Vista previa del material en texto
6.3 Cálculos eléctricos del centro de transformación convencional POR: ING. CÉSAR CHILET Cálculos eléctricos del CT Una vez determinada la potencia del transformador, el cálculo del C.T. exige conocer las corrientes de cortocircuito en el punto de conexión con la línea distribuidora de M.T. y en los bornes de B.T. A partir de estos valores se escoge la aparamenta y los cables de conexión: Intensidades en Media Tensión: Intensidad nominal en el primario Cálculos eléctricos del CT Intensidad de cortocircuito permanente en el primario SCC1: Potencia de cortocircuito en el punto de entronque con la red de M.T. según la empresa distribuidora de energía (VA) Intensidad de cortocircuito de choque IS1: Intensidad de cortocircuito de choque o de pico, considerando el cortocircuito en el caso más desfavorable (A). Intensidades en Baja Tensión Intensidad nominal en el secundario Intensidad de cortocircuito permanente en el secundario ICC2: Intensidad de cortocircuito permanente (A) ucc: Tensión de cortocircuito porcentual del transformador (%) Intensidad de cortocircuito de choque IS2: Intensidad de cortocircuito de choque o de pico, considerando el cortocircuito en el caso más desfavorable (A). Diseño de embarrados Determinación de la sección de los conductores y cálculo de aisladores Embarrado de MT. Constitución: por pletinas de cobre. Tipo de Sección: rectangular o circular. Condición: la sección debe soportar • La intensidad en régimen normal. • La Icc3f máxima. Nota: Celdas modulares y compactas el cálculo de las características y dimensiones de las barras es calculado por el fabricante. Embarrado de MT. Cálculos. Para dimensionar la sección de los conductores se tendrán en cuenta : 1. Criterios térmicos (en régimen nominal y condición de cortocircuito. 2. Criterios electrodinámicos. Cálculos. Embarrado de MT. 1. Comprobación por criterio Térmico en servicio normal: Imax admisible barra > I asignada servicio continuo. Temperatura máxima en servicio: Conductor desnudo: 80°C Conductor aislado: Temperatura Límite Admisibles por el Aislamiento Carga admisible en Amperios para pletinas de cobre Cuadro 9.4 Cargas admisibles en amperios para pletinas de cobre Cuadro 9.4 Cargas admisibles en amperios para pletinas de cobre Cuadro 9.4 Densidad admisible - conductores sección normalizada circular Cuadro 9.5 Ancho (mm) x espesor (mm) Pletina pintada (A) Pletina desnuda (A) 40 x 5 573 482 40 x 10 850 715 50 x 5 697 583 50 x 10 1020 852 60 x 5 826 688 60 x 10 1180 985 80 x 5 1070 885 80 x 10 1500 1240 100 x 5 1300 1080 100 x 10 1810 1490 Tamb= 35 °C Tfinal = 65 °C Intensidades máximas admisibles según DIN 43671 Pletinas de cobre de sección rectangular Densidad de corriente admisible en servicio continuo : 1,5 –10 A/mm2 A Mayor sección, menor densidad de corriente admisible Cálculos. Embarrado de MT. 2. Comprobación por criterio de calentamiento en cortocircuito Cálculos. Embarrado de MT. 2. Comprobación por criterio de calentamiento en cortocircuito Se tiene que comprobar que el calentamiento durante un cortocircuito, es inferior al admisible S: mínima sección admisible del conductor por criterio