ANONIMO - Redes Electricas

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  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

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    TEMA 1

    TEMA 1. EL SISTEMA ELCTRICO DE POTENCIA

    Indice

    1. Objetivo y estructura

    2. Variables principales

    3. Transporte y distribucin

    3.1 Tensiones normalizadas

    .

    3.3 Modos de explotacin

    4. Nuevas tecnologas

    4.1 FACTS

    4.2 Microgrids

    .

    5. Legislacin y normativa

    1

    TEMA 1

    1. Objetivo y estructura (I)

    UnSistema Elctrico de Potencia(en adelante SEP) debe ser capaz

    (a) Generarla cantidad exacta de energa que se le demanda para cubrir la

    demanda exigida por los clientes en tiempo real, teniendo en cuenta las

    .

    (b) Transportarla energa hasta los consumidores.

    (c) Distribuirla energa con unos mnimos de calidad.

    Por lo tanto, un SEP consta de los siguientes subsistemas:

    Subsistema de eneracin ue en loba los distintos ti os de centrales.

    Subsistema de transporte, formado por subestaciones y lneas de

    transporte.

    Subsistema de distribucin,formado por redes de subtransporte, redes dedistribucin en media y baja tensin, y centros de transformacin.

    2

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    TEMA 1

    1. Objetivo y estructura (II)

    Eta as:

    Produccin: hasta 30 kV

    400 kV

    Transporte: 220 400 kV

    Transformacin

    Distribucin:

    AT: 132, 66, 45 kV

    MT: 13.2, 20, 30 kVBT: < 1 kV

    Transformacin

    3

    400 V trifsi co y 230 V monofsico

    onsumo:

    TEMA 1

    1. Objetivo y estructura (III)

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    TEMA 1

    1. Objetivo y estructura (IV)

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    TEMA 1

    2. Variables principales

    Tensin de servicio o asignada: es el valor eficaz de la tensincompuesta (entre fases). Se representa con la letra U, tiene como

    un a e o y con c ona e n ve e a s am ento requer o por os

    distintos elementos. Muchas de las caractersticas de funcionamiento

    de las lneas se representan en funcin de este valor.

    Frecuencia: tiene como unidad el Hercio (ciclos/s). La frecuenciaasi nada en los ases euro eos es de 50 Hz en los EEUU es de 60

    Hz. En otros pases se emplean alguna de las dos frecuencias

    anteriores.

    N de fases: el sistema trifsico es el ms extendido debido a lasimplicidad de las instalaciones de generacin, transporte y

    . .

    6

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    TEMA 1

    3. Transporte y distr ibucin. Tensiones normalizadas

    El transporte, la distribucin y la alimentacin de los consumidores se

    realiza mayoritariamente encorriente alterna trifsica(C.A.).

    Tensiones asignadas: (segn norma IEC 60.038:2009) . .(Generacin, Distribucin. 230 V, 400 V, 690 V y 1.000 V)

    Media Tensin (MT):1 kV < U 35 kV, . , , , , , ,

    Alta Tensin (AT):35 kV < U 132 kV(Subtransporte, Distribucin. 45 kV, 66 kV, 110 kV, 132 kV)

    uy ta ens n :132 kV < U 400 kV(Transporte. 150 kV, 220 kV, 400 kV)

    Ultra Alta Tensin (UAT):400 kV < U 1.200 kV o superiores.(Transporte a distancias muy grandes)

    7

    TEMA 1

    3. Transporte y distr ibucin. Prdidas de energa

    Por qu emplear tensiones elevadas para el transporte de energa?

    Potencia aparente trifsica: IUS 3

    Por lo tanto, para una misma potencia, a mayor tensin menor intensidad, porlo que las prdidas por efecto Joule P=3RI2 se reducen drsticamente.

    Debido a lo anterior, cuanto mayor sea la potencia a transportar se emplearn

    tensiones ms elevadas buscando una optimizacin econmica de los costes

    (a mayor tensin, mayor es el coste de los equipos).

    Por qu emplear corriente alterna en lugar de corr iente continua?

    Si bien los generadores de corriente continua se desarrollaron paralelamente alos de alterna, fue la invencin del transformador lo que motiv que se

    8

    transformacin de tensin de corrientes continuas)

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    TEMA 1

    3. Transporte y distr ibucin. Modos de explotacin (I)

    Se caracterizan por radiar desde el punto de

    Redes radiales o en antena

    alimentacin. Se alimentan por un nico

    extremo, desde el que se realiza el suministro

    a los receptores finales. Las derivaciones o,

    cerrar sobres s mismas.

    La energa slo dispone de un camino desde

    a su es ac n as a os consumos.

    Lneas de derivacin abiertas con cargas en

    los extremos o repartidas tanto arbitraria como

    un ormemente.

    Suministro a distintos centros de consumo

    con densidad de carga baja/media y/o baja

    Ventajas: simplicidad de diseo yoperacin, coste bajo por los aparatos

    de maniobra y la sencillez de las

    ca a e sum n s ro.

    En una red de distribucin radial los flujos de

    potencia siempre tienen el mismo sentido:

    ,

    averas.

    Desventajas: menor fiabilidad del

    9

    es e e ex remo m s cercano a a

    generacin hacia el extremo ms cercano a la

    carga.

    suministro (alimentacin por un nico

    camino).

    TEMA 1

    3. Transporte y distr ibucin. Modos de explotacin (II)

    Redes en anilloSe caracterizan por alimentarse por dos extremos, considerndose casi como una

    solucin intermedia entre la radial y la mallada. Estn dispuestas en forma de anillos o

    bucles, explotndose normalmente abiertos (operacin en forma radial) en ciertos

    lugares, permitiendo el cierre de stos y la apertura por otro sitio cuando fuera necesario.

    Lnea cerrada que parte de una o varias alimentaciones concarga repartida aleatoriamente.

    Suministro a diversos centros de consumo ale ados entre s

    con grandes cargas con alta calidad de suministro.

    Ventajas: mayor fiabilidad y continuidad delsum n stro, mayor ex a e operac n,

    mayor facilidad de mantenimiento.

    Desventajas: mayor coste, sistema deproteccin ms complejo.

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    TEMA 1

    3. Transporte y distr ibucin. Modos de explotacin (III)

    Redes malladas (I)

    Se obtienen al enlazar varios anillos que, en

    servicio normal, se cierran sobre s mismos.

    concentracin de la carga.

    Suministro a zonas de gran densidad de carga

    .

    Seguridad en el suministro muy alta.

    Ventajas: mayor flexibilidad de operacin, mayorfiabilidad y calidad del suministro (fiabilidad,

    .

    Desventajas: mayor coste.

    11

    TEMA 1

    3. Transporte y distr ibucin. Modos de explotacin (IV)

    Redes malladas (II)La red mallada se disea de forma que la prdida de alguno de sus elementos no

    provoque la rotura de la cadena de suministro:

    El fallo de un elemento no implica la interrupcin del suministro.

    El fallo de ciertas combinaciones de 2 elementos tampoco.

    a mpos c n e es os cr er os mp ca que a re e ranspor e e e ser una ma a e

    forma que cualquier nodo de la red, ya sea de entrada o de salida de energa, pueda ser

    accesible al menos por 2 caminos diferentes.

    Las redes malladas proporcionan una mxima seguridad en el suministro. Pueden tener

    una, o varias fuentes de alimentacin, segn su importancia. El grado de seguridad

    de ende entre otros factores de:,

    1.- El grado de mallado.

    2.- El nmero de circuitos que unen los nudos.

    3.- El nmero de fuentes de alimentacin.

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    TEMA 1

    3. Transporte y distr ibucin. Modos de explotacin (V)

    Redes de Transporte: Su funcin principal es la conexin de los grandes centros deproduccin a los centros de consumo, interconexin de diferentes reas (incluido las

    interconexiones entre ases .

    - Niveles de tensin (MAT y UAT), varan entre 220 kV y 1.000 kV.

    - Modo de explotacin: MALLADO.

    redes anteriores hasta el interior y la periferia de los grandes ncleos urbanos, as como

    a las zonas rurales y hasta los puntos frontera de los grandes clientes industriales.

    Cubren un rea geogrfica limitada.

    - Niveles de tensin (AT), varan entre 30 kV y 132(220) kV.

    - Modo de explotacin: MALLADO RADIAL(normalmente mallado).

    e es e s r uc n : u unc n es esparc rse por o o e errenos as aalcanzar los centros de transformacin y los clientes industriales de MT.

    - Niveles de tensin varan entre 13 kV y 30 kV.

    - .

    Redes de Distribucin (BT): Parte de los centros de transformacin y enlazadirectamente con los consumidores domsticos.

    13

    - ve es e ens n sue e ser en re ases.

    - Modo de explotacin: RADIAL.

    TEMA 1

    4. Nuevas tecnologas. FACTS (I)

    Definicin

    Los FACTS Flexible AC Transmission S stem son elementos con electrnica

    de potencia que se utilizan para la mejora de las prestaciones de sistemas de

    transporte dbiles. Adicionalmente tambin solucionan otros problemas

    tcnicos.

    Se conectan al SEP tanto en paralelo como en serie o en combinacin serie-

    paralelo:

    Conexin serie: TCSC (Thyristor-Controlled Series Capacitor). a c ync ronous er es ompensa or .

    Conexin paralelo: .

    STATCOM (Static Synchronous Compensator).

    Conexin serie-paralelo:

    14

    UPFC (Unified Power Flow Controller).

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    TEMA 1

    4. Nuevas tecnologas. FACTS (II)

    SVC:

    baja, el SVC inyecta potencia

    reactiva capacitiva a la red,rovocando as un aumento de la

    tensin.

    Cuando la tensin del sistema es

    elevada, el SVC genera potencia

    reactiva inductiva, provocando as

    una disminucin de la tensin.

    Otras funciones:

    Mejora de la calidad de la tensin.

    Control dinmico de la potencia reactiva. Mejora de la estabilidad del sistema.

    Amortiguacin de las oscilaciones del sistema.

    Aumento de la capacidad de transporte de

    15

    potenc a.

    Control de desequilibrios

    TEMA 1

    4. Nuevas tecnologas. Microgrids

    Definicin:

    pequeo tamao produce la creacin de un nuevo tipo de SEP, la Microgrid.

    Las Microgrids se pueden conectar al SEP principal o pueden operar de

    manera autnoma funcionamiento en isla cuando se aslan del SEP.

