En este paso se finaliza el programa con el detalle de la corriente que atraviesa por la malla.
Figura 31. Conclusión del diseño del sistema de puesta a tierra. Fuente: El autor.
Y por último tenemos tres botones:
• CALCULÁR: Como el botón dice, recalcula todos los cálculos; para editar nuevamente el
diseño de la malla.
• SIGUIENTE: Al oprimirlo nos llevara a la plantilla_004 para más cálculos y continuar con el programa.
29
Figura 32. Botones para atrás y recalculár pasando a la plantilla 002 paso 4. Fuente: El autor.
EJEMPLOS DE CASOS REALES DE SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA PARA SUBESTACIONES 3
UTILIZANDO EL PROGRAMA.
Para la verificación del programa realizaremos varios casos de sistemas de puesta a tierra reales. Ejemplo 1. Malla cuadrada con electrodos tipo varilla
3.1
Medida de resistividad del terreno
La medición se realiza en una zona junto al área destinada para la subestación, ya que en la misma área del sótano 2 donde se instalara dicha malla de PAT, se han instalado ya elementos metálicos propios de la estructura de la construcción que distorsionarían la medida de resistividad.
EQUIPO DE MEDICIÓN Telurómetro Marca: Metrel Modelo: Eurotest 61557 MÉTODO UTILIZADO Medición: Método de Wenner Análisis: Método grafico de Sunde MEDICIONES
Se realizaron 4 mediciones en dos sentidos perpendiculares y en dos puntos distintos, donde se pudo apreciar un comportamiento uniforme para cada profundidad de exploración, dando como resultado una resistividad aparente de 260 Z-m.
30
Datos proporcionados por el operador de red para el circuito al cual se hará la conexión de la subestación. Para este caso CODENSA SA ESP.
Figura 33. Corriente asimétrica dada por CODENSA. ej.1 Fuente: CODENSA SA ESP
PLANTILLA_001
Nota: El botón de AYUDA (arriba a la izquierda) permite consultar al usuario el uso del programa.
INFORMACION DE ENTRADA
• Procedemos a ingresar los datos de entrada al programa: Corrientes Asimétricas, corriente monofásica 3638 [A] y el tiempo de despeje la falla de 0.23 [s].
• PASO 1: DATOS DE CAMPO: El usuario debe ingresar estos datos
ro_a = resistividad aparente del terreno en Z-m.
RELACION R/X.
TIPO DE SUELO
ro_s = resistividad superficial del terreno en Z-m. hs = espesor de la capa superficial en m.
Sf FACTOR DE DIVISION DE CORRIENTE.
PESO CORPORAL DEL SER HUMANO
• Oprimimos el botón CALCULÁR.
31
Figura 34. Datos arrojados por el programa en la plantilla-001. ej.1
PLANTILLA_002
• PASO 2: TAMAÑO DEL CONDUCTOR. En este punto seleccionamos el material del
conductor y automáticamente nos muestra el conductor a utilizar en la malla de SPT.
• PASO 3: TENSIÓN DE PASO Y CONTACTO. Al oprimir el botón CALCULÁR, el resultado
de estos aparece automáticamente.
• PASO 4: DISEÑO PRELIMINAR DE LA MALLA A TIERRA. Ingresamos los parámetros para
el diseño de la malla. (largo y ancho de la malla, espaciamiento entre los conductores, profundidad de enterramiento de los conductores, número de electrodos tipo varilla y longitud de estas).
32
Figura 35. Datos arrojados por el programa en la plantilla-002. ej.1
• Selección del conductor y material de este.
• Tensiones de paso y contacto.
• Diseño preliminar de la malla y grafica de esta.
Ya obtenido estos valores procedemos a pasar a la plantilla_003. Con el botón SIGUIENTE. PLANTILLA_003
• Para los valores del PASO 5: RESISTENCIA DE LA MALLA, PASO 6: CORRIENTE POR LA
MALLA y PASO 7: GPR CALCÚLO MAXIMO DEL POTENCIAL DE TIERRA oprimimos el botón CALCULÁR; Donde aparece un mensaje que dice que hasta el paso 7, “EL DISEÑO PRELIMINAR NO CUMPLE” y “SE NECESITA MAS CALCÚLOS PARA SPT, PASAR AL PASO 8”.
• Para los valores del PASO 8: CALCÚLO DE TENSION MESH (EM) Y PASO (ES) y PASO 9:
Em < TENSION DE CONTACTO oprimimos el botón CALCULÁR; Donde aparece un
33
Figura 36. Datos arrojados por el programa en la plantilla-003. ej.1
• Rg: resistencia de puesta a tierra en [Z/m]. • IG: Corriente por la malla en [A].