de calentamiento en c.c. (mm2). T: incremento de temperatura admisible (°C), se suele tomar 150°C. t: tiempo de desconexión de la falla (s), máximo 1,0 s k: constante que depende de la capacidad térmica del conductor y de su resistividad media en el intervalo de temperaturas considerado. Para el cobre k=11→13 T t k I S TkK tISK CC CC = = " " 2. Comprobación por criterio de calentamiento en cortocircuito ( ) m permTcccTcdCe K K tI S CCCCMT maxmax . − = Temperatura Límite conductores de cobre desnudo Tinicial = 80°C T final = 200 °C K= 128 A. s (1/2) / mm2. Ce = calor específico (J/kg K) d = densidad del material (kg/m3) 3. Comprobación de la resistencia mecánica frente a esfuerzos electrodinámicos. Fuerza máxima sobre barra central (Ley de Biot-Savart) f = Fuerza por unidad de longitud (N/m) I”cc = corriente de C.C. (A r.m.s.) D = distancia (m) ( ) D I L F f CC 2" 7102 == − 3. Comprobación de la resistencia mecánica frente a esfuerzos electrodinámicos. ( ) ( ) " " 2"2 28,1 ).m.s. ( ) ( )( 219,13 )( 04,2)( CC CC CCS IIs rkAinicialitocortocircudecorrienteI picokAchoquecorrienteIs cmD I cmD I m kg f = = = == Fuerza máxima sobre barra central (Ley de Biot-Savart) 3. Comprobación de la resistencia mecánica frente a esfuerzos electrodinámicos. Momento Flector Máximo: Para comprobar que la instalación soporta esa fuerza CASO 1: Viga simplemente apoyada en sus extremos sobre aisladores, con carga uniformente repartida y sin ningún grado de empotramiento (caso más desfavorable) 8 ).( 2 max. Lf mkgTM MAXF == CASO 2: Viga simplemente empotrados en los apoyos 12 ).( 2 max. Lf mkgTM MAXF == Fuerza por unidad de Longitud (f) en (kg/m) Longitud del vano (L): en (m) Momento de inercia (Iy) - Módulo Resistente (Wy) Sección de conductores rígidos más usuales en centros de transformación 6 2 12 1 2 3 bh b I W bhI Y Y Y = = = PLETINAS REDONDOS IY=IY= 𝜋 64 x 𝐷4 𝑊𝑌 = 𝜋 32 × 𝐷3 𝑊𝑌 ≈ 0,1 × 𝐷 3 − = D dD WY 44 32 CONDUCTORES HUECOS 3. Comprobación de la resistencia mecánica frente a esfuerzos electrodinámicos. Fatiga máxima que se ejerce sobre la viga ( ) ( ) ADMMAXY MAXF MAX cmW mkgM cm kg .3 . 2 100 . = ADMISIBLE: 1200 (kg/cm2) para Cu; 1000 (kg/cm2) para AL ADMISIBLEMAX Condición : 3. Comprobación de la resistencia mecánica frente a esfuerzos electrodinámicos. Verificar que: 2 22" 60 cm kg WD LI adm Y CC )(cm fuerza la de aplicación dedirección la alar perpendicu eje al respecto sconductore los desección la de resistente módulo W (cm). sconductoreen separación D (cm).en apoyo de aisladores los entre allongitudin separación L (kArms) cc de corriente : 3 Y " = = = CCI Frecuencia propia de vibración de la barra Debe estar alejada de los 120 Hz o sus múltiplos, para evitar resonancias de tipo mecánico. A IE L fR = 2 57,1 E = módulo de elasticidad (N/m2) I = Momento de inercia (m4) = Densidad (Kg/m3) A = Sección del conductor (m2) L = Longitud entre los apoyos (m) 3. Comprobación de la resistencia mecánica frente a esfuerzos electrodinámicos. adm= Tensión mecánica máxima admisible del material de los conductores (N/m2) o fatiga admisible del material adm Cobre = 1200 (da N/cm2). adm Aluminio = 1000 (da N/cm2). Icc MT en (kA rms), L y D en (cm), W en (cm3) y adm en (daN/cm 2) adm MTcc WD LI 60 22 .Se debe verificar 3. Comprobación de la resistencia mecánica frente a esfuerzos electrodinámicos. 