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    TEMA 1

    4. Nuevas tecnologas. Smartgrids (I)

    Qu es una Smartgrid?

    todos sus usuarios (generadores, consumidores y los que son ambos a la vez),

    para la distribucin de la electricidad de manera sostenible, segura y.

    Una SmartGrid emplea productos y servicios punteros junto con monitorizacin

    inteligente, control, comunicacin y tecnologas de auto-diagnstico:

    Para facilitar la interconexin y operacin de generadores de cualquier tamao y

    tecnologa.

    Para ue los consumidores uedan artici ar en la o timizacin de la o eracin del

    sistema.

    Para ofrecer a los consumidores mayor variedad de suministro y mayor informacin.

    Para reducir de manera importante el impacto ambiental del sistema elctrico. Para obtener mejores niveles de calidad, seguridad y fiabilidad de suministro.

    17

    TEMA 1

    4. Nuevas tecnologas. Smartgrids (II)

    Principales retos para el desarrollo de SmartGrids Refuerzo de la red:garantizar que a nivel Europeo exista capacidad de transporte

    ,

    renovables.

    Ampl iacin hacia el mar (of f-shore): desarrollo de conexiones eficientes para losar ues elicos marinos otras tecnolo as de eneracin marinas.

    Desarrol lo de arquitecturas distribuidas: para que los sistemas de suministroelctrico de pequea escala trabajen en todo el sistema de manera coordinada.

    Comunicaciones:desarrollar una infraestructura de comunicaciones para que en unnico mercado puedan participar millones de agentes (operacin del sistema y

    compra-venta de energa).

    Participacin activa de la demanda:que todos los consumidores (aunque no seangeneradores) puedan participar en la operacin del sistema.

    Integracin de la generacin no gestionable:para encontrar la mejor manera parasu integracin en el sistema, incluyendo la microgeneracin domstica.

    n e genc a me ora a:en generac n, eman a y so re o o en a re .

    Aprovechamiento de la generacin distribuida y del almacenamiento deenerga.

    18

    vehculos elctricos se vendern de forma masiva.

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    TEMA 1

    4. Nuevas tecnologas. Smartgrids (III)

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    TEMA 1

    4. Nuevas tecnologas. Smartgrids (IV)

    Esquema

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    TEMA 1

    5. Legislacin y normativa (I)

    Normativa bsica de obligado cumplimiento en el Estado:

    Para Lneas de Alta Tensin:REAL DECRETO 223/2008, de 15 de febrero, por elque se aprueban el Reglamento sobre condiciones tcnicas y garantas de

    seguridad en lneas elctricas de alta tensin y sus instrucciones tcnicas

    complementarias ITC-LAT 01 a 09.

    Para Instalac iones de Alta Tensin: REAL DECRETO 3275/1982, de 12 denoviembre, sobre Condiciones Tcnicas y Garantas de Seguridad en Centrales

    , .

    Complementarias MIE-RAT 01 a 20.

    , ,

    por el que se aprueba el Reglamento electrotcnico para baja tensin y sus

    instrucciones tcnicas complementarias ITC-BT 01 a 51.

    Instalaciones no contempladas en la normativa anterior: Instalaciones elctricas en buques.

    21

    .

    Instalaciones elctricas en minas.

    Instalaciones elctricas en ferrocarriles.

    TEMA 1

    5. Legislacin y normativa (II)

    Estructura comn de la normativa bsica:

    r cu a o genera : spos c ones genera es, m o e ap cac n,

    Instrucciones tcnicas complementarias:

    Definiciones.

    .

    Documentacin de instalaciones.

    Anteproyectos y Proyectos.

    Instaladores Autorizados.

    Verificaciones e Inspecciones.

    Requisitos tcnicos especficos.

    22

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    TEMA 1

    5. Legislacin y normativa (III)

    Normas:

    IEC International Electrotechnical Commission, www.iec.ch .

    CENELEC (European Committee for Electrotechnical Standardization,

    www.cenelec.org ). , . . .

    IEEE (Institute of Electric and Electronic Engineers, www.ieee.org).

    NFPA (National Fire Protection Association, www.nfpa.org).

    Otras referencias:

    UNESA (Asociacin Espaola de la Industria Elctrica, www.unesa.es).

    Ministerio de Industria (www.ffii.nova.es/puntoinfomcyt/formulario-lseg01.asp).

    , . . .

    CIGRE (International Council on Large Electric Power Systems,www.cigre.org).

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    TEMA 2

    TEMA 2.LNEAS DE TRANSPORTE Y DISTRIBUCIN

    1. Introduccin

    Indice

    1.1 Elementos de las redes elctricas

    1.2 Clasificacin

    . neas a reas e ranspor e y s r uc n

    2.1 Cable de tierra

    2.2 A o os

    2.3 Sistema de puesta a tierra

    2.4 Aisladores

    . erra es y accesor os

    2.6 Lneas areas aisladas

    3. Lneas subterrneas de trans orte distribucin3.1 Elementos constitutivos

    3.2 Designacin

    1

    . ns a ac n

    4. HVDC (High Voltage Direct Current)

    TEMA 2

    1. Introduccin: elementos de las redes elctricas

    LINEAS

    SUBESTACIONES

    CENTROS DE TRANSFORMACIN

    Segn reglas internacionales existen

    nicamente dos niveles de tensin:

    AT: 1 kV AC ( 1500 V DC)

    Debido a que se utilizan distintos niveles de

    para e transporte y str uc n e a

    energa, aparece el trmino MT para

    tensiones comprendidas entre 1 kV AC y 52

    kV AC distribucin ..

    2

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    TEMA 2

    1. Introduccin: elementos de las redes elctricas

    - Cable de tierra

    Elementos

    -Aisladores

    - Herrajes

    - Conductores

    -Apoyos

    - Cimentaciones

    Reglamentacin

    - RLAAT

    - UNE

    3

    TEMA 2

    1. Introduccin: clasificacin

    Disposicin

    Lneas subterrneas ITC-LAT-06

    Lneas areas

    Con conductores desnudos (ITC-LAT-07)

    Lneas areas

    - -

    Clasificacin en funcin de las tensiones (RLAT art. 3 y ITC-LAT-07)

    Tercera cate ora: 3 6 10 15 20 kV

    Segunda categora: 30, 45, 66 kV

    Primera categora: 132 kV

    Categora especial: 220, 400 kV (y las de tensin inferior que formen parte de

    la red de transporte segn art. 5 del RD1955/200)

    Nota: tensiones nominales entre fases

    4

    Valores recomendados

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    TEMA 2

    2. Lneas areas de transporte y distribucin (I)

    VANO: distancia entre apoyos

    FLECHA: distancia entre la

    lnea recta que pasa por los

    dos puntos de sujecin del

    conductor en dos apoyos,

    bajo de este mismo conductor.

    El valor de la corriente, junto con las

    condiciones climatolgicas (radiacin

    solar, temperatura ambiente y viento),

    es el que condiciona el valor de la

    .

    El alargamiento del conductor

    asociado al aumento de temperaturapuede ser peligroso por la reduccin

    de la distancia entre el conductor y el

    suelo u otras lneas que se crucen por

    5

    para la seguridad pblica.

    TEMA 2

    2. Lneas areas de transporte y distribucin (II)

    CONDUCTORES Y CABLES DE TIERRA ITC-LAT-07 2.1

    Misin

    Conducir la corriente

    NaturalezaMateriales:

    Conductor

    cobre

    aluminio

    aleaciones de aluminio

    Resistencia mecnica

    acero galvanizado

    Composicin:Alambres (Cu utilizado en BT)

    6

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    TEMA 2

    2. Lneas areas de transporte y distribucin (III)

    La resistividad del aluminio es 65% mayor a la del cobre, lo que significa

    que, para conducir la misma corriente, un cable de aluminio necesitar una

    secc n ransversa un mayor.

    El aluminio es 3 veces mas liviano que el cobre.

    El peso de los cables es un factor decisivo a la hora de decidir qucon uc or u zar.

    7

    TEMA 2

    2. Lneas areas de transporte y distribucin (IV)

    Conductores desnudos

    Formados or alambres ue se distribu en en ca as enrolladas

    helicoidalmente con sentido contrario al de la capa anterior: consistencia

    mecnica y flexibilidad.

    Los conductores compuestos son aquellos que estn formados porvarios alambres (+ flexibles). Los conductores de un solo alambre se suelen

    llamar hilos los com uestos cables.

    Conductores homogneos: todos los alambres son del mismo material (aleacinde aluminio).

    Conductores heterogneos: los alambres son de varios materiales.

    . n os con uctores m t p es o con uctores en az un ca e e una asese sustituye por 2 ms cables en paralelo unidos rgidamente entre s

    menos prdidas por efecto corona.

    Siendo n es el nmero de conductores

    por fase:

    Si n=2 lnea dplex

    8Conductor mltiple

    Conductor compuesto Conductor macizo Si n=3 lnea trplex

    Si n=4 lnea cudruplex

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    TEMA 2

    2. Lneas areas de transporte y distribucin (V)

    Conductores desnudos

    Cdigo del material + Seccin aparente + UNE 21018

    Cdigo del material: L (aluminio), D (aleacin de aluminio), LA (aluminio con alma de

    acero), DA (aleacin de aluminio con alma de acero), LARL (aluminio y acero recubierto

    de aluminio).

    Ej: LARL CONDOR UNE 21018

    -Seccin nominal (redondeada)-Cdigo del material (para conductores compuestos

    primer grupo el recubrimiento y segundo grupo el alma)

    Ej: 76-AL1

    9

    TEMA 2

    2. Lneas areas de transporte y distribucin (VI)

    Conductores desnudos

    10

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    TEMA 2

    2. Lneas areas de transporte y (VII)

    Conductores especiales

    11

    TEMA 2

    2. Lneas areas de transporte y distribucin (VIII)

    - Conductores de altas prestaciones trmicas y flecha pequea

    G(Z)TACSR GTTACSR

    (ncleo de acero y exterior de aluminio recocido) (ncleo de invar y exterior de aluminio ZTAI)

    ZTACCRACCC/TW

    12(ncleos de composite)

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    TEMA 2

    2.1. Cable de tierra

    Misin

    ITC-LAT-07 2.1.3 y 2.1.5

    Proteccin contra la cada directa de rayos

    Telecomunicacin por fibra ptica (OPGW)

    Materiales: acero de alta resistencia mecnica

    - galvanizado de la mejor calidad

    - o con recu r m en o e a um n o

    En los OPGW las fibras se alojan en un tubo protectorcentral o cableado

    Designacin

    Ej: Acero de 50 mm2 recubierto de aluminio

    Nueva: 50-A20SA

    13

    TEMA 2

    2.2 Apoyos (I)

    Misin

    ITC-LAT-07 2.4

    Soportar los elementos que componen la lnea guardando las distancias de

    seguridad reglamentarias .

