Distancias minimas Electricas

8/19/2019 Distancias minimas Electricas

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SUBES

MEMORIAELÉCTRICA

AMPLIACI

ACIÓN OCOA 115/34,5/13,8 k

E VERIFICACIÓN DE DISTANSUBESTACIÓN OCOA PRO

ÓN DE BAHIAS DE LÍNEA 115

OCUMENTO IEB 939-12-102

REVISIÓN 0

Medellín, Febrero de 2013

V

CIASECTOKV.


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SUBESTACIÓN OCOA A 115 kV IEB S.A.

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Archivo: IEB-939-12-102(0) Distancias Electricas

CONTROL DE DISTRIBUCIÓN

Copias de este documento han sido entregadas a:

Nombre Dependencia Empresa Copias

Las observaciones que resulten de su revisión y aplicación deben ser informadas aIEB S.A.

CONTROL DE REVISIONES

Revisión No. Aspecto revisado Fecha

0 Emisión Inicial 17/03/2013

CONTROL DE RESPONSABLES

NÚMERO DE REVISIÓN 0 1 2

Nombre JLO/OSR

Elaboración Firma

Fecha 17/03/2013

Nombre OSR

Revisión Firma

Fecha 17/03/2013

Nombre OSR

Aprobación Firma

Fecha 17/03/2013

Participaron en la elaboración de este informe:

OSROscar Alonso Sanchez

R.

JLOJhonatan LondoñoOspina


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VERIFICACIÓN DE DISTANCIAS ELÉCTRICAS Página iii de iv


Contenido1. INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 1

2. PARÁMETROS GENERALES DEL SISTEMA ........................................................ 13. METODOLOGÍA ..................................................................................................... 1

3.1 DISTANCIAS DE SEGURIDAD .............................................................................................. 1

3.1.1 Valor básico ............................................................................................................................. 1

3.1.2 Zonas de seguridad ................................................................................................................. 2

3.2 DISTANCIAS PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE LAS BAHIAS ........................................ 6

3.2.1 Ancho de barras ...................................................................................................................... 6

3.2.2 Ancho de campo ...................................................................................................................... 7

3.2.3 Altura de campo ...................................................................................................................... 9

3.2.4 Longitud del campo ............................................................................................................... 10 CONCLUSIONES ............................................................................................................ 12

REFERENCIAS ................................................................................................................ 13


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VERIFICACIÓN DE DISTANCIAS ELÉCTRICAS Página iv de iv


FigurasFigura 1. Valor Básico ......................................................................................................................... 2

Figura 2. Distancias medias para un operador ................................................................................... 3

Figura 3. Ejemplo de la franja de circulación de personal .................................................................. 4 Figura 4. Franja de circulación usada para servicios de mantenimiento con herramientas livianas .. 5

Figura 5. Franja de circulación usada para servicios de mantenimiento con herramientas pesadas -Vertical ......................................................................................................................................... 5

Figura 6. Franja de circulación usada para servicios de mantenimiento con herramientas pesadas -Planta ........................................................................................................................................... 6

Figura 7. Rango del movimiento de conductores flexibles durante cortocircuitos .............................. 7

Figura 8. Ancho de campo determinado por estructura adyacente a seccionador ............................ 8

TablasTabla 1. Distancias adoptadas entre equipos de patio 115 kV ......................................................... 10

Tabla 2. Distancias de seguridad y dimensionamiento Subestación Ocoa a 115 kV ....................... 11


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VERIFICACIÓN DE LA MALLA DE PUESTA A TIERRA Página 1 de 13


1. INTRODUCCIÓN

En este documento se presenta la verificación de las distancias eléctricas

seleccionadas para la subestación Ocoa 115 kV incluyendo el ancho, la altura y lalongitud de campo a partir de las distancias mínimas fase - fase y fase - tierraseleccionadas en el documento IEB-939-12-101(0)“Memoria Coordinación deAislamiento Ocoa 115 kV ” para el nuevo campo de línea 115 KV.

2. PARÁMETROS GENERALES DEL SISTEMA

En el documento IEB-939-12-100 “Informe de visita Subestación Ocoa proyectoampliación de bahía de línea 115 KV ” se definen los aspectos relacionados con lascaracterísticas del sitio y del sistema.