3. Comprobación de la resistencia mecánica frente a esfuerzos electrodinámicos. 1200 (kg/cm2) para Cu 1000 (kg/cm2) para AL ( ) ( ) ADMMAXY MAXF MAX cmW mkgM cm kg .3 . 2 100 . = FATIGA ADMISIBLE SECCIÓN 100 . . ADMMAX MAXF Y M WS Instalación Dimensiones de Celdas de 24 kV Dimensiones y condiciones de instalación CONTRA LA PARED DISTANCIA AL TECHO Para celdas con fusibles prever una altura mínima de 1200 mm Hay 2 troqueles para fijar la celda a la pared. Del mismo modo al suelo Obra civil Conexión de cables para interruptor automático Nota: la profundidad de la zanja se puede reducir y en ocasiones eliminar añadiendo un zócalo de 260 o 520 mm de altura. Obra civil Conexión de cables para interruptor - fusible (1) Dejar libre un espacio de 100 mm. Obra civil Conexión de cables para interruptor - fusible (2) Se puede utilizar un zócalo de 520 mm de altura Arco interno • Tierra Visible Garantiza la seguridad de las personas. Resistente al Arco Interno Sin mantenimiento delas partes activas, sistema a presión sellado de por vida Cuadro sinóptico claro y amigable Enclavamiento entre el compartimento de cables e Interruptor de puesta a tierra y Desconectador / circuit breaker Ayudando a la gente a Operar con Seguridad Leds Indicadores de tensión Dimensiones y condiciones de instalación Con resistencia al arco interno SALIDA DE GASES POR LA PARTE TRASERA SALIDA DE GASES POR EL FONDO Centros de Transformación IEC 62271-202: Arco Interno Evaluación e interpretación del ensayo Criterio 1: puertas enclavadas Criterio 2: sin desprendimientos Criterio 3: sin perforaciones Criterio 4: indicadores verticales sin quemar Criterio 5: indicadores horizontales sin quemar Criterio 6: conexiones de PaT eficaces Centros de Transformación Comportamiento ante el fuego Los materiales no deberán ser inflamables o, en su defecto, no propagadores de llama Pasillos Ancho maniobra mínimo : 1 000 mm Las puertas y demás partes móviles no deberán reducir ese ancho mínimo Pasillos La anchura de los pasillos de servicio tiene que ser suficiente para permitir la fácil maniobra e inspección, así como el libre movimiento de las personas y el transporte de los aparatos en las operaciones de montaje o revisión de los mismos. La anchura de los pasillos de maniobra no será inferior a 1,0 m y la de los pasillos de inspección a 0,8m. Pasillos Pasillos Pasillos Pasillos Ejemplo 1 Se quiere dimensionar el embarrado de una instalación de 20 kV, con una potencia de cortocircuito de 350 MVA en 20 kV y con unas distancias entre fases y entre apoyos tal y como los indicados en la figura, siendo la corriente nominal de 100 A. Ejemplo de embarrado de un C.T. convencional. Solución ejemplo 1 Se realiza el embarrado con pletinas de cobre de disposición vertical y pintadas. Teniendo en cuenta que la corriente nominal es de 100 A entrando en el cuadro de cargas admisibles se observa que con una pletina de 12×2 mm2 sería suficiente, pero teniendo en cuenta que su resistencia debe ser igual o mayor a la de la varilla de 