Diseño de Sistema de Puesta a Tierra y Factor Potencia

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1.

1. DISEDISEÑO DE SISÑO DE SISTEMA TEMA DE PUESDE PUESTA TA A TA TIERRAIERRA..

La razón principal de la existencia de un sistema de puesta a tierra es la La razón principal de la existencia de un sistema de puesta a tierra es la pro

protecteccióción n de de las las perpersonsonas as resrespecpecto to a a chochoqueques s eléeléctrctricoicos s proproducducidoidos s por por contactos indirectos en una situación de falla.

contactos indirectos en una situación de falla.

La necesidad de un sistema de puesta a tierra dentro de una instalación La necesidad de un sistema de puesta a tierra dentro de una instalación industrial hace referencia a problemas que se pueden presentar en la

industrial hace referencia a problemas que se pueden presentar en la misma.misma. Un sistema de puesta a tierra

Un sistema de puesta a tierra tiene varios temas de importancia como son:tiene varios temas de importancia como son:

•

• ProProporporciocionar nar una una impimpedaedancincia a susuficficienientemtementente e babaja ja parpara a facfaciliilitar tar lala

operación satisfactoria de las protecciones en condiciones de falla. operación satisfactoria de las protecciones en condiciones de falla.

•

• Aseurar que Aseurar que seres seres vivos presentes vivos presentes en en la la vecindad de vecindad de las las instalacionesinstalaciones

no queden expuestos a potenciales inseuros! en réimen

no queden expuestos a potenciales inseuros! en réimen permanente opermanente o en condiciones de falla.

en condiciones de falla.

•

• "antener los voltajes del sistema dentro de l#mites razonables bajo"antener los voltajes del sistema dentro de l#mites razonables bajo

co

condndicicioionenes s de de fafalllla a $t$talales es cocomo mo dedescscarara a atatmomosfsféréricica! a! onondadas s dede man

maniobiobra ra o o cocontantacto cto inainadvdvertertido ido con con sissistemtemas as de de volvoltajtaje e ma%ma%or&or&! ! %% aseurar que no se excedan los voltajes de ruptura dieléctrica de las aseurar que no se excedan los voltajes de ruptura dieléctrica de las aislaciones.

aislaciones.

•

• '(bito % pr(ctica.'(bito % pr(ctica. •

• Protección de equipos dentro de la instalación.Protección de equipos dentro de la instalación. •

• Limitar el voltaje a tierra sobre materiales conductivos que circundanLimitar el voltaje a tierra sobre materiales conductivos que circundan

conductores o equipos eléctricos. conductores o equipos eléctricos.

)l uso de sistemas eléctricos conectados a un sistema de puesta a tierra )l uso de sistemas eléctricos conectados a un sistema de puesta a tierra e

eneneraralmlmenente te lllleveva a asasocociaiada da la la prpresesenencicia a de de alaltatas s cocorrrrieientntes es ccomomoo consecuencia de fallas a tierra.

consecuencia de fallas a tierra. )n

)n babase se al al titipo po de de ininststalalacacióión n nonos s babasasamomos s en en la la pupublblicicacacióión n *)*)))))+,+,-- /0ecomended Practice for 1roundin of *ndustrial and 2omercial 3%stems4

/0ecomended Practice for 1roundin of *ndustrial and 2omercial 3%stems4 La resistencia de la puesta a

La resistencia de la puesta a tierra depende de varios factores como son:tierra depende de varios factores como son:

•

• 0esistividad del terreno0esistividad del terreno • • 'umedad'umedad • • 5emperatura5emperatura • • 3alinidad3alinidad

Para el dise6o de la malla de puesta a tierra de la industria se considera Para el dise6o de la malla de puesta a tierra de la industria se considera una alimentación en el secundario en conexión 7! asi:

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)l calibre del conductor de puesta a tierra del sistema puede ser dimensionado )l calibre del conductor de puesta a tierra del sistema puede ser dimensionado se8n el calibre de los conductores de alimentación del sistema

se8n el calibre de los conductores de alimentación del sistema eléctrico.eléctrico. 3e establece las medidas de la planta

3e establece las medidas de la planta industrial para el c(lculo de la industrial para el c(lculo de la malla demalla de tierra.

tierra.

)l dise6o de la malla de puesta a tierra se visualiza en la lamina 9;- en )l dise6o de la malla de puesta a tierra se visualiza en la lamina 9;- en anexos.

anexos.

Para los puntos cr#ticos de la malla de puesta a tierra se utilizaran varillas Para los puntos cr#ticos de la malla de puesta a tierra se utilizaran varillas 2opper<eld de =>?@@.

2opper<eld de =>?@@.

Para el mallado de la puesta a tierra se utilizara conductor de cobre desnudo Para el mallado de la puesta a tierra se utilizara conductor de cobre desnudo del mismo calibre utilizado en el dise6o de la industria.

del mismo calibre utilizado en el dise6o de la industria.

LLa a cocorrrrieiennte te dde e fafalllla a qque ue se se ddebeberer( ( ddesesppeejajar r een n la la mamalllla a prpreessenentata caracter#sticas como aumento considerable de temperatura % también esfuerzo caracter#sticas como aumento considerable de temperatura % también esfuerzo mec(nico de los componentes! por esto es necesario que las uniones tenan mec(nico de los componentes! por esto es necesario que las uniones tenan

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LLa a lloonnitituud d dde e la la mmaallla la dde e titieerrrra a ssee88n n eel l ddiissee66o o dde e lla a ppllaanntta a eess aproximadamente ,,E;m

aproximadamente ,,E;m )l n8mero de varillas que se

)l n8mero de varillas que se ocupara en las uniones de la malla ocupara en las uniones de la malla son ,-.son ,-. As# mismo se utiliza uniones para las v

As# mismo se utiliza uniones para las varillas con la malla del mismo n8mero dearillas con la malla del mismo n8mero de las