    Clasificacin:

    Atendiendo a su funcin en la lnea:

    "Apoyos de suspensin": con cadenas de aisladores de suspensin

    "Apoyos de amarre": con cadenas de aisladores de amarre

    "Apoyos de anclaje": limitan la propagacin de esfuerzos longitudinales de

    carcter excepcional (cada 3km)

    " " ,

    solicitacin de todos los conductores y cables de tierra

    "Apoyos especiales": Usados para salvar obstculos del terreno: cruces de

    14

    ferrocarril, vas fluviales, lneas de telecomunicacin

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    TEMA 2

    2.2 Apoyos (II)

    Suspensin AmarreAnclaje Fin de l nea

    15

    TEMA 2

    2.2 Apoyos (III)

    Madera Metlico de celosaHormign

    16

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    TEMA 2

    2.2 Apoyos (IV)

    HorizontalTringulo Bandera

    RectangularCrucetas y armados

    Abarqui llada Tresboli llo HexgonoBveda

    17

    Crucetas: accesorios montados en la parte superior para soportar los aisladores

    Armados: disposiciones de crucetas sobre la cabeza del poste

    TEMA 2

    2.2 Apoyos (V)

    18

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

    22/206

    TEMA 2

    2.2 Apoyos (VI)

    Antiescalos

    ITC LAT- 07 2.4.2Placa identificativa- -

    Identificacin: el nmero de cada apoyo, (legibles desde el

    suelo

    . .

    empresa propietaria de la lnea

    nivel de tensin

    19

    obligatorio en lneas de tensin nominal > 66kV y

    apoyos situados en zonas frecuentadas.

    TEMA 2

    2.2 Apoyos (VII)

    Cimentaciones

    - -

    Macizo de hormign de forma prismtica que impide el vuelco del apoyo

    (apartado 3.6)

    . .

    20

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

    23/206

    TEMA 2

    2.3 Sistema de puesta a tierra

    a) Resistir esfuerzos mecnicos y corrosin

    Requisitos ITC-LAT-07 7.1

    c) Garantizar la seguridad de las personas con respecto a tensiones de contacto y

    paso durante una falta a tierra ,

    Estos requisitos dependen de:

    1. Mtodo de puesta a tierra del neutro de la red

    .

    3. Material del apoyo: conductor o no conductor

    Elementos ITC-LAT-07 7.2

    Conexin de los apoyos a tierra

    Lnea de tierra: recorrido mnimo y evitando curvas de poco,

    Electrodos de puesta a tierra: enterrados 0,5-1m- Electrodos horizontales (varillas, barras o cables) en forma

    radial, de malla o anillo. Tambin placas.

    21

    - Picas de tierra verticales o inclinadas hincadas en el terreno.

    TEMA 2

    2.4 Aisladores (I)

    ITC-LAT-07 2.3

    Misin

    Aislar el conductor del apoyo

    Medio: condiciones normales de polucin

    Fuerte: condiciones especiales de polucin

    Materiales

    Porcelana

    Vidrio

    22

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

    24/206

    TEMA 2

    2.4 Aisladores (II)

    Tipos

    Fijos o rgidos: de una pieza se usan para tensiones < 66 kV

    Cadenas o suspendidos: constan de tres partes:

    Dos metlicas: caperuza y vstago que realizan la unin entre aisladores para

    formar la cadena

    Una aislante: campana con su parte superior lisa y la inferior con nervios para

    aumentar la lnea de fuga

    23

    TEMA 2

    2.4 Aisladores (III)

    Fijo De suspensin 1 Caperuza de fundicin4 Cemento Portland ampana e porce ana

    6 Vstago de acero

    24

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

    25/206

    TEMA 2

    2.4 Aisladores (IV)

    Fijo De suspensin

    25

    TEMA 2

    2.4 Aisladores (V)

    Aisladores de cadena

    Caractersticas Mecnicas

    Carga de rotura mecnica o electromecnica

    Dimensionales

    Dimetro (D) Paso (P)

    Lnea de fuga nominal

    Dimetro del vstago (d1)

    Elctricas

    - En seco

    - Con lluvia

    Nivel de aislamiento a onda de cho ue en kV

    Designacin UNE-EN 60305Ej: U 70 BSP Diseo antipolucin

    26

    Aislador de cadena

    Carga de rotura (kN)

    Tipo caperuza - vstago

    e paso cor o

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

    26/206

    TEMA 2

    2.5 Herrajes y accesorios (I)

    ITC-LAT-07 2.2

    Elementos de sujecin:

    Primer aislador al apoyo: grillete-anillo, horquillas

    Conductor al ltimo aislador: rotula y grapas

    De conductores

    Grapas de conexin

    Man uitos de em alme de acero aluminio

    Proteccin elctrica de los aisladores: Aros de guarda

    Cuernos

    Raquetas

    Proteccin mecnica del conductor:

    Varillas de roteccinAccesor ios del conductor:

    Separadores

    Contra esos

    27

    Sealizacin

    Antivibradores: amortiguadores Stockbridge y varillas de armar

    TEMA 2

    2.5 Herrajes y accesorios (II)

    ANILLO BOLA

    28

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

    27/206

    TEMA 2

    2.5 Herrajes y accesorios (III)

    29

    TEMA 2

    2.5 Herrajes y accesorios (IV)

    1.- Grillete

    2.- Eslabn plano

    3.- tensor de corredera

    Disposicin tpica de aisladores de cadena

    .

    4.- Horquilla bola

    5.- Rtula corta

    6.- Grapa de amarre a compresin

    7.- Aisladores de vidrio

    Cadena de aisladores

    Cadena de aisladoresde suspensin

    30

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

    28/206

    TEMA 2

    2.5 Herrajes y accesorios (V)

    Aro Raqueta Cuerno

    31

    TEMA 2

    2.5 Herrajes y accesorios (VI)

    Separadores Contrapesos

    Sealizacin Amortiguador Stockbrige

    32

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

    29/206

    TEMA 2

    2.6 Lneas areas aisladas

    ITC-LAT-07 2.3

    Aplicacin

    Alternativa a las lneas areas con conductores desnudos en:

    a) Zonas de arbolado, fuertes vientos, o para proteccin de la avifaunab) Zonas de elevada olucin

    c) Instalaciones provisionales de obra

    d) Zonas de circulacin en industrias

    e) Entrada en ncleos urbanos

    Tensiones

    , , , , ,

    Sistemas de instalacin

    Red tensada sobre apoyoCables

    - Cables unipolares aislados cableados en haz alrededor de un fiador de acero.

    33

    -capas de material aislante extrudo.

    TEMA 2

    3. Lneas subterrneas de transporte y distribucin

    ITC-LAT 06

    Las lneas elctricas subterrneas estn constituidas por cables aisladosenterrados directamente, en canalizacin entubada, dispuestos engaleras, en interior de edificios, en fondos acuticos, etc.

    En ncleos urbanos

    Condiciones especiales que impiden el trazado areo

    Cruce de ros o mares

    Aeropuertos

    La principal ventaja de la lneas areas frente a las subterrneas es

    econmica.

    distancia entre conductores y la cadena de aisladores. En lneas areas se produce mayor nmero de faltas, pero su

    34

    .

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

    30/206

    TEMA 2

    3.1 Elementos constitutivos (I)

    Conductores:

    Materiales uti lizados o re

    Aluminio

    Disposicin Cableados normalmente

    Compactados reduciendo los intersticios entre alambres y adoptandouna seccin recta circular

    Tipos Unipolar: 1 conductor 1 pantalla (campo elctrico radial)

    Tripolares: tres conductores

    - Pantalla nica: el campo elctrico es no radial

    35

    - Tres pantallas: campo elctrico radial

    TEMA 2

    3.1 Elementos constitutivos (II)

    Aislamiento:Evita el contacto directo con el conductor y asegura la disipacin de calor.

    Cables en aceite o estratificados: Aceite fluido a presin (OF)

    Papel impregnado en aceite (PPL)

    Cables secos o extrusionados

    Termoplsticos- Policloruro de vinilo (PVC)- Polietileno (PE)

    - Etileno-propileno (EPR o HEPR)

    - Polietileno reticulado (XLPE PRC)

    Pantallas:Confinan el campo elctrico al interior del cable sirviendo de retorno de la corriente

    capacitiva. Conducen a tierra la corriente de falta y sirven de proteccin contra contactos

    accidentales.

    a er a es:

    Hilos o mallas de cobre Cintas de aluminio

    Ca as semiconductoras:

    36

    Mejoran la distribucin del campo elctrico en la superficie del conductor. Al ser

    trenzado, el campo elctrico no es perfectamente radial lo que origina concentracin de

    tensiones que pueden provocar la perforacin del aislamiento.

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

    31/206

    TEMA 2

    3.1 Elementos constitutivos (III)

    Armaduras:Protegen el cable mecnicamente. En los cables

    OF sirven de continente del aceite.

    Materiales: Fleje de acero

    Tubo de plomo o aluminio

    Cubiertas:Protegen las armaduras metlicas contra la

    corrosin agentes qumicos y contra agentes

    exteriores. Si la armadura es de plomo, no se

    necesita cubierta.

    Termoplsticos:

    - Policloruro de vinilo PVC

    - Polietileno PE- Poliolefinas PO

    Neopreno

    Cinta de betn

    37

    TEMA 2

    3.1 Elementos constitutivos (IV)

    Capas adicionales:

    Protecciones ante la penetracin de agua .

    Materiales: Cinta

    Cordn higroscpico

    Lmina de aluminioProtecciones ante la propagacin del fuegoMejoran la resistencia a la propagacin del fuego.