8 mm de diámetro (50,26 mm2 de sección), se adopta desde el punto de vista de calentamiento una pletina de (20×3=60) mm2. Solución ejemplo 1 Para dimensionar la pletina desde el punto de vista de esfuerzos electrodinámicos se parte de la potencia de cortocircuito y se calcula la I”cc. y con ello se tendrá una fuerza por unidad de longitud: 𝐼𝐶𝐶 " = 𝑆𝐶𝐶.3𝐹 " 3 ⋅ 𝑈𝑁 = 350𝑀𝑉𝐴 3 ⋅ 20 × 103 𝐼𝐶𝐶 " = 10,1 𝑘𝐴 𝑟𝑚𝑠 𝐼𝐶𝐶 " ≅ 10 𝑘𝐴 𝑟𝑚𝑠 𝑓( 𝑘𝑔 𝑚 ) = 13,2 × 10𝑘𝐴 𝑟𝑚𝑠 2 40(𝑐𝑚) = 33 𝑘𝑔 𝑚 lo que supone un momento máximo de 𝑀𝐹.𝑀𝐴𝑋 𝑘𝑔.𝑚 = 1 8 × 33 × 1, 52 = 9,28 𝑘𝑔 ∙ 𝑚 Solución ejemplo 1 Para tener una menor a la admitida por el cobre se requiere un módulo resistente de la barra de: 𝑊𝑌 ≥ 𝑇𝑀𝐴𝑋 𝜎𝐴𝐷𝑀 = 9,28 × 100 𝑘𝑔. 𝑐𝑚 1200 𝑘𝑔 𝑐𝑚2 = 0,77𝑐𝑚3 Entrando en el cuadro 9.4 supone una pletina de 50×10 mm2 y por tanto comparando las dos soluciones encontradas (calentamiento y esfuerzo electrodinámico) se adapta una pletina de 50x10 mm2 en posición vertical. ( ) 3 2 8333,0 6 1)(5 cm cmcm WY = = Solución ejemplo 1 Obsérvese que la pletina de 20×3 mm2, no hubiese soportado el esfuerzo electrodinámico: 𝑊𝑌 = 1 6 ⋅ ℎ ⋅ 𝑏2 = 2(𝑐𝑚) ⋅ 0,3𝑐𝑚 2 6 = 0,03 𝑐𝑚3 22 12003100 03,0 928 cm kg cm kg W T Y MÁX MAX === Ejemplo 2 Se tiene un embarrado de un CT de celdas prefabricadas, de las siguientes características: In= 400 A, Sobreintensidad térmica (1 seg) = 16 kA (Ik) Corriente máxima asimétrica de cc (Is) = 40 kA pico, El embarrado está formado por tres conductores cilíndricos de Cobre, huecos (uno por fase). La separación entre fases (ejes de los conductores ) es: d=200mm. La separación entre apoyos es: ℓ= 375mm (se consideran las barras apoyadas). El diámetro exterior del conductor es D=24 mm. El diámetro interior del conductor es d=18 mm. Ejemplo 2 Se pide: a) Comprobar si el embarrado está bien dimensionado, por lo que respecta a calentamiento en régimen nominal, esfuerzos electrodinámicos y solicitación térmica en cortocircuito. b) Calcular la sección de un embarrado, con pletinas de cobre, para que como mínimo tenga las mismas prestaciones que el anterior, con aproximadamente las mismas condiciones de seguridad mecánica. c) Calcular lo mismo que en el apartado (b), para conductor redondo macizo de cobre. a) Comprobación del embarrado a.1 Comprobación por calentamiento. a.2 Comprobación por efectos electrodinámicos. a.1 Solicitación térmica en cortocircuito. a1) Comprobación por calentamiento en servicio normal a1) Comprobación por calentamiento en servicio normal CÁLCULO DE LA DENSIDAD DE CORRIENTE NOTA: cabe indicar que en un conductor hueco hay mayor disipación del calor Conclusión: LA SECCIÓN UTILIZADA ES ADECUADA a2) Comprobación por esfuerzos electrodinámicos a2) Comprobación por esfuerzos electrodinámicos Fuerza máxima sobre la barra central a2) Comprobación por esfuerzos electrodinámicos Momento flector máximo (MF MAX) a2) Comprobación por esfuerzos electrodinámicos Momento Resistente (Wy) a2) Comprobación por esfuerzos electrodinámicos Comprobación de la fatiga admisible por el cobre a3) Solicitación térmica en cortocircuito a3) Solicitación térmica en cortocircuito CONCLUSIÓN: AL CUMPLIR CON LAS TRES CONDICIONES: a1, a2 y a3, EL CONDUCTOR ES VÁLIDO