3. METODOLOGÍA

La metodología a seguir comprende el cálculo de las distancias mínimas y deseguridad que deben tenerse en cuenta en el diseño de una subestación paragarantizar la seguridad de las personas y el adecuado dimensionamiento de lasubestación.

3.1 DISTANCIAS DE SEGURIDAD

Corresponden a las separaciones mínimas que deben mantenerse en el aire entrepartes energizadas de equipos y tierra, o en equipos sobre los cuales es necesariorealizar un trabajo.

Las distancias de seguridad son el resultado de sumar los siguientes valores:

• Un valor básico relacionado con el nivel de aislamiento, el cual determina una“zona de guarda” alrededor de las partes energizadas.

• Un valor que es función de movimientos del personal de mantenimiento asícomo del tipo de trabajo y la maquinaria usada. Esto determina una zona deseguridad dentro de la cual queda eliminado cualquier peligro relacionado conacercamientos eléctricos.

3.1.1 Valor básico

El valor base corresponde a la distancia mínima fase - tierra en el aire, adoptadapara el diseño de la subestación de acuerdo con lo establecido en laspublicaciones IEC 60071-1 [1] y IEC 60071-2 [2], para garantizar el espaciamiento


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general, la zona de circulación del personal, se determina adicionando al valorbásico calculado, VB, un valor de 2250 mm, que es la altura promedio de unoperador con los brazos estirados verticalmente(ver Figura 2). De esta manera ladistancia entre la parte inferior de la porcelana del equipo y tierra no debe ser

menor de 2250 mm. El aislador o porcelana del equipo se considera como uncomponente energizado que va reduciendo la tensión de modo que solamente laparte inferior metálica está al mismo potencial de tierra.

Luego la distancia para circulación de personas está dada por:

Distancia circulación de personal = 2250 mm + VB

Distancia circulación de personal = 2250 mm + 1155 mm = 3405 mm

Figura 2. Distancias medias para un operador

En la Figura 3 se muestra la composición de la distancia básica con una zona deseguridad que tiene en cuenta la libre circulación de las personas.


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Figura 3. Ejemplo de la franja de circulación de personal

3.1.2.2 Trabajo sobre equipos o conductores en ausencia de maquinariapesada

Se considera que el trabajo sobre los equipos o conductores se realiza con lasubestación energizada parcial o totalmente. Para estos cálculos se tiene encuenta los valores previstos en la Figura 2. Horizontalmente se toman 1750 mmque tiene en promedio una persona con los brazos abiertos, y verticalmente setoman 1250 mm que tiene en promedio una persona con una mano alzada sobreel plano de trabajo.

Luego estas distancias están determinadas de la siguiente manera:Distancia Horizontal = 1750 mm + VB

Distancia Vertical = 1250 mm + VB

Donde:

Distancia horizontal = 1750 mm + 1155 mm = 2905 mm

Distancia Vertical = 1250 mm + 1155 mm = 2405 mm

Cuando los trabajos a ejecutar involucran el uso de herramientas pesadas ovehículos, se debe adicionar a la zona de seguridad una distancia de holgurapreviniendo situaciones asociadas a estas circunstancias. La Figura 4, Figura 5 y

Figura 6 ilustran estas distancias.


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Figura 4. Franja de circulación usada para servicios de mantenimiento con

herramientas livianas

Figura 5. Franja de circulación usada para servicios de mantenimiento conherramientas pesadas - Vertical


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Figura 6. Franja de circulación usada para servicios de mantenimiento conherramientas pesadas - Planta

3.2 DISTANCIAS PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE LASBAHIAS

El dimensionamiento de lasBahías está condicionado básicamente por lassiguientes distancias:

• Ancho de barras

• Ancho de campo

• Altura de campo

• Longitud de campo

Estos aspectos son una aplicación directa de las distancias mínimas y deseguridad, además de la facilidad para mantenimientos.

3.2.1 Ancho de barras

El ancho de barras (barra principal más barra de transferencia) se determina por laseparación entre las fases y el movimiento que tendrían los conductores debido acortocircuitos(ver Figura 7).


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La separación entre fases de las barras principal y de transferencia adoptada parael diseño es de 2500 mm. Debido a que no se ha realizado ninguna modificaciónsobre las barras, este valor continúa siendo el actual.