    Obturacin longitudinalCapa adicional

    Cinta higroscpica (en cables de XLPE)

    38

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

    32/206

    TEMA 2

    3.2 Designacin

    Cdigo de las particularidades constructivas Material de aislamiento

    D etileno-propileno (EPR)

    Nmero de conductores 1 cable unipolar

    3 cable tripolar

    HEPR etileno-propileno de alto mdulo (HEPR)

    R polietileno reticulado (XLPE)

    Presencia de pantalla semiconductora y metlica H pantalla semiconductora y metlica

    ecc n e con uc or en mm si existe un conductor de seccin reducida

    se indica esta despus del signo /

    Forma del conductor y/o tratamiento

    Material de la cubierta V policloruro de vinilo PVC

    Z mezcla reticulada de poliolefina

    K forma compacta redonda

    M conductor Milliken

    Cdigo del material conductor

    Proteccin ante la penetracin de agua Obturacin radial

    - Con cobre RC

    - Con aluminio RA

    Al aluminio

    Carctersticas de la pantalla + H hilos o T tubular

    Obturacin longitudinal- En pantalla nicamente OL

    - En conductor y pantalla 2OL

    Seguridad ante fuego

    Si no se dice nada cobre o Al si es dealuminio

    No propagador de llama (S)

    No propagador de incendio (AS)

    Tensiones nominales en kV separadas poruna barra (Uo/U) Conductor

    39

    Uo entre conductor y pantalla

    U entre conductoresMilliken

    Forma redondacompactaEj: RHZ1 RA+OL (AS) 36/66 kV 1x400 K Al +H25

    TEMA 2

    3.3 Instalacin

    Directamente enterrados Profundidad (mnimo de 0.6 m bajo acera y 0.8 bajo

    calzada)

    Proteccin adecuada

    Cinta de sealizacin

    Canalizacin entubada

    Dimetro mnimo 0.14 m Arquetas intermedias para facilitar su instalacin

    (cada 40 m)

    En galeras Visitable

    - Pasillo mnimo 0.9 x 2

    - a es su etos: r as, m nsu as y an e as

    - Puesta a tierra

    Registrables

    Ubicaciones con acceso restringido

    En bande as so ortes alomillas o directamente su etos a la ared

    40

    Interiores

    En fondos acuticos

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

    33/206

    TEMA 2

    4. HVDC (High Voltage Direct Current) (I)

    Aplicaciones Transporte de potencias elevadas a distancias muy grandes mediante lneas

    .

    Transporte de potencias elevadas mediante cables subterrneos o submarinos

    (tambin a distancias cortas). Interconexin de sistemas con distinta frecuencia (50 Hz con 60 Hz).

    Ejemplos

    41

    SubterrneaArea

    TEMA 2

    4. HVDC (High Voltage Direct Current) (II)

    Ventajas

    1. Menores costes de 2. Para at ravesar mares (o cablesinversin. subterrneos).

    En el transporte en c.a. debido a la gran

    capacitancia que tienen los cables se

    pro uce un u o e po enc as reac vas

    que limitan las distancias. En HVDC no

    se produce ese fenmeno.

    42

    ara ca es su mar nos, a

    distancia de corte es de unos

    50 km.

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

    34/206

    TEMA 2

    4. HVDC (High Voltage Direct Current) (III)

    Ventajas3. Menores prdidas.

    Ejemplo: comparativa de las prdidas

    de una lnea area de 1.200 MW.

    .sis temas de 50 Hz y 60 Hz).

    5. Mejor control del f lujo de potencia.6. Limitacin de la intensidad decortocircuito (no aporta).7. Medio ambiente. Para el transporte deuna misma potencia, las lneas areas de

    .

    A nivel del Estado, hoy en da no existen lneas

    HVDC, pero hay 2 lneas en construccin:-

    70 km subterrneos empleando HVDC.

    - Interconexin entre la Pennsula y Baleares:

    Proyecto Rmulo: 250 kVDC, 237 km de longitud.

    Ejemplo: Transporte de 3.000 MW:

    . .

    43

    HVDC: 2 lneas.

    HVAC: 5 lneas de 500 kV.

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

    35/206

    TEMA 3

    TEMA 3. PARMETROS Y MODELOS DE LNEAS

    Indice1.Introduccin

    . ar me ros e c r cos e neas a reas

    2.1 Resistencia

    2.2 Inductancia

    2.3 Capacidad

    2.4 Conductancia

    3. Parmetros elctricos de lneas subterrneas

    . es s enc a

    3.2 Inductancia

    3.3 Capacidad

    .

    4. Modelos de lneas de transporte en rgimen permanente

    4.1 Introduccin

    4.2 Modelo de lnea en armetros distribuidos.

    4.3 Circuito equivalente de una lnea larga

    4.3 Circuito equivalente de una longitud media

    4.4 Circuito equivalente de una longitud corta

    1

    5. Funcionamiento de una lnea de transporte en en rgimen permanente5.1 Ampacidad

    5.2 Relacin tensin-potencia

    TEMA 3

    1. Introduccin

    Son modelos matemticos que representan el comportamiento

    fsico de las lneas elctricas:

    Disipacin de energa: en los conductores : RESISTENCIA R

    en los aislamientos aislador capa aislante : NDU TAN IA Almacenamiento de energa en forma de:

    cam o elctrico : CAPACITANCIAC campo magntico: INDUCTANCIA L

    Se suelen utilizar valores kilomtricos:Rk,Gk,Ck,Lk.

    2

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

    36/206

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

    37/206

    TEMA 3

    2. Parmetros elctricos de lneas areas2.2 Inductancia

    Ley de Faraday: cuando un conductor est dentro de un campomagntico variable se induce en l una tensin inducida o fuerza

    e ec romo r z .e.m. .

    e tensin inducida

    flujo que afecta al conductorNde )(

    El paso de una intensidad por un conductor origina un campo magntico; si

    la intensidad es variable en el tiem o tambin lo ser el cam o.

    N n de veces que el flujo afecta al conductor

    Si circula una corriente alterna por un conductor, creando un campo

    magntico vble, el flujo vble debido a ese campo corta al propio conductor

    . . .

    dt

    diLe

    di

    NdL

    )(

    Si la variacin de flujo es lineal respecto de la variacin de la intensidad (se

    supone que no hay saturacin magntica), que es el caso de las lneas

    areas:

    5

    i

    NL Unidad S.I.: Henrio H [Wb/A]

    TEMA 3

    2. Parmetros elctricos de lneas areas2.2 Inductancia

    Lneas monofsicas:

    ba

    L

    kbkaGMR

    GMDLL ln102 7

    Lneas trifsicas:

    LGMR

    GMDL ln102 7

    baDab

    DbcDac

    c

    GMD es la media geomtrica de las distancias existentes entre los centros

    de conductores de distinta fase.

    GMR es la media eomtrica de las distancias existentes entre los centros

    6

    de los conductores de la misma fase.

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

    38/206

    TEMA 3

    2. Parmetros elctricos de lneas areas2.2 Inductancia

    Clculo bsico de GMR Forma de la seccin del conductor:

    Conductor slido (crculo): GMRL= r e-1/4

    Conductor hueco (circunferencia): GMRL= r

    Placa rectangular: GMRL= 0.2235(a+b)

    Circuito simple, conductores en haz:

    Valor proporcionado por fabricante.

    3_ DDGMRGMR HAZL

    _ DGMRGMR HAZL TRIPLEX

    Circuito doble, conductores en haz:

    4_ 2DDDGMRGMR HAZL

    CUADRUPLEX

    b'-bL_HAZL_b

    a'-aL_HAZL_a

    dGMRGMR

    7

    c'-cL_HAZL_c

    NOTA: si en el circuito doble no hay conductores en haz, debe

    utilizarse el valor de GMRL en lugar de GMRL_HAZ.

    TEMA 3

    2. Parmetros elctricos de lneas areas2.2 Inductancia

    Clculo bsico de GMD

    Lneas de circuito simple:

    3 ... ACBCAB

    Lneas de circuito doble:

    4''''abfGMD baabbaab DDDD

    acfbcfabf

    8

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

    39/206

    TEMA 3

    2. Parmetros elctricos de lneas areas2.3 Capacidad

    La capacidad entre dos conductores se define como la carga por unidad de

    diferencia de potencial.

    V

    QC

    geomtrica cerrada, el flujo elctrico total que la atraviesa es igual a la carga

    elctrica existente en su interior dividida por la permisividad del medio.q Vdq

    La diferencia de potencial entre dos puntos situados a r1y r2del centro del

    conductor:

    drr

    2

    2ln rq

    VV

    La diferencia de potencial entre la superficie de un conductor de radio r y un

    punto situado a una distancia D:

    12 r

    mFr /1085.81094

    1 12900

    Aire :

    r

    qV puntuaconductor ln

    2,

    1r

    En una lnea area se pueden considerar los conductores como las

    .

    Cuando se aplica una diferencia de potencial entre los conductores, stos

    quedan cargados.

    Lneas monofsicas Lneas trifsicas:

    Ck kC

    2

    9NOTA: teniendo en cuenta la forma del conductor, GMRC=r

    r

    ln

    CGMR

    ln

    TEMA 3

    2. Parmetros elctricos de lneas areas2.4 Conductancia

    Se ha convenido en llamar conductancia al valor inverso de la resistencia

    del aislamiento de una lnea:2

    PrdidasG

    V

    I

    RGk

    1

    Las prdidas de potencia activa que se pueden producir entre conductores

    se representan por la conductancia o perditanciaG.

    e sue e esprec ar en a gunos c cu os.

    Las prdidas por conductancia se pueden deber a los siguientes factores:

    Prdidas en los aisladores:Los conductores estn aislados entre ellos y del suelo por medio del aire. Sin embargo, es

    necesario que exista aislamiento entre el conductor y la torre cadenas de aisladores:

    Gran capacidad de aislamiento

    es n suc os se pue en pro uc r peque as corr en es e uga.

    Mayores prdidas en zonas hmedas, con frecuentes lluvias o nieves.Ejemplo:

    o 1-3 W de rdidas en seco..

    o 5-20 W de prdidas en ambiente hmedo.

    Agua + suciedad conductora

    10

    , ,y material segn el nivel de tensin, la climatologa y la contaminacin.

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

    40/206

    TEMA 3

    2. Parmetros elctricos de lneas areas2.4 Conductancia

    Prdidas por efecto corona:

    Es el efecto ms importante de prdida de potencia entre conductores.

    .