b) Cálculo de sección del embarrado con pletina de cobre b) Cálculo de sección del embarrado con pletina de cobre b) Cálculo de sección del embarrado con pletina de cobre c) Cálculo del embarrado de cobre con sección redonda Cálculo de aisladores Cálculo de aisladores Si L es la longitud del vano y f la fuerza por unidad de longitud, se adopta como valor de la fuerza sobre los aisladores (Q) Q = f x L (caso desfavorable) El aislador debe ser capaz de soportar un esfuerzo de rotura R n. Q; siendo n un coeficiente de seguridad de 2,5 a 3 Cálculo de aisladores Este esfuerzo de rotura se da en el centro del conductor y para dimensionar el aislador se debe conocer el esfuerzo de rotura en cabeza R1. Ventilación Ventilación de los transformadores El transformador produce calor debido a las pérdidas. Este calor debe disiparse del recinto en donde está instalado. Verificar si existe una adecuada ventilación natural, de lo contrario, prever la realización de una ventilación forzada. Las normas establecen que la temperatura del aire, no debe superar los siguientes valores: ◦ 20°C en promedio anual ◦ 30°C en promedio diario ◦ 40°C máximo Ventilación de los transformadores El sistema de protección del exceso de temperatura debe ajustarse basándose en el valor máximo de 40°C -temp amb. que permite la IEC. Sistema de enfriamiento: la corriente de aire entra desde abajo y atravesando el recinto donde está instalado el transformador, sale libremente por arriba en la parte opuesta. Ventilación “con el fin de evitar calentamientos excesivos” Ventilación de los transformadores TL = pérdidas totales en kW dT = diferencia de temperatura entre la entrada y la salida del aire Q = flujo de aire que atraviesa la ventana inferior en m3/s. H = distancia en metros entre la media de la cabina y la media de la ventana superior (ventana de salida). S = la superficie neta de la ventana inferior de ingreso de aire en m2 (excluida la rejilla). Asumiendo que dT = 15°C, la fórmula para dimensionar la ventana de ingreso es: S = 0,185 x (TL √ H) (Para dT distintas, consultar un especialista). La ventana de salida (S’) debe ser aproximadamente un 15% mayor que la de entrada. Si no es posible obtener el flujo de aire calculado de esta manera, utilizar barras de ventilación. Si el lugar en que se encuentra el transformador es insuficiente o está mal ventilado es necesario recurrir a la ventilaciónforzada. Ventilación de los transformadores Si el lugar en que se encuentra el transformador es insuficiente o está mal ventilado es necesario recurrir a la ventilación forzada. Ésta se hace necesaria también cuando la temperatura media anual es superior a 20°C o en el caso de sobrecargas frecuentes del transformador. Para no comprometer la convección natural en el lugar se puede instalar un extractor de aire sobre la boquilla superior, controlado eventualmente por un termostato. Pérdidas en transformadores secos Aberturas Ventilación Recomendación UNESA Aberturas Ventilación Cálculo de un Centro de Transformación Cálculo de un Centro de Transformación Calcular un C.T. de 1000 kVA, 20 kV/380V, con entrada y salida subterránea de350 MVA de potencia de cortocircuito (Sk). Relación de cortocircuito del transformador, ucc(%) = 5%. 