1.2 Yo

Yo

Yo

Yk

40°

a

d min

Figura 7. Rango del movimiento de conductores flexibles durantecortocircuitos

3.2.2 Ancho de campo

Es la distancia de separación entre los ejes de las columnas que forman el pórticode entrada de la línea. El ancho de campo de una subestación está determinadopor la configuración, las dimensiones de los equipos y de los barrajesutilizados. El ancho de campo se analiza para los siguientes casos y se toma ladistancia mayor:

• Barrajes o templas superiores a lo largo del campo

• Estructura adyacente a Seccionador Pantógrafo

3.2.2.1 Templas superiores a lo largo del campo

El ancho del campo se determina con base en la distancia entre fases, de lastemplas superiores a lo largo del campo. El ancho del campo se determina por laseparación entre las fases y el movimiento que tendrían los conductores debido acortocircuitos.

La separación entre fases de las templas superiores del campo adoptada para eldiseño es de 2500 mm. Se verificó que no se produjeran acercamientos deacuerdo al cálculo de las tensiones de tendido que se incluye en la guía de obras

civiles, basado en el documento “TheMechanicalEffects of Short-CircuitCurrents inOpen Substations” del comité No. 23 del Cigre.

En consecuencia el ancho del campo sería dos veces la separación entre fasesmás la distancia mínima fase - tierra incrementada, a lado y lado, en un 25% paraconsiderar un posible barraje adyacente.

AC = 2*a + 2*dmin * 1,25


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AC = 2*2500 mm + 2*1100 * 1,25 = 7750 mm

3.2.2.2 Estructura adyacente a seccionador

El cálculo cuando se tiene la estructura del pórtico adyacente a un seccionador

pantógrafo se analiza de acuerdo a la siguiente figura.

a z

Ancho de campo

b z z i/2 b a i/2

Figura 8. Ancho de campo determinado por estructura adyacente a

seccionador

De acuerdo a la Figura 8, el ancho de campo estará dado por la siguienteecuación:

AC =i/2 + i/2 + 2*b + 2*a + 3*z

La separación entre fases está dada por:

Separación entre fases = a + z

Donde:

b: Valor básico, [mm]

i: Ancho de la estructura, se tienen dos estructuras una de 2000 mm y la otrade 1000 mm

z: Ancho de la estructura del seccionador pantógrafo, [mm]

a: Distancia mínima fase – fase, [mm]

Separación entre fases = 1100 mm + 50 mm = 1150 mm

AC = 1000 mm + 500 mm + 2*1155 mm + 2*1100 mm + 3*50 mm

AC = 6160 mm

Para el diseño se consideró un ancho de campo de 10000 mm, con unaseparación entre fases de 2500 mm. Valores que se mantienen para el diseño delos nuevos campos de línea.


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3.2.3 Altura de campo

Está determinada principalmente por el número de niveles de conexión querequiera la configuración de la subestación y por el tipo de conductores que seutilicen en la subestación.

3.2.3.1 Primer nivel

Corresponde a la altura de conexión de los equipos y está determinado por lasdistancias de seguridad para la circulación de personas, es decir, el valor básico(VB) más la altura de una persona con los brazos levantados verticalmente.

P.N = VB + 2250 mm

Donde:

VB : Valor básico [mm]

P.N = 1155 mm + 2250 mm = 3405 mm

Para el diseño se eligió una altura de conexión para el primer nivel de 3500 mm.

3.2.3.2 Segundo nivel

Conformado por la altura de los barrajes de la subestación, su altura debe sersuperior a la del primer nivel en por lo menos la distancia mínima fase - fase, másla flecha máxima del barraje.

S.N = P.N + dmin * 1,1 + YB

Donde:

YB : Flecha máxima del barraje

d min : Distancia mínima fase - fase, cable - cable [mm] En la práctica, YB≈ 0,03*S, siendo (S) el vano del barraje. En ampliación de lasubestación Ocoa 115 kV el vano más largo corresponde al ubicado entre los ejes9 y 11 del plano IEB-939-12-PE.001, con una longitud de 20 m.

Luego:

YB =0,03*S

S.N = P.N + dmin* 1,1 + 0,03*S

S.N = 3500 mm + 1100 mm*1,1 + 0,03*20000 mm = 5310 mm

Para el diseño se mantiene la altura de conexión para el segundo nivel de8500 mm.