• GPR: Máximo potencial de tierra y comparación del potencial vs tensión de contacto.
• n = factor geométrico compuesto de na, nb, nc y nd.
• Kii = factor de ponderación efectiva de los conductores.
• Kh = factor de ponderación correctiva de profundidad.
• Km = factor de espaciado para tensión de paso.
• Tensión de malla máximo y comparación de esta vs tensión de contacto.
Ya obtenido estos valores procedemos a pasar a la plantilla_004. Con el botón SIGUIENTE.
PLANTILLA_004
• Para los valores del PASO 10: Es< TENSION DE PASO MAXIMO, PASO 11: MODIFICACION DEL DISEÑO DETALLADO DE LA MALLA y LA GRAFICA DE LA MALLA DE PUESTA A TIERRA
34
oprimimos el botón CALCULÁR; Donde aparece un mensaje que dice que hasta el paso 10, “EL DISEÑO SI CUMPLE” y “NO ES NECESARIO MODIFICAR EL DISEÑO”.
• En la gráfica encontramos el detalle de la corriente a través de la malla de puesta a tierra, concluyendo el modelado de la malla de un sistema de puesta a tierra para una subestación.”.
Figura 37. Datos arrojados por el programa en la plantilla-004. ej.1
• Tensión de paso máximo y comparación del potencial vs tensión de paso.
• Diseño detallado de la malla. (no es necesario modificar el diseño). • Conclusión y potenciales de la malla.
Ejemplo 2. Malla cuadrada sin electrodos de tipo varilla. 3.2
Medida de resistividad del terreno
La medición se realiza en una zona junto al área destinada para la subestación. EQUIPO DE MEDICIÓN
Telurómetro Marca: Metrel Modelo: Eurotest 61557 MÉTODO UTILIZADO
Medición: Método de Wenner Análisis: Método grafico de Sunde
35 MEDICIONES
Se realizaron 4 mediciones en dos sentidos perpendiculares y en dos puntos distintos, donde se pudo apreciar un comportamiento uniforme para cada profundidad de exploración, dando como resultado una resistividad aparente de 400 Z-m.
Datos proporcionados por el operador de red para el circuito al cual se hará la conexión de la subestación. Para este caso CODENSA SA ESP.
Figura 38. Corriente asimétrica dada por CODENSA. ej.2 Fuente: CODENSA SA ESP
PLANTILLA_001
Nota: El botón de AYUDA (arriba a la izquierda) permite consultar al usuario el uso del programa.
INFORMACION DE ENTRADA
• Procedemos a ingresar los datos de entrada al programa: Corrientes Asimétricas, corriente monofásica 1054 [A] y el tiempo de despeje de la falla de 0.18 [s].
• PASO 1: DATOS DE CAMPO: El usuario debe ingresar estos datos
ro_a = resistividad aparente del terreno en Z-m.
RELACION R/X.
TIPO DE SUELO
ro_s = resistividad superficial del terreno en Z-m. hs = espesor de la capa superficial en m.
Sf FACTOR DE DIVISION DE CORRIENTE.
PESO CORPORAL DEL SER HUMANO
• Oprimimos el botón CALCULÁR.
36
Figura 39. Datos arrojados por el programa en la plantilla-001. ej.2
PLANTILLA_002
• PASO 2: TAMAÑO DEL CONDUCTOR. En este punto seleccionamos el material del conductor y automáticamente nos muestra el conductor a utilizar en la malla de SPT.
• PASO 3: TENSIÓN DE PASO Y CONTACTO. Al oprimir el botón CALCULÁR, el resultado de estos aparece automáticamente.
• PASO 4: DISEÑO PRELIMINAR DE LA MALLA A TIERRA. Ingresamos los parámetros para
el diseño de la malla. (largo y ancho de la malla, espaciamiento entre los conductores, profundidad de enterramiento de los conductores, número de electrodos tipo varilla y longitud de estas).
37
• Oprimimos el botón GRAFICAR, y obtenemos la gráfica de la malla en 3D.
Figura 40. Datos arrojados por el programa en la plantilla-002. ej.2
• Selección del conductor y material de este.
• Tensiones de paso y contacto.
• Diseño preliminar de la malla y grafica de esta.