1. Intensidad nominal del transformador en MT: 𝐼1 = 𝑆𝑀𝑇 3𝑥𝑈1 = 1000 3𝑥 20 = 28,9 ≅ 29𝐴 2. Intensidad nominal del transformador en BT: 𝐼2 = 𝑆𝐵𝑇 3𝑥𝑈2 = 1000 3𝑥 0,38 ≅ 1520𝐴 Cálculo de un Centro de Transformación 3. Corrientes de cortocircuito: a) En el primario del Transformador Corriente de cortocircuito permanente 𝐼𝑘,1 = 𝑆𝑘 3𝑥𝑈1 = 350 3𝑥 20 = 10,1𝑘𝐴 ≅ 10 𝑘𝐴 Corriente de cortocircuito máxima instantánea 𝐼𝑠,1 = 2𝑥1,8𝑥𝐼𝑘,1 = 25,5 𝑘𝐴 Cálculo de un Centro de Transformación 3. Corrientes de cortocircuito: b) En el secundario del Transformador Corriente de cortocircuito permanente 𝐼𝑘,2 = 𝐼2 𝜇𝑐𝑐 = 1520 0,05 = 30,14𝑘𝐴 ≅ 30 𝑘𝐴 Corriente de cortocircuito máxima instantánea 𝐼𝑠,2 = 2𝑥1,8𝑥𝐼𝑘,2 = 75 𝑘𝐴 Cálculo de un Centro de Transformación 4. Dimensionamiento del embarrado de MT: a) Cálculo térmico, por densidad de corriente. A la intensidad nominal de 29 A, le corresponde una sección mínima de 50 mm2 b) Cálculo Electrodinámico. Suponiendo una separación entre apoyos de 1m y una distancia entre fases de 25cm. 𝑓 = 2,04𝑥 𝐼𝑠 2(𝑘𝐴) 𝑑 (𝑐𝑚) = 2,04𝑥 25,52 25 = 52 𝑘𝑔 𝑚 Cálculo de un Centro de Transformación El cálculo del momento máximo se hace para los dos casos extremos. 𝑇𝑚á𝑥 = 1 8 𝑥𝑓𝑥ℓ2 = 6,5 𝑘𝑔.𝑚 𝑇𝑚á𝑥 = 1 12 𝑥𝑓𝑥ℓ2 = 4,33 𝑘𝑔.𝑚 El cálculo del momento máximo se hace para los dos casos extremos. 𝑊𝑌 = 𝑇𝑀𝐴𝑋 𝑥 100 𝜎𝑎𝑑𝑚 = 650 1200 = 0,54𝑐𝑚3 𝑊𝑌 = 𝑇𝑀𝐴𝑋 𝑥 100 𝜎𝑎𝑑𝑚 = 433 1200 = 0,36𝑐𝑚3 Habiéndo un valor de adm de 1200 kg/cm 2 para el Cu Cálculo de un Centro de Transformación En el cuadro se observa que pletinas de 40x10 mm2, con Wy=0,666 cm3; o de 50x10 con Wy=0,833 cm3, serían suficientes. Cálculo de un Centro de Transformación 4. Dimensionamiento del embarrado de MT: c) Comprobación por solicitación térmica en cortocircuito. Se comprueba que el calentamiento durante un cortocircuito, es decir, el incremento de temperatura, es inferior al admisible. Se aplica la expresión Donde: S (mm2) es la sección del conductor; T(°C) el incremento de temperatura admisible, se suele tomar 150°C; t(s) el tiempo de disipación de la falla, se tomará por ejemplo 1s; k es una constante que depende de la capacidad térmica del conductor y de su resistividad media en el intervalo de temperaturas considerado 𝑆 = 𝐼𝑘 𝑘 𝑥 𝑡 ∆𝑇 1 2 Cálculo de un Centro de Transformación 4. Dimensionamiento del embarrado de MT: c) Comprobación por solicitación térmica en cortocircuito (continuación). Los valores normales de k = 11 →13 (para el cobre) y k=7 (para el aluminio) Por tanto, las secciones propuestas (400 o 500 mm2) son adecuadas. S ≥ 10,000 12 𝑥 1 150 = 68 𝑚𝑚2 (400 𝑜 500 𝑚𝑚2 Cálculo de un Centro de Transformación 5. Cálculo de las instalaciones de puesta a tierra. Se expondrán escuetamente los cálculos. Primero se calculará la puesta a tierra de las masas del C.T. a) Naturaleza del terreno. Se tomará una resistividad, = 100 -m. b) Corrientes máximas de puesta a tierra (defecto fase-masa) y tiempo máximo de eliminación del defecto. Se considera: Id= 500 A, td= 0,7s Cálculo de un Centro de Transformación 5. Cálculo de las instalaciones de puesta a tierra. c) Diseño preliminar de la instalación de tierra. Se