    Se producen fugas directas al aire. Esto sucede si la intensidad del

    campo elctrico supera un determinado valor. Entonces aparece una.

    luminosidad alrededor del conductor en forma de corona.

    Se calcula por frmulas experimentales: las frmulas de Peek.

    Prdidas por este efecto

    Tensin a artir de la cual a arece

    Soluciones:

    Aumentar el radio de los conductores: conductores dilatados,.

    11

    TEMA 3

    2. Parmetros elctricos de lneas areas2.4 Conductancia

    12

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

    41/206

    TEMA 3

    Resumen parmetros lneas areas trifsicasInductancia kilomtrica Reactancia inductiva kilomtrica

    L

    kGMR

    GMD

    km

    HL ln102 4

    L

    kkGMR

    GMDLf

    kmX ln1028,62 2

    Capacidad kilomtrica Susceptancia kilomtrica

    kkGMD

    CfkmSB 1074,12

    5

    kGMDGMDkm

    FC 1056,52

    8

    Conductancia Impedancia kilomtrica

    = SPrdidasS

    CGMR

    n

    cc GMRGMR

    nn

    k k k

    Admitancia kilomtrica

    Y = G + B

    eorma men2

    kmVkm

    kk

    Hiptesis: Conductores circulares.

    Los valores de GMD y GMR se han mantenido constantes a lo largo de toda la lnea.

    Las tensiones y corrientes en la lnea estn equilibradas y se han realizado transposiciones

    uniformes.

    Las expresiones indicadas se aplican para el clculo de las impedancias de secuencia directa e

    13

    .

    Se desprecia el efecto del conductor de tierra (no se puede despreciar para faltas monofsicas ni

    para el clculo de la impedancia de secuencia homopolar -Tema 6-).

    TEMA 3

    Resumen parmetros lneas areas trifsicasNota sobre el clculo de la inductancia kilomtrica:

    En la bibliografa consultada aparecen expresiones equivalentes para el

    clculo de la inductancia o reactancia inductiva. Por e em lo ara clculo de

    lneas simples:

    hazensconductoredenmeronln4

    11028,6 2

    GMR

    GMD

    nkmXk

    Esta expresin y la expresin utilizada anteriormente son equivalentes, pues

    1/4n se introduce en el logaritmo neperiano como e-1/4 (para un nico

    .

    Comparativa de las dos expresiones:

    Utilizando la segunda expresin, no hace falta calcular GMR para la inductancia

    (GMRL) y GMR para la capacidad (GMRC). Es la expresin que se utilzia

    normalmente en Europa.

    La primera expresin utilizada anteriormente puede expresarse tambin de la

    daLL

    k XXGMDGMRGMR

    GMDkm

    X

    ln1ln1028,6ln1028,6

    22

    14

    a: es e va or e a reac anca a separar os con uc ores e s n a ase a m e s anca. s evalor que facilitan en los catlogos de fabricantes de EEUU. Este dato permite analizarexperimentalmente el efecto de la seccin no-circular del conductor.

    Xd : es independiente de la forma de la seccin del conductor, dependiendo nicamente de ladistancia entre conductores.

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

    42/206

    TEMA 3

    3. Parmetros elctricos de lneas subterrneas3.1 Resistencia

    Comparando con las lneas areas, los conductores de lneas

    subterrneas suelen ser siempre homogneos, de cobre o aluminio.

    a res s enc a en corr en e a erna e as neas su err neas

    depende de los siguientes factores:

    Temperatura:en la norma UNE-EN 60228 se dan valores de la resistencia encorriente continua a 20 C, tanto para conductores de cobre como de aluminio.

    Efecto Skin (Ks):el efecto es importante, pues las prdidas de potencia en elalma y el reparto radial de la corriente en conductores no-frreos dependen de la

    .

    homogneos.

    Efecto proximidad (Kp):los conductores aislados de diferente fase suelen estaren contacto o se arados a una distancia mu e uea. Al ser las distancias entre

    cables pequeas, el efecto proximidad es mayor.

    Corrientes de fuga: presencia de prdidas por corrientes parsitas en las

    pantallas. Se pueden despreciar frente a los factores anteriores.

    La norma IEC 60287 (UNE 21144) da expresiones analticas para

    cuantificar el efecto de los anteriores factores sobre la resistencia.

    15

    RCA= RCC [1+ Ks+ Kp]

    TEMA 3

    3. Parmetros elctricos de lneas subterrneas3.1 Resistencia

    Para cables subterrneos, los fabricantes facilitan los valores de la resistencia

    en corriente alterna para distintas temperaturas de trabajo. Por ejemplo:

    16

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

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    TEMA 3

    3. Parmetros elctricos de lneas subterrneas3.2 Inductancia

    Comparacin respecto inductancia en lneas areas:

    La inductancia de cables aislados es menor que en lneas areas:

    Al ser las distancias entre fases menor el valor de GMD tambin es menor

    L

    kGMR

    GMD

    km

    HL ln102 4

    , .

    El clculo resulta ms complejo, debido a la existencia de medios de diferente

    permeabilidad en su estructura. La resencia de corrientes arsitas en las antallas modifica el valor de la

    reactancia inductiva de la lneas.

    Los fabricantes facilitan el valor de la inductancia o la expresin vlida para su

    clculo:

    17

    TEMA 3

    3. Parmetros elctricos de lneas subterrneas3.3 Capacidad

    La capacidad es mayor que las lneas areas:

    La distancia entre conductores es mucho menor que en las lneas areas.

    La ermeabilidad relativa de los aislantes es 2,5-8 veces ma or.

    PVC: r= 8

    EPR: r= 3

    XLPE: r= 2,5

    =

    Factores: cable unipolar o tripolar, material de la capa aislante y espesor de lamisma.

    ,

    Cables unipolares y tripolares con apantallamiento individual:el cable es comoun condensador cilndrico cuyas armaduras metlicas son el conductor y la pantallametlica (conectada a tierra), siendo el dielctrico el aislamiento del cable.

    aislanteca aladeRadio

    int__102

    R

    RRRC

    ernatorasemiconduccapaconductorrk

    1

    2lnR

    a es r po ares con apan a am en o com n para as res ases:e campo no es

    radial y el clculo de la capacidad es ms complejo. Se puede obtener a partir demedidas directas. Si la configuracin es simtrica existen tres capacidades idnticas

    entre fases otras tres entre fase antalla.

    18

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

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    TEMA 3

    3. Parmetros elctricos de lneas subterrneas3.4 Conductancia

    En un cable subterrneo la resistencia del aislamiento est definida y no

    es dependiente de las condiciones ambientales. Las corrientes de fugas

    .

    Circuito equivalente del aislamiento:

    ConductorIfugaIc

    Aislamiento

    IcIg

    g CV

    g Ic intensidad capacitiva

    Pantalla

    VIg

    PVC tg = 0,1

    EPR tg = 0,04

    XLPE t = 0,008

    HEPR tg = 0,02 tgCf

    V

    PrdidasG kk 22

    2

    kc CfVI 2

    La forma habitual de expresar estas prdidas es travs de la tangente del

    tgCftgCfVtgIVIVGalerak kkcg 23

    22

    19

    .

    TEMA 3

    Resumen de parmetros de lneas subterrneasInductancia kilomtrica Reactancia inductiva kilomtrica

    L

    kGMR

    GMD

    km

    HL ln102

    4

    L

    kkGMR

    GMDLf

    kmX ln1028,62

    2

    Capacidad kilomtrica Susceptancia kilomtrica

    rkk

    GMDCf

    km

    SB

    1074,12

    5

    aislantecapaladeRadio2

    int__1

    2

    0 2

    R

    RRR

    RC

    ernatorasemiconduccapaconductorrk

    Conductancia Impedancia kilomtricaGalerakS

    CGMRn

    1R

    k k k

    Admitancia kilomtrica

    Y = G + B

    tgBtgVkm

    Gkk

    k2Cf2

    Notas: Al contrario que en el caso de las lneas areas, para subterrneos los conductores definen

    todos sus parmetros en tablas.

    La expresin para el clculo de la capacidad aplica nicamente cuando cada conductor de fase

    tiene su propia pantalla. Las expresiones indicadas se aplican para el clculo de las impedancias de secuencia directa e

    inversa Tema 6 .

    20

    Se desprecia el efecto de la pantalla (cumple la funcin del conductor de tierra para las lneas

    areas), salvo para faltas monofsicas ni para el clculo de la impedancia de secuencia

    homopolar (Tema 6).

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

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    TEMA 3

    Resumen de parmetros de lneas subterrneasEjemplo de tabla de fabricante de lneas de transporte subterrneas:

    21

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

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    TEMA 3

    4. Modelos de lneas en rgimen permanente4.1 Introduccin

    Se van a desarrollar expresiones para el clculo de la tensin, intensidad y

    potencia en cualquier punto de la lnea conocido el valor que toman estas

    magnitudes en un punto de la misma, mediante la utilizacin de un modelo que

    representa la lnea construido a partir de los parmetros elctricos.

    Los valores nominales de tensin de las lneas siempre vienen expresados como

    tensin entre fases o tensin compuesta.

    Al hablar de sistemas elctricos de corriente alterna en rgimen estacionario, se

    traba a siem re matemticamente en el cam o com le o.

    22

    En las lneas de transporte, debido a su longitud, no se puede considerar la

    transmisin como algo instantneo. Las magnitudes elctricas van a depender del

    tiempo y de la posicin.

    Partimos de las constantes kilomtricas de la lnea, impedancia (Zk=Rk+jXk) y

    admitancia (Yk=Gk+j

    Bk). Podemos considerar estos parmetros: Concentrados en un punto

    Despreciamos las dimensiones de la lnea

    Despreciamos el tiempo de propagacin

    Distribuidos a lo largo de la longitud de la lnea

    Consideramos las dimensiones de la lnea

    Consideramos el tiempo de propagacin

    TEMA 3

    Se divide la lnea en elementos diferenciales de longitud dx. En cada uno deestos elementos diferenciales s se pueden considerar los parmetrosconcentrados.

    Rk

    Lk

    Rk

    Lk

    Rk

    Lk

    Gk Gk GkCk Ck Ck

    4. Modelos de lneas en rgimen permanente4.2 Modelo en parmetros distribuidos

    23

    Las lneas trifsicas equilibradas se representan a travs del circuitomonofsico equivalente. En este diagrama se representa una de las fases delsistema trifsico frente al neutro del sistema. De esta forma, se emplean las

    impedancias propias de la fase y las admitancias existentes entre fase yneutro.

