CI UDAD DE SEVI LLA P gina 7 de 28 ANEXO IV C lculos en Media Tensi n Sistema de anillo cerrado dominador de potencial constituido por cable de cobre desnudo de 50 mm de secci n enterrado a una profundidad m nima de 0 5 m en una zanja y en el que se instalar n electrodos en forma de pica de acero cobreado de 14 mm de di metro y 2 m de longitud situados diametralmente opuestos en el anillo Seg n la configuraci n tipo de electrodos de tierra escogidos el M todo de C lculo para
20. re fases V Una vez calculada la ca da de tensi n en el circuito en estudio tendremos que comprobar que no supera el l mite impuesto por la T C B T 40 del R E B T por el que la ca da de tensi n que puede producirse en la conexi n de los generadores no ser superior al 3 de la tensi n asignada de la red k Criterio Ic lculo k lt Im x Circuito Ic lculo A o S mm L m t rmico Im x adm A adm A Cos q e e acumulada L nea B T alimentaci n de Cuadro 1309 86 4 Motor a C T 327 46 0 7 467 80 490 240 35 1 0 47 0 47 5 6 PROTECCI N FRENTE A SOBRECARGAS Y CORTOCIRCUITOS Para la protecci n de las l neas el ctricas se utilizar n interruptores autom ticos Una l nea el ctrica est protegida frente a sobrecargas si se cumple la siguiente condici n PROYECTO DE EJ ECUCI N DE PLANTA DE COGENERACI N PARA NUEVO HOSPITAL EN LA CIUDAD DE SEVILLA P gina 26 de 28 ANEXO IV C lculos en Media Tensi n gt Ib lt Inslz Siendo In Corriente de corte del dispositivo de protecci n Ib Corriente de utilizaci n del conductor Iz Corriente m xima admisible en el conductor Una l nea el ctrica est protegida frente a cortocircuitos si se cumple la siguiente condici n gt Iccm x lt PdC Siendo Iccm x Intensidad de cortocircuito m xima de la l nea aguas abajo de la protecci n PdC Poder de Corte de la protecci n
21. soportable por el embarrado horizontal Consideramos nicamente el tramo de mayor longitud 470 mm Momento flector m ximo PROYECTO DE EJ ECUCI N DE PLANTA DE COGENERACI N PARA NUEVO HOSPITAL EN LA CIUDAD DE SEVILLA P gina 14 de 28 ANEXO IV C lculos en Media Tensi n Momento resistente 2 x 2 pl o pe 8 6 De donde 2 pon 6 I Y si consideramos el factor r de distribuci n de esfuerzos en deformaci n pl stica tenemos R0 2 2 000 Kg cm d 1cm r 2 Vemb 1 1 1 47cm h 2cm 2 PN a E P 6 1 yV gt P 4 39 Kg cm emb El m ximo esfuerzo que puede soportar el embarrado es de 4 39 Kg cm Calculo de la intensidad m xima admisible Partiendo del dato obtenido de carga por unidad m xima admisible podemos calcular la intensidad m xima que provoca dicho esfuerzo sobre las barras horizontales Seg n la conocida f rmula 2 I P 2 04 10 2 Kg cm a Siendo PROYECTO DE EJ ECUCI N DE PLANTA DE COGENERACI N PARA NUEVO HOSPITAL EN LA CIUDAD DE SEVILLA P gina 15 de 28 ANEXO IV C lculos en Media Tensi n Is Valor de cresta m ximo de intensidad a Distancia entre conductores De ah a ap TOS lIs 2 04 na ap 10 3 2 04 Ps 4 39 Kg cm Is 65 60 KA a 20 cm La intensidad permanente de cortocircuito admisible correspondiente ser por lo tanto Icc Is 2 5 26 24 kA valor eficaz Potencia de cortocircuito admisible De acuerdo c
22. ular la m xima intensidad de cortocircuito por lo tanto la m xima potencia de red a que se puede conectar el Centro de Transformaci n Este c lculo se realiza teniendo en cuenta el coeficiente debido a la oscilaci n propia del material y la posible resonancia mec nica el ctrica del embarrado Las caracter sticas mec nicas del cobre empleado son las siguientes e L mite el stico oonnncnnnnninninininnmm RO 2 2 000 Kg cm e Carga de rotura mnccosismisinmeiciarinss 30 Kg mwm e M dulo de elasticidad 11 x 10 Kg mm Frecuencia propia de oscilaci n del embarrado Siguiendo el proceso de c lculo del F U T de SIEMENS emplearemos la f rmula Siendo C Constante 3 6 x 10 d Anchura del conductor en cm en el sentido del esfuerzo Distancia entre apoyos PROYECTO DE EJ ECUCI N DE PLANTA DE COGENERACI N PARA NUEVO HOSPITAL EN LA CI UDAD DE SEVI LLA P gina 12 de 28 ANEXO IV C lculos en Media Tensi n Con objeto de estudiar las posibilidades de aparici n de resonancias comprobaremos la frecuencia de oscilaci n propia d 1cm 47 mm gt N 50 3 26 Las frecuencias propias de oscilaci n se hacen m s peligrosas cuando su relaci n con respecto a la frecuencia de la red es del orden de 2 Todo ello como consecuencia de que los esfuerzos electrodin micos del cortocircuito son pulsatorios y con una frecuencia principal doble que la de las corrientes que los origin
23. usi n y normalmente esta comprendida entre 2 y 3 veces la intensidad nominal del transformador protegido lo cual en nuestro caso obtenemos Siendo ls Intensidad nominal del fusible In Intensidad nominal del transformador en A T K Valor de la curva entre 2 y 3 Por tanto la intensidad nominal de los fusibles de alta tensi n en la celda de protecci n ser n de 100 A 4 2 2 C lculo l nea B T de trafo a cuadro de B T La intensidad m xima que soportar esta l nea ser I P 1 73 V 1600 1 73x0 400 2309 40 A 4 3 Calculo de la ventilaci n del C T Para calcular el orificio m nimo de entrada de aire tomamos la expresi n PROYECTO DE EJ ECUCI N DE PLANTA DE COGENERACI N PARA NUEVO HOSPITAL EN LA CIUDAD DE SEVILLA P gina 19 de 28 ANEXO IV C lculos en Media Tensi n getn aher Siendo S1 superficie en m del orificio de entrada de aire P p rdidas totales del trafo seg n RU 5201 D apartado 4 8 Tabla IlI en KW 19 60 h distancia vertical entre el centro del orificio de salida de aire al centro del transformador t diferencia de temperaturas de entrada y salida en 2C entre 10 y 15 2C El orificio de entrada til ser 10 mayor que el calculado Aplicado a nuestro caso tendremos S 11 S 1 90 m El orificio de salida ser como m nimo igual al de entrada 4 4 C lculo de la red de tierra En este apartado se seguir detalladamente lo especificado en la MIE RAT
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