considera inicialmente, un electrodo en forma de anillo rectangular de 4×3 m con 4 picas, de L=2m, enterrados a una profundidad de 0,5 m. Para esta disposición, se tiene: Kr = 0,1; kp = 0,0231; kc = 0,0506 Cálculo de un Centro de Transformación 5. Cálculo de las instalaciones de puesta a tierra. c) Diseño preliminar de la instalación de tierra (continuación). Obteniéndose los valores de la resistencia de tierra (RT) y de las tensiones de paso (Vp,m) y contacto (Vc,m) máximas: 𝑉𝑃,𝑚 = 𝑘𝑝𝑥𝐼𝑑 = 1,155 𝑉 𝑉𝐶,𝑚 = 𝑘𝑐𝑥𝜌𝑥𝐼𝑑 = 2530 𝑉 Con esa resistencia de tierra, la tensión de defecto (Vd) será, como mucho: 𝑅𝑇 = 𝑘𝑟𝑥 𝐼𝑑 = 10 Ω 𝑉𝑑 = 𝑅𝑇𝑥 𝐼𝑑 = 10 𝑥 500 =5000V Cálculo de un Centro de Transformación c) Diseño preliminar de la instalación de tierra (continuación). Recuérdese, que en el caso de que en el C.T. se disponga de tierra común para masas de MT y neutro de BT, la tensión de defecto debe ser menor que 1,000 V Los valores de Vp,m y Vc,m han de ser inferiores a los valores máximos admisibles (Vp,ad , Vc,ad) calculados a continuación, con k=72 y n=1: 𝑉𝑃,𝑎𝑑 = 10𝑘 𝑡𝑑 𝑛 𝑥 1 + 6𝜌 1000 = 1645𝑉 𝑉𝐶,𝑎𝑑 = 10𝑘 𝑡𝑑 𝑥 1 + 1,5𝜌 1000 = 118𝑉 𝑠𝑖 𝜌 = 100Ω −𝑚 𝑉𝐶,𝑎𝑑 = 10𝑘 𝑡𝑑 𝑥 1 + 1,5𝜌 1000 = 566𝑉 𝑠𝑖 𝜌 = 3000Ω − 𝑚 Cálculo de un Centro de Transformación c) Diseño preliminar de la instalación de tierra (continuación). Los conductores de tierra se pondrán de acero (50 mm2 ) o cobre (25 mm2 ) que son las secciones mínimas admisibles; y que dan lugar a densidades de corriente de defecto inferiores a las admisibles: 𝛿𝑎𝑐 = 𝐼𝑑 𝑆𝑎𝑐 = 500 50 = 10 𝐴 𝑚𝑚2 < 60 𝛿𝑐𝑢 = 𝐼𝑑 𝑆𝑐𝑢 = 500 25 = 20 𝐴 𝑚𝑚2 < 160 Cálculo de un Centro de Transformación c) Diseño preliminar de la instalación de tierra (continuación). también se puede calcular la tensión de paso máxima admisible en el acceso del C.T.: 𝑉𝑝 𝑎𝑐𝑐 = 10∙𝑘 𝑡𝑛 1 + 3𝜌+3𝜌′ 1000 = 10∙72 0,7 1 + 3∙100+3∙3000 1000 = 10,600𝑉 donde y ´ son las resistividades en el exterior ( ) y en el interior () del C.T. Como sale un valor alto, en general no será preciso calcular la tensión de contacto exterior si se adopta la precaución de que las puertas y tierras metálicas que dan al exterior del centro no estén conectados eléctricamente con masas conductoras del interior de la instalación. Cálculo de un Centro de Transformación 6. Cálculo de la ventilación del Centro de Transformación. Se considera que el transformador tiene un rendimiento del 98% a plena carga, lo que equivale a unas pérdidas de 20 KW a plena carga. Se considera un incremento de temperatura del aire, T = 15 °C. El caudal de aire necesario, es: 𝑄 = 𝑃𝑝𝑒𝑟𝑑 1,16 ∙ ∆𝑇 = 20 1,16 ∙ 15 = 1,15 𝑚3 𝑠 Cálculo de un Centro de Transformación 6. Cálculo de la ventilación del Centro de Transformación (continuación). Considerando una diferencia de altura entre la rejilla de entrada y de salida, de 2 metros (h=2 m), y con una velocidad de salida de aire de 0,7 m/s, obtenida según tablas. La sección mínima de las rejillas será de: 𝑆𝑟𝑒𝑗 = 𝑄 𝑉𝑠𝑎𝑙 = 1,15 0,7 = 1,64𝑚2 En el proyecto de un C.T. se incluirán el cálculo del dimensionamiento del foso apagafuegos, en caso de que el tipo de transformador lo requiera, y los cálculos necesarios para justificar la selección de la aparamenta requerida