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

    47/206

    TEMA 3

    Se considera un elemento diferencial de longitud dx, situado a una distancia xdel extremo receptor.

    r l

    cg

    Extremo

    receptorV+dV

    I+dI IZkdx

    V

    dI

    Ykdx

    Ley de Kirchoff de las intensidades en el nudo:

    0=+ VdxYIIdI k VYdx

    Idk =

    Ley de Kirchoff de las tensiones en la malla:

    = Vd

    =

    4. Modelos de lneas en rgimen permanente4.2 Modelo en parmetros distribuidos

    24

    ][ 21

    21

    kkkk

    kkkk

    YZxYZx

    k

    k

    YZxYZx

    eKeKYZV

    eKeKI

    =

    +=

    dx x = 0x dx

    k

    VYZdxIdZ

    dxVd

    IZYdx

    VdY

    dx

    Id

    kkk

    kkk

    ==

    ==

    2

    2

    2

    2

    Derivando respecto de x: Solucin ecuaciones diferencialesK1y K2: constantes de integracin

    ( ) ( )

    kk

    kk

    k

    kc

    kkkkkk

    CjGLjR

    YZZ

    CjGLjRYZ

    +

    +==

    ++==

    k

    kc

    kk

    Y

    ZZ

    YZ

    YZ

    =

    =

    =

    Constante de propagacin de la lnea

    Angulo caracterstico de la lnea

    Impedancia caracterstica de la lnea

    TEMA 3

    Para determinar K1y K2se aplican las condiciones de contorno en el extremoreceptor de la lnea:

    R

    R

    II

    VV

    =

    =

    2

    2

    2

    1

    RcR

    RcR

    IZVK

    IZVK

    =

    +=

    xRcRxRcR eIzV

    eIzV

    V

    ++

    =

    22

    EMISOR

    VS VR

    IS IR

    4. Modelos de lneas en rgimen permanente4.2 Modelo en parmetros distribuidos

    RECEPTOR

    :0=x

    Ecuaciones del funcionamiento en

    25

    += j: constante de atenuacin o amortiguamiento

    : constante de fase

    xZIxVV cRR += sinh)cosh(

    ( )xIxZ

    VI R

    c

    R+= cosh)sinh(

    ( ) 2cosh

    xxee

    x

    +

    =

    ( )2

    sinh

    xxee

    x

    =

    x

    c

    RcRx

    c

    RcR ez

    IzVe

    z

    IzVI

    +=

    22

    r g men permanen e e a nea

    Usando las expresiones trigonomtricas hiperblicas en un punto de la lnea a una distanciax del extremo receptor:

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

    48/206

    TEMA 3

    Si se considera x= L(longitud de la lnea):

    siendoA,B, CyDlas constantes auxiliares de la lnea:

    Modelo exacto

    RRS IBVAV +=

    RRS IDVCI +=

    IS

    VS

    IR

    VR

    A B

    C D

    L

    CBA

    DA

    =

    =

    =

    12

    ( )( )

    ( )

    sinh1

    sinh

    cosh

    =

    =

    =

    ZC

    ZB

    A

    c

    c

    4. Modelos de lneas en rgimen permanente4.2 Modelo en parmetros distribuidos

    26

    La lnea constituye un cuadripolo donde conocido el rgimen en uno de losextremos se puede calcular el rgimen en el otro.

    Las constantes de la lnea se pueden obtener por:

    Clculo a partir de los parmetros kilomtricos:necesario para el proyecto de lalnea.

    Ensayos: necesario para la explotacin, interesa conocer los valores reales quetiene la lnea una vez construida.

    cos=

    TEMA 3

    Ensayos para el clculo de A, B, C, D

    Ensayo de vaco:consiste en dejar sin carga el extremo receptor,IR= 0:

    RS VAV =

    RS VCI = 0

    0

    0 3/

    ==I

    U

    C

    A

    I

    V

    S

    S

    0000 cos3 = IUP 0

    Carcter capacitivo

    Rk Lk

    Ck

    4. Modelos de lneas en rgimen permanente4.2 Modelo en parmetros distribuidos

    27

    nsayo e cortoc rcu to: consiste en dejar en corto el extremo receptor,VR=0:

    RS IBV =

    RS IDI = cc

    cc

    cc

    S

    S

    I

    U

    D

    B

    I

    V+==

    3/

    Carcter inductivo

    DA =

    12

    = CBA

    Rk Lk

    Ck

    cccccccc IUP cos3 = cc

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

    49/206

    TEMA 3

    Se pretende encontrar un circuito equivalente que tenga los mismos parmetrosA,B,CyDque las lneas de transporte de energa.

    ( )

    ( )

    ( )

    ( )

    cosh

    sinh1

    sinh

    cosh

    =

    =

    =

    =

    D

    ZC

    ZB

    A

    c

    c

    4. Modelos de lneas en rgimen permanente4.3 Circuito equivalente en p exacto

    28

    YVS

    IS IRZ

    VR

    RRRRRS

    ZB

    YZA

    =

    +=1

    B

    AY

    BZ

    1=

    =

    Y

    ( ) ( ) RRRRSS IYZVYZYIVYVYI +++=++= 12

    TEMA 3

    RRRRRS IZVYZ

    VY

    IZVV +

    +=

    ++=

    21

    2VRVS

    IS IR

    Z

    Z = ZkL

    4. Modelos de lneas en rgimen permanente4.4 Circuito equivalente en p aproximado

    Para lneas de longitudes medias (80

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

    50/206

    TEMA 3

    En el caso de lneas de longitud corta, L< 80 Km, se puede despreciar la

    admitancia en paralelo y considerar nicamente la impedancia serie total de

    la lnea.

    4. Modelos de lneas en rgimen permanente4.5 Circuito equivalente de lnea corta (L

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    73/206

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    76/206

    =

    =

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    =

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    TEMA 8

    1. Sobretensiones

    1.1. Definicin1.2. Clasificacin1.3. Origen1.4. Formas de onda normalizadas

    Indice

    TEMA 8. PROTECCIN CONTRA SOBRETENSIONES

    1

    . . ar me ros un amen a es1.6. Consecuencias

    2. Coordinacin del aislamiento2.1. Objetivo

    2.1. Rangos de aislamiento2.3. Fundamentos de la coordinacin de aislamiento

    3. Sobretensiones transitorias de origen atmosfrico4. Proteccin contra sobretensiones

    TEMA 8

    DefinicinCualquier tensin:

    entre un conductor de fase y tierra o a travs del aislamiento longitudinal que tiene un valor decresta superior al valor de cresta de la tensin ms elevada de la red dividida por3.

    entre conductores de fase que tienen un valor de cresta superior a la amplitud de la tensin mselevada de la red.

    Una sobretensin es una onda o impulso detensin que se superpone a la tensinnominal de la red roduciendo un ran

    1. Sobretensiones

    2

    aumento del valor eficaz de la tensin de lalnea durante un perodo de tiempo muycorto (del orden des).

    Este tipo de sobretensin se caracteriza porlo siguiente:

    El tiempo de subida (tf) se mide ens. El gradiente S se mide en kA/s.

    Estos dos parmetros afectan al equipo yproducen radiaciones electromagnticas.Adems, la duracin de la sobretensin (T)produce un aumento de energa en loscircuitos elctricos que puede destruir elequipo.

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    TEMA 8

    Clasificacin (segn forma y duracin) Tensin permanente (a frecuencia industrial): tensin a frecuencia industrial,

    considerando que tiene valor eficaz constante, aplicada de forma continua a cualquierpar de bornes de una configuracin de aislamiento.

    Sobretensin temporal, TOV: sobretensin a frecuencia industrial de duracinrelativamente larga.

    Sobretensin transitoria: sobretensin de corta duracin de unos pocosmilisegundos o menos, oscilatoria o no oscilatoria, y, normalmente, fuertemente

    1. Sobretensiones

    3

    Origen

    Descargas atmosfricas: cada directa o indirecta de un rayo. Maniobras: conmutaciones en las lneas, accionamiento de motores, dispositivos de

    mando, Descargas electrostticas (ESD): se producen en un medio seco donde las cargas

    se acumulan creando un campo electrosttico elevado. Especialmente peligrosas paraequipos electrnicos (salas blancas). (Una persona que camina sobre una moquetasinttica acumular cargas que pueden llegar a un potencial de 10 kV).

    .

    TEMA 8

    Formas de onda normalizadas y parmetros

    1. Sobretensiones

    4

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    TEMA 8

    Consecuencias Efectos en las personas

    Debido al efecto de una sobretensin, se puede producir un cebado en el circuito de masas y unasubida de potencial. En este caso, el hecho de tocar un objeto conectado a tierra puede constituir

    un riesgo en el momento preciso en que esta tierra evacua la corriente.Al producirse una sobretensin, puede aparecer un arco elctrico entre dos piezas conductoras yprovocar, por efecto trmico, accidentes corporales. Por otro lado, la explosin de un materialtambin puede provocar accidentes por la dispersin de fragmentos de ste.

    1. Sobretensiones

    5

    Se pueden producirdaos estructurales eincendios.

    Efectos en los equiposCuando una sobretensin aplicada a un material sobrepasa el nivel de aislamiento, podemos teneruna destruccin del aislante o de los componentes. Si el material no se destruye, existe unenvejecimiento prematuro, sobre todo si las sobretensiones se repiten.

    Las sobretensiones pueden provocar disparos intempestivos o problemas con los tiristores,transistores o diodos. Esto puede provocar cortocircuitosdentro de los equipos. Por lo tanto, loscomponentes pueden resultar daados, ya sea directamente por la sobretensin, o indirectamentepor el cortocircuito.En los equipos informticos, se puede crear mal funcionamiento, como paros intempestivos,prdidas de informacin o envos de rdenes errneas.

    TEMA 8

    DefinicinSeleccin de la rigidez dielctrica de los materiales en relacin a las tensiones defuncionamiento y sobretensiones que puedan aparecer en la red para la cual se hadiseado el material, y teniendo en cuenta las condiciones de servicio y lascaractersticas de los dispositivos de proteccin y prevencin disponibles.

    ObjetivosDefinir un nivel de proteccin contra sobretensiones en funcin de las tensiones ysobretensiones es eradas en la instalacin.

