Cálculo de la Malla Tierra de la Subestación

 Cálculo de la Malla Tierra de la Subestación:

Paso 1: Datos de campo 

Área =60 * 60 = 3,600 m2  

R = 18.5 Ω-m         

Resistividad del suelo:

Capa superior 1.5m = 156 Ω – m

Capa inferior 4.2m = 18 Ω-m, (para efectos de cálculo se usarán estos valores dados).

Paso 2: Tamaño del conductor 

3Io:Icc Simetrica=11.958

Tc:tiempo de duración=1s

AkCM = (3IØ * Kf * √tc)/1.974

AkCM = (11.958 kA * 7,06 * 1)/1.974 (es uso el factor por soldadura exotérmica 7). 

AkCM = 42.76 mm2; (por tal motivo usaremos conductor desnudo de calibre #4/0, el cual tiene un diámetro de 107.22 mm2. Ademas la norma no permite un cable menor que un 4/0)

Paso 3: Tensión de Paso y Toque Tolerable. 

CS = 1 – [0.09 * (1 – ρ / ρs)] / (2 * hs + 0.09)

CS = 1 – [0.09 * (1 – 18 / 3000)] / (2 * 0.15 + 0.09)

CS = 0.7706

50Kg

Vpaso tole = [(1000 + 6 * Cs * ρs) * 0.116] / √tc

Vpaso tole = [(1000 + 6 * 0.7706 * 3000) * 0.116] / √1

Vpaso tole = 1724 V

Vtoq tole = [(1000 + 1.5 * Cs * ρs) * 0.116] / √tc

Vtoq tole = [(1000 + 1.5 * 0.7706 * 3000) * 0.116] / √1

Vtoq tole = 518 V

70Kg

Vpaso tole = [(1000 + 6 * Cs * ρs) * 0.157] / √tc

Vpaso tole = [(1000 + 6 * 0.7706 * 3000) * 0.157] / √1

Vpaso tole = 2335 V

Vtoq tole = [(1000 + 1.5 * Cs * ρs) * 0.157] / √tc

Vtoq tole = [(1000 + 1.5 * 0.7706 * 3000) * 0.157] / √1

Vtoq tole = 701 V

Paso 4: Diseño de la Malla. 

Área = 60 x 60 = 3600 m2

Cuadricula = 4 x 4

Cantidad de varillas:

DST=8

Pararrallos=1

Periferia=20

Total=29

Varillas = 29 x 2.5m

LP(cable del perímetro de la malla)=60*4=240m

D=10m

n=7

LC=840m

LT=912.5m

h=0.5m

Lc = (L1 / D + 1) * L2 + (L2 / D + 1) * L1

Lc = (60 /10 + 1) * 60 + (60 /10 + 1) * 60

Lc = 840 m

Lv: 29*2.5=72.5m

LT = Lc + n * Lv

LT = 840 + 72.5

LT = 912.5 m

n=na*nb*nc, nb=1, nc=1 por ser cuadrada        

na=2*Lc/Lp

na= (2*840) /240=7

na=7

Paso 5: Resistencia de la Malla

RG = ρ * [1/LT + 1/√20*A *(1 + 1/(1 + h * √20/A)]

RG = 18 * [1/912.5 + 1/√20*3600 *(1 + 1/*(1 + 0.5 * √20/3600)]

RG = 0.15 Ω

Paso 6: Corriente de Malla. 

Considerando una falla de 1s a 60Hz, con X/R=30 (tenemos 8 subestaciones de tracción) obtenemos un factor de decremento (Df) igual a 1.039 (ver tabla 10, IEEE std 80)

Sf=40%

Ig= 3Io*Sf

Ig = 11.958 kA * (0.40)

Ig =4.783 kA.

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