3.2.3.3 Tercer nivel

Conformado por las templas superiores, cuya altura debe ser superior a la alturadel barraje, por lo menos en la distancia mínima fase - fase, cable - cable, más laflecha máxima de la templa.


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T.N = S.N + dmin * 1,1 + YT

Donde:

YT : Flecha máxima de la templa superior

d min : Distancia mínima fase - fase, cable - cable [mm] En la práctica, YT ≈ 0,03*S, siendo S el vano de la templa flexible. En laampliación de la subestación Ocoa 115 kV el vano de la templa flexible tiene unalongitud de 39 m, ver plano IEB-939-12-PE.001.

Luego:

YT = 0,03*S

T.N = S.N + dmin * 1,1 + 0,03*S

T.N = 8500 mm + 1100 mm*1,1 + 0,03*39000 mm = 10997 mm

Para el diseño se eligió una altura de conexión para el tercer nivel de 12000 mm.3.2.4 Longitud del campo

Está determinada por la configuración de la subestación y por las distancias entrelos diferentes equipos. Esta distancia se define básicamente por razones demantenimiento, montaje y estética. La longitud del campo no se determina por lasdistancias mínimas o de seguridad. Las distancias adoptadas entre los equipos depatio de 115 kV se muestran en la Tabla 1.

Tabla 1. Distancias adoptadas entre equipos de patio 115 kV

Equipos Distancia típicas en mm paraUm = 115 kV

Seccionador pantógrafo y transformador demedida

2500

Interruptor y seccionador 2500 – 3000

Pararrayos y transformador de medida 2500

Pararrayos y cerco perimetral >4000

Seccionador pantógrafo y seccionador 3000

En la Tabla 2 se presenta el resumen de las distancias de seguridad y eldimensionamiento adoptado para el diseño de la subestación Ocoa a 115 kV.


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Tabla 2. Distancias de seguridad y dimensionamientoSubestación Ocoa a 115 kV

DESCRIPCIÓNDistancia [mm]

Calculada AdoptadaDistancia mínima fase a tierra 1100 1100

Valor básico 1155 1155

Altura entre el piso y la parte inferior de la porcelana delequipo. 2250 2250

Circulación de personal 3405 3500

Separación entre fases

En barras 2500

2500En templas 2500

En seccionadores 1150

Alturas de campo

Primer nivel 3405 3500

Segundo nivel 5310 8500

Tercer nivel 10997 12000

Ancho de campo

En templas 7750

10000En estructura adyacentea seccionadores 6160


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CONCLUSIONES

• Teniendo en cuenta que no se han realizado modificaciones sobre diseñoactual de la subestación, los valores obtenidos y mostrados en las tablasanteriores continúan vigentes con respecto al diseño original, garantizandotodas las distancias mínimas y de seguridad.

• Con el estudio de coordinación de aislamiento se obtuvo un valor de distanciamínima igual al obtenido en el momento de diseño de la Subestación Ocoa y,dado que este valor es una base para todos los cálculos en esta memoria, nose obtienen valores diferentes de distancias eléctricas. Así los nuevos camposde línea tendrán la misma disposición física que los demás campos existentesen la Subestación.

• Se verifico que las distancias eléctricas cumplen con todos los requisitos para

ser aplicadas en los nuevos campos de línea, asegurando protección yseguridad en la Subestación.


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Archivo: IEB 939 12 102(0) Distancias Electricas

REFERENCIAS

[[[[1]]]] IEC STANDARD 60071-1 - 1993, INSULATION CO-ORDINATION:DEFINITION, PRINCIPLES AND RULES

[[[[2]]]] IEC STANDARD 60071-2 - 1996, INSULATION CO-ORDINATION:APPLICATION GUIDE

[[[[3]]]] IEC STANDARD 815 - 1986, GUIDE FOR SELECTION OF INSULATORS INRESPECT OF POLLUTED CONDITIONS

[[[[4]]]] IEC STANDARD 60099-5 - 2000, SURGE ARRESTERS: SELECTION ANDAPPLICATION RECOMMENDATIONS

[[[[5]]]] SUBESTACIONES DE ALTA Y EXTRA ALTA TENSIÓN

Carlos Felipe Ramírez G.[[[[6]]]] SWITCHGEARMANUAL

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