    2. Coordinacin de aislamiento

    6

    Mediante el estudio de coordinacin de aislamiento se seleccionan: Los niveles de aislamiento de los elementos de la instalacin. Los elementos de proteccin contra sobretensiones necesarios.

    El nivel de aislamiento seleccionado deber garantizar: Que no se supera nunca el nivel de aislamiento en caso de:

    Sobretensiones de frecuencia industrial. Sobretensiones de maniobra.

    Un compromiso entre: Los dispositivos de proteccin contra descargas atmosfricas. Probabilidad de ocurrencia de fallos originados por las descargas atmosfricas.

    Optimizacin: bsqueda de la relacin econmica ptima entre los distintos parmetrosde la coordinacin: coste del aislamiento, coste de los dispositivos de proteccin y costede las averas.

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    TEMA 8

    Distancias de aislamientoEl nivel de sobretensin que puede soportar un materialdepende principalmente de la distancia de aislamiento: Distancia de aislamiento en el aire (clearance):distancia

    ms corta en el aire entre dos partes conductoras. El riesgode cebado depende de la tensin aplicada y/o del grado depolucin.

    Lnea de fuga (creepage):distancia ms corta a lo largode la superficie de un material aislante slido entre dos

    2. Coordinacin de aislamiento

    7

    Distancias mnimas Los reglamentos de centrales y de lneas de AT proporcionan tablas con valores de distancias

    mnimas entre diferentes elementos: Fase-tierra en el aire. Fase-fase en el aire. Conductor-estructura en el aire. Cruzamientos con: lneas de distinta tensin, ferrocarriles, edificios,

    Las distancias indicadas se refieren a distancias mnimas que pueden no ser suficientes en cadacaso particular. Por ello, cuando se considere necesario, se deber realizar un estudio deCoordinacin de Aislamiento que justifique la validez de las distancias adoptadas.

    Factores que afectan a las distancias mnimas: condiciones atmosfricas y grado decontaminacin.

    partes conductoras.

    TEMA 8

    Niveles de aislamiento normalizados (UNE-EN 60.071-1:2006)

    2. Coordinacin de aislamiento

    8

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    TEMA 8

    Mapa isocerunico (n impactos de rayo/km2)

    3. Sobretensiones transitorias de origen atmosfrico

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    TEMA 8

    Riesgos por impacto de rayo

    3. Sobretensiones transitorias de origen atmosfrico

    10

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    TEMA 8

    Efectos Efectos trmicos:fusin en los puntos de impacto

    del rayo y efecto Joule debido a la circulacin decorriente, pudiendo provocar incendios.

    Efectos electrodinmicos: las corrientes de rayocirculan por los conductores paralelos creando unasfuerzas de atraccin o repulsin entre los cables yprovocando roturas o deformaciones mecnicas(cables aplastados).

    3. Sobretensiones transitorias de origen atmosfrico

    11

    ec os e e agrac n:e cana e rayo provocauna dilatacin del aire y una compresin hasta unos10 m de distancia. Un efecto de onda de choquerompe los vidrios y tabiques, y puede proyectar apersonas o animales a algunos metros de distancia.Esta onda se transforma al mismo tiempo en onda

    sonora: trueno. Las sobretensiones conducidas por un impactosobre las lneas areas de alimentacin elctrica,telefnica o de datos.

    Las sobretensiones inducidaspor el efecto de laradiacin electromagntica del canal de rayo.

    La elevacin de potencial de la tierradebida a lacorriente de rayo en el suelo.

    Caractersticas lmite

    Temperatura mxima = 30.000 C.Presin = 200 atmsferas.Intensidad = 200 kA.Energa media = 3.108 J durante 30 msPotencia media por rayo = 1.013 W

    TEMA 8

    Origen por descargas directas/cercanas

    3. Sobretensiones transitorias de origen atmosfrico

    12

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    TEMA 8

    Origen por descargas lejanas

    3. Sobretensiones transitorias de origen atmosfrico

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    TEMA 8

    Modos de propagacin Sobretensin transitoria en modo comn o asimtrico

    Perturbaciones entre un conductor activo y el de tierra (fase/tierra o neutro/tierra).Este tipo de sobretensiones es peligroso para los aparatos en los que la masa estconectada a la tierra, debido a los riesgos de ruptura de la rigidez dielctrica de losmateriales.

    3. Sobretensiones transitorias de origen atmosfrico

    14

    Sobretensin transitoria en modo diferencial o simtricoPerturbaciones entre conductores activos (fase-neutro). Este tipo de sobretensionesson particularmente peligrosas para los equipos electrnicos y los materialessensibles de tipo informtico.

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    TEMA 8

    Mecanismos de acoplamiento. Acoplamiento capacitivoCuando descarga un rayo sobre la tierra el canal del rayo, como consecuencia de la cadade tensin en la resistencia de puesta a tierra, experimenta una elevacin de tensin dealgunos cientos de kV frente al entorno.

    El cable de seales entre los dos aparatos est acoplado capacitivamente con uno deesos canales de rayo.Las capacidades de acoplamiento (condensadores) se cargan y dan lugar a una corrienteacoplada de algunas decenas de A, la cual tras producir perforaciones de los receptores,fluye finalmente a tierra.

    3. Sobretensiones transitorias de origen atmosfrico

    17

    TEMA 8

    DefinicinUn sistema de proteccin contra rayo (SPCR) deber proteger los edificios y las estructurascontra el fuego o la destruccin mecnica y a las personas que se encuentren en o cercade ellas, contra heridas o incluso la muerte.

    Clculo y dimensionamientoSe basa en un compromiso entre el riesgo de fallo admisible (debido a la naturalezaaleatoria de los rayos, no se puede determinar con una seguridad del 100% que un sistema

    4. Proteccin contra sobretensiones

    18

    . Riesgo de fallo admisible: anlisis de riegos de prdidas de vidas humanas, prdidas

    de servicio pblico, prdidas de patrimonio cultural y prdidas de valor econmicocausadas por impactos de rayo en estructura, cerca de estructura, en servicioconectado a la estructura o cerca del servicio.

    Nivel de proteccin: conjunto de parmetros de corriente del rayo mximos y mnimosque no sern sobrepasados con una probabilidad determinada segn el nivel deproteccin elegido.

    Normas de aplicacin: UNE-EN 62.305 (IEC 62.305:2006): Proteccin contra el rayo + UNE-EN 50.164: Componentes de

    PCR. UNE-EN 21.186:1996 (NFC 17-102): Proteccin de estructuras, edificaciones y zonas abiertas

    mediante pararrayos con dispositivo de cebado.

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

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    TEMA 8

    Elementos de un SPCR (I)Sistema de proteccin externaElementos y funciones:

    Lnea de captacin o terminal area: captar los impactos directos de rayo.

    Lneas bajantes o derivadoras: conducir la corriente de rayo hacia tierra de formasegura.

    Red de tierra: distribuir la corriente del rayo a tierra.

    4. Proteccin contra sobretensiones

    19

    Sistema de proteccin internaFunciones

    Prevenir la aparicin de chispas peligrosas: se consigue mediante la conexinequipotencial y guardando una distancia de seguridad entre los elementos del SPCR ylos elementos metlicos del edificio o estructura.

    La conexin equipotencial reduce las cadas de tensin que se producirn comoconsecuencia de una corriente de rayo. Esto se consigue conectando todos loselementos conductores de la instalacin mediante conductores o dispositivos deproteccin contra sobretensiones.

    Limitar las sobretensiones en los equipos debidas a impactos indirectos de un rayo,maniobras o descargas electrostticas: se consigue mediante dispositivos deproteccin de sobretensiones.

    TEMA 8

    4. Proteccin contra sobretensiones

    Elementos de un SPCR (II)

    20

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

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    TEMA 8

    Pararrayos Puntas Franklin: es el ms comn y conocido. No existe ninguna normativa que no lo

    contemple. Otros tipos:

    Puntas de Cebado (PDC, Early Streamer o ESE): en teora (solo demostrado en laboratorio yno en campo) ofrecen una zona de proteccin muy superior a la de las puntas Franklin, por loque seran necesarios menos dispositivos para proteger una misma estructura.

    4. Proteccin contra sobretensiones

    Tipos de sistemas de captacin (I)

    21

    Disponen de normativa especfica en el Estado (UNE 21.186:1996) y se mencionan en elCTE) que es adaptacin de la norma francesa de origen, por lo que su empleo es legalmenteposible. No obstante ninguna normativa internacional (IEC 62.305:2006, NFPA 780:2008)permite su uso y el nico comentario que hacen al respecto es que en caso de usarlos, secalculen como puntas Franklin, por lo que perderan toda su ventaja.

    Supresores de sobretensiones, etc.: existen dispositivos especficos ofertados por algunosfabricantes que no obstante en la actualidad no han sido homologados por ninguna normativade proteccin contra el rayo.

    TEMA 8

    Tendidos areosProteccin formada por uno o mltiples conductoresareos situados sobre la estructura que se debeproteger. Los conductores se debern unir a tierramediante las bajantes en cada uno de sus extremos.

    Ejemplo: cables de guarda de las lneas areas de AT.

    Jaula de Faraday

    4. Proteccin contra sobretensiones

    Tipos de sistemas de captacin (II)

    22

    descenso por el exterior de manera simtricarealizando uniones horizontales cuando el edificio esalto.El efecto obtenido es una mejor equipotencialidad deledificio y la divisin de las corrientes de rayo,reduciendo as fuertemente los campos y lasinducciones electromagnticas.Es el sistema pasivo de proteccin externa que da

    mayores garantas.Es ptimo para proteger edificios con ndices de riesgomuy elevados, muy sensibles informticamente o enlos que se fabriquen circuitos integrados, o que tenganinters histrico.

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

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    TEMA 8

    En equipos que o bien por su criticidad (transformador de potencia en una subestacin deintemperie) o bien por su sensibilidad frente a sobretensiones (equipos electrnicos) seconsidera que existe un riesgo elevado de dao por sobretensiones, se instalan protecciones

    contra sobretensiones.MisinSu papel es el de constituir un punto dbil en el aislamiento de la red, con el fin de que uneventual cebado de arco se produzca en l. Deben actuar antes de ue el nivel de sobretensin alcance los valores de tensin de aislamiento

    4. Proteccin contra sobretensiones

    Proteccin especfica de equipos

    23

    de los elementos a proteger. No deben actuar nunca para los valores de tensin normales en condiciones de explotacin.