Ya obtenido estos valores procedemos a pasar a la plantilla_003. Con el botón SIGUIENTE. PLANTILLA_003
• Para los valores del PASO 5: RESISTENCIA DE LA MALLA, PASO 6: CORRIENTE POR LA
MALLA y PASO 7: GPR CALCÚLO MAXIMO DEL POTENCIAL DE TIERRA oprimimos el botón CALCULÁR; Donde aparece un mensaje que dice que hasta el paso 7, “EL DISEÑO PRELIMINAR NO CUMPLE” y “SE NECESITA MAS CALCÚLOS PARA SPT, PASAR AL PASO 8”. • Para los valores del PASO 8: CALCÚLO DE TENSION MESH (EM) Y PASO (ES) y PASO 9: Em <
TENSION DE CONTACTO oprimimos el botón CALCULÁR; Donde aparece un mensaje que dice que en el paso 9, “EL DISEÑO SI CUMPLE”.
38
Figura 41. Datos arrojados por el programa en la plantilla-003. ej.2
• Rg: resistencia de puesta a tierra en [Z/m]. • IG: Corriente por la malla en [A].
• GPR: Máximo potencial de tierra y comparación del potencial vs tensión de contacto.
• n = factor geométrico compuesto de na, nb, nc y nd.
• Kii = factor de ponderación efectiva de los conductores.
• Kh = factor de ponderación correctiva de profundidad.
• Km = factor de espaciado para tensión de paso.
• Tensión de malla máximo y comparación de esta vs tensión de contacto.
39 PLANTILLA_004
• Para los valores del PASO 10: Es< TENSION DE PASO MAXIMO, PASO 11:
MODIFICACION DEL DISEÑO DETALLADO DE LA MALLA y LA GRAFICA DE LA MALLA DE PUESTA A TIERRA oprimimos el botón CALCULÁR; Donde aparece un mensaje que dice que hasta el paso 10, “EL DISEÑO SI CUMPLE” y “NO ES NECESARIO MODIFICAR EL DISEÑO”.
• En la gráfica encontramos el detalle de la corriente a través de la malla de puesta a tierra,
concluyendo el modelado de la malla de un sistema de puesta a tierra para una subestación.”
Figura 42. Datos arrojados por el programa en la plantilla-004. ej.2
• Tensión de paso máximo y comparación del potencial vs tensión de paso.
• Diseño detallado de la malla. (no es necesario modificar el diseño). • Conclusión, grafica de la malla final y potenciales de la malla.
40
Ejemplo 3. Malla rectangular con electrodos de tipo varilla. 3.3
Medida de resistividad del terreno
La medición se realiza en una zona junto al área destinada para la subestación. EQUIPO DE MEDICIÓN
Telurómetro Marca: Metrel Modelo: Eurotest 61557 MÉTODO UTILIZADO
Medición: Método de Wenner Análisis: Método grafico de Sunde MEDICIONES
Se realizaron 4 mediciones en dos sentidos perpendiculares y en dos puntos distintos, donde se pudo apreciar un comportamiento uniforme para cada profundidad de exploración, dando como resultado una resistividad aparente de 350 Z-m.
Datos proporcionados por el operador de red para el circuito al cual se hará la conexión de la subestación. Para este caso CODENSA SA ESP.
Figura 43. Corriente asimétrica dada por CODENSA. ej.3 Fuente: CODENSA SA ESP
PLANTILLA_001
41 INFORMACION DE ENTRADA
• Procedemos a ingresar los datos de entrada al programa: Corrientes Asimétricas, corriente monofásica 1166 [A] y el tiempo de despeje de la falla de 0.05 [s].
• PASO 1: DATOS DE CAMPO: El usuario debe ingresar estos datos
ro_a = resistividad aparente del terreno en Z-m.
RELACION R/X.
TIPO DE SUELO
ro_s = resistividad superficial del terreno en Z-m. hs = espesor de la capa superficial en m.
Sf FACTOR DE DIVISION DE CORRIENTE.
PESO CORPORAL DEL SER HUMANO
• Oprimimos el botón CALCULÁR.
• Procedemos a pasar a la plantilla_002. Con el botón SIGUIENTE.
42 PLANTILLA_002
• PASO 2: TAMAÑO DEL CONDUCTOR. En este punto seleccionamos el material del
conductor y automáticamente nos muestra el conductor a utilizar en la malla de SPT.
• PASO 3: TENSIÓN DE PASO Y CONTACTO. Al oprimir el botón CALCULÁR, el resultado
de estos aparece automáticamente.
• PASO 4: DISEÑO PRELIMINAR DE LA MALLA A TIERRA. Ingresamos los parámetros para
el diseño de la malla. (largo y ancho de la malla, espaciamiento entre los conductores, profundidad de enterramiento de los conductores, número de electrodos tipo varilla y longitud de estas).