    Principio bsico de funcionamiento Proteccin paralela:

    Conexin:Los pararrayos se hallan permanentemente conectados entre la lnea y tierra.

    En condiciones normales: los elementos presentanuna impedancia muy alta para no alterar con supresencia el normal funcionamiento de la lnea.

    Al alcanzar un nivel de tensin mayor que la tensinnominal de red: el dispositivo de proteccin pasa atener una baja impedancia y deriva a tierra.

    TEMA 8

    En castellano, el trmino pararrayos se utiliza parareferirse indistintamente a los siguientes elementos,lo cual puede ser fuente de confusin:

    Terminales areas de captacin: por ejemplo,

    puntas Franklin o pararrayos PDC.Ingls: se utiliza el trmino lightning rod.

    Descargadores de sobretensiones de

    4. Proteccin contra sobretensiones

    Aclaraciones sobre el trmino pararrayos

    24

    indistintamente el trmino pararrayos oautovlvula. (por ejemplo, en sus normas deaplicacin, UNE-EN 60.099 Pararrayos).Ingls: se utiliza el trmino surge arrester.

    Dispositivos de proteccin contrasobretensiones de equipos BT: en castellanose utiliza el trmino pararrayos de BT (por

    ejemplo, en sus normas de aplicacin, UNE-EN61.643 Pararrayos de Baja Tensin).Ingls: se utiliza el trmino surge protectivedevice.

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

    162/206

    TEMA 8

    LocalizacinSe emplazan en los puntos de la red (MT y AT) particularmente expuestos: Llegada de lneas.

    Barras. Entrada de los centros de transformacin. Paso de lneas areas a subterrneas. Transformadores. Generadores (+ condensadores).

    4. Proteccin contra sobretensiones

    Descargadores de sobretensin (I)

    25

    TEMA 8

    Tecnologas

    Resistencia variable con explosores: Norma: UNE-EN 60.099-1. Varistor habitual: SiC Carburo de Silicio

    Ventajas: Simple.

    Eficaz.

    4. Proteccin contra sobretensiones

    Descargadores de sobretensin (II)

    26

    Econmico. Inconvenientes:

    Dispersin importante en la tensin de cebado.

    xido metlico sin explosores: Norma: UNE-EN 60.099-4. Varistor habitual: ZnO xido de Cinc Ventajas:

    Mayor capacidad de limitacin desobretensiones.

    Mayor fiabilidad. Aplicacin: estn desplazando a los anteriores.

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

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    TEMA 8

    4. Proteccin contra sobretensiones

    Descargadores de sobretensin (III)

    27

    Comparativa de la linealidadtensin/corriente de las 2 tecnologas.

    TEMA 8

    Parmetros del sistema frente a parmetros del descargador:

    Uc:Tensin de funcionamiento continuoTOV:Capacidad para soportar sobretensiones temporales

    Uwl: nivel de aislamiento de los equipos frente a impulsos

    4. Proteccin contra sobretensiones

    Descargadores de sobretensin (IV)

    28

    tipo rayo.

    Uws: nivel de aislamiento de los equipos frente a impulsosde maniobra.

    Upl: nivel de proteccin frente a impulsos tipo rayo.

    Ups: nivel de proteccin frente a impulsos de maniobra.

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

    164/206

    TEMA 8

    ABB: Ejemplo de descargador de sobretensin de xido metlico sin explosores

    4. Proteccin contra sobretensiones

    Descargadores de sobretensin (V)

    29

    PEXLINK Q

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

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    TEMA 9

    TEMA 9. PUESTAS A TIERRA

    1. Riesgo elctrico2. Sistema de puesta a tierra

    3. Elementos de la puesta a tierra

    Indice

    1

    .

    5. Dimensionado del sistema de puesta a tierra

    6. Puesta a tierra en BT

    7. Puesta a tierra en CTs

    TEMA 9

    La utilizacin de la electricidad puede provocar daos a instalaciones ypersonas: Daos a instalaciones: riesgos de incendio y explosin.

    Daos a personas: existen 3 tipos de riesgo elctrico que pueden causar

    heridas e incluso la muerte al estar en o cerca de equipos elctricos e

    instalaciones elctricas:

    Choque Elctrico (electrical shock):

    1. Riesgo elctrico. Introduccin

    2

    efecto fisiolgico resultante de lacirculacin de corriente elctrica atravs del cuerpo humano.

    Quemaduras producidas por losefectos trmicos del arco elctrico(arc-flash).

    Impacto producido por la expansin

    del aire y la vaporizacin de losmateriales al producirse un arco

    elctrico. (arc-blast).

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

    166/206

    TEMA 9

    Efectos fisiolgicos de la corriente elctrica alterna: UNE/IEC-TS 60479-1:2007 Tetanizacin: movimiento incontrolado de los msculos debido a la accin

    de la corriente elctrica, con prdida de control de brazos y piernas.

    Asfixia: puede llegar a producirse un paro respiratorio. Quemaduras: el paso de la corriente por el cuerpo humano es

    acompaado de disipacin de calor produciendo quemaduras internas yexternas.

    Fibrilacin ventricular: sucesin de contracciones r idas desordenadas

    1. Riesgo elctrico. Efectos fisiolgicos

    3

    de las fibras del miocardio, cuando la fibrilacin afecta a los ventrculos esrpidamente mortal.

    Otros efectos: contracciones musculares, dificultades de respiracin,incremento en la presin arterial, No son mortales y son reversibles.

    Los efectos fisiolgicos de lacorriente alterna son ms gravesque la corriente continua.

    Zonas tiempo-intensidad de los efectos de corriente continua

    TEMA 9

    Zonas tiempo-intensidad de los efectos de corrientes alternas (15 Hz a 100 Hz sobrepersonas para una trayectoria correspondiente de mano izquierda a pies).

    1. Riesgo elctrico. Efectos fisiolgicos

    4

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

    167/206

    TEMA 9

    Factores que influyen en la gravedad de un choque elctrico:

    UNE/IEC-TS 60479-1:2007. La corriente que circula por el cuerpo humano, encaso de un choque elctrico, depende de la tensin de contacto y de laimpedancia que encuentra la corriente durante su trayecto a travs del cuerpo:

    Esta relacin no es lineal, pues la impedancia depende de diversos factores

    1. Riesgo elctrico. Efectos fisiolgicos

    5

    Tensin de contacto: impedancia del cuerpo disminuye con aumento de tensin de

    contacto, por lo que el crecimiento de corriente no es lineal con tensin de contacto.

    Condiciones de humedad y salinidad de la piel.

    Frecuencia de la corriente: impedancia del cuerpo disminuye con aumento de la

    frecuencia.

    Trayecto de la corriente por el cuerpo: siendo la trayectoria ms peligrosa de mano

    izquierda a pie izquierdo, pie derecho o ambos pies.

    Superficie de contacto: impedancia del cuerpo disminuye cuanto mayor es el rea de

    contacto.

    Condiciones fisiolgicas de la persona.

    TEMA 9

    Contacto directo: contacto de personas o animales con partes activas de losmateriales y equipos.

    Proteccin contra el contacto directo: Cuando el riesgo es muy importante, la solucin sencillaconsiste en distribuir la energa elctrica a una tensin nopeligrosa, menor o igual que la de seguridad.

    En BT, las medidas de proteccin consisten en poner laspartes activas fuera del alcance o aislarlas. Medida de proteccin complementaria: interruptor

    1. Riesgo elctrico. Contacto directo/indirecto

    6

    Contacto indirecto: contacto de personas o animales domsticos con partes quese han puesto bajo tensin (masas) como resultado de un fallo de aislamiento.

    Circula entonces una corriente de defecto y provoca un aumento de la tensin entre

    la masa del receptor elctrico y tierra.

    n .

    Proteccin contra el contacto indirecto: AT: conectar todas las masas a tierra y verificar que las

    tensiones de contacto y paso no superan los valores mximosadmisibles. BT: se deben conectar todas las masas a tierra segn elesquema de distribucin del neutro y verificar que las tensionesde contacto y paso no superan los valores mximos admisibles.

  • 7/22/2019 ANONIMO - Redes Electricas

    168/206

    TEMA 9

    Sistema de puesta a tierra (UNE 207003): sistema localmente limitado de

    electrodos de tierra conectados conductivamente o de partes de metal de igual

    eficacia (por ejemplo, pies de torres, blindajes, envolventes de cable metlicas), de

    conductores de tierra y de conductores equipotenciales.

    Funcin de la puesta a tierra: Funcionamiento de los equipos: identificacin y localizacin de faltas, limitacin

    de sobretensiones, referencia de la seal:

    - Puesta a tierra de servicio (MIE-RAT-13): es la conexin que tiene por

    2. Sistema de puesta a tierra (SPAT). Definicin

    7

    Seguridad de las personas:

    o e o un r a erra empora men e par e e as ns a ac ones que es n norma men e a o

    tensin o permanentemente ciertos puntos de los circuitos elctricos de servicio.

    - Puesta a tierra del sistema (UNE 207003):puesta a tierra de un punto delcircuito activo que se requiere para el funcionamiento adecuado del equipo o las

    subestaciones.

    - Puesta a tierra de referencia de seal para equipos electrnicos

    - Puesta a tierra de proteccin (MIE-RAT-13): es conexin directa a tierrade las partes conductoras de los elementos de una instalacin no sometidos normalmente

    a tensin elctrica, pero que pudieran ser puestos en tensin por averas o contactos

    accidentales.

    - Puesta a tierra de proteccin contra rayos (UNE 207003)

    - Puesta a tierra de proteccin contra electricidad esttica

    TEMA 9

    Ejecucin: consiste en la unin del neutro del transformador o generador a

    tierra.

    Elementos a unir a la puesta a tierra del sistema (MIE-RAT-13):

    Neutros de los transformadores

    Neutros de los alternadores

    Circuitos de baja tensin de los transformadores de medida

    Autovlvulas o pararrayos

    Seccionadores de puesta a tierra

    2. SPAT. Puesta a tierra del sistema

    8

    ,

    entre los neutros de dos transformadores se cerrarn a travs del mismo

    circuito o bucle, consistente en:

    Elemento en falta -> Entrada a tierra -> Salida por el punto de p.a.t. del ne