• Oprimimos el botón GRAFICAR, y obtenemos la gráfica de la malla en 3D.
Figura 45. Datos arrojados por el programa en la plantilla-002. ej.3
• Selección del conductor y material de este.
• Tensiones de paso y contacto.
• Diseño preliminar de la malla y grafica de esta.
Ya obtenido estos valores procedemos a pasar a la plantilla_003. Con el botón SIGUIENTE. PLANTILLA_003
43
• Para los valores del PASO 5: RESISTENCIA DE LA MALLA, PASO 6: CORRIENTE POR LA
MALLA y PASO 7: GPR CALCÚLO MAXIMO DEL POTENCIAL DE TIERRA oprimimos el botón CALCULÁR; Donde aparece un mensaje que dice que hasta el paso 7, “EL DISEÑO PRELIMINAR NO CUMPLE” y “SE NECESITA MAS CALCÚLOS PARA SPT, PASAR AL PASO 8”.
• Para los valores del PASO 8: CALCÚLO DE TENSION MESH (EM) Y PASO (ES) y PASO 9:
Em < TENSION DE CONTACTO oprimimos el botón CALCULÁR; Donde aparece un
mensaje que dice que en el paso 9, “EL DISEÑO SI CUMPLE”.
Figura 46. Datos arrojados por el programa en la plantilla-003. ej.3
• Rg: resistencia de puesta a tierra en [Z/m]. • IG: Corriente por la malla en [A].
• GPR: Máximo potencial de tierra y comparación del potencial vs tensión de contacto.
• n = factor geométrico compuesto de na, nb, nc y nd.
• Kii = factor de ponderación efectiva de los conductores.
44
• Km = factor de espaciado para tensión de paso.
• Tensión de malla máximo y comparación de esta vs tensión de contacto.
Ya obtenido estos valores procedemos a pasar a la plantilla_004. Con el botón SIGUIENTE. PLANTILLA_004
• Para los valores del PASO 10: Es< TENSION DE PASO MAXIMO, PASO 11:
MODIFICACION DEL DISEÑO DETALLADO DE LA MALLA y LA GRAFICA DE LA MALLA DE PUESTA A TIERRA oprimimos el botón CALCULÁR; Donde aparece un mensaje que dice que hasta el paso 10, “EL DISEÑO SI CUMPLE” y “NO ES NECESARIO MODIFICAR EL DISEÑO”.
• En la gráfica encontramos el detalle de la corriente a través de la malla de puesta a tierra,
concluyendo el modelado de la malla de un sistema de puesta a tierra para una subestación.”.
Figura 47. Datos arrojados por el programa en la plantilla-004. ej.3
• Tensión de paso máximo y comparación del potencial vs tensión de paso.
• Diseño detallado de la malla. (no es necesario modificar el diseño). • Conclusión, gráfica de la malla final y potenciales de la malla.
45
Ejemplo 4. Malla rectangular sin electrodos de tipo varilla. Iterando 3.4
Medida de resistividad del terreno
La medición se realiza en una zona junto al área destinada para la subestación. EQUIPO DE MEDICIÓN
Telurómetro Marca: Metrel Modelo: Eurotest 61557 MÉTODO UTILIZADO
Medición: Método de Wenner Análisis: Método grafico de Sunde MEDICIONES
Se realizaron 4 mediciones en dos sentidos perpendiculares y en dos puntos distintos, donde se pudo apreciar un comportamiento uniforme para cada profundidad de exploración, dando como resultado una resistividad aparente de 1000 Z-m.
Datos proporcionados por el operador de red para el circuito al cual se hará la conexión de la subestación. Para este caso CODENSA SA ESP.
Figura 48. Corriente asimétrica dada por CODENSA. ej.4 Fuente: CODENSA SA ESP
46
Nota: El botón de AYUDA (arriba a la izquierda) permite consultar al usuario el uso del programa. INFORMACION DE ENTRADA
• Procedemos a ingresar los datos de entrada al programa: Corrientes Asimétricas, corriente monofásica 4291 [A] y el tiempo de despeje de la falla de 0.53 [s].
• PASO 1: DATOS DE CAMPO: El usuario debe ingresar estos datos
ro_a = resistividad aparente del terreno en Z-m.
RELACION R/X.
TIPO DE SUELO
ro_s = resistividad superficial del terreno en Z-m. hs = espesor de la capa superficial en m.
Sf FACTOR DE DIVISION DE CORRIENTE.
PESO CORPORAL DEL SER HUMANO
• Oprimimos el botón CALCULÁR.
• Procedemos a pasar a la plantilla_002. Con el botón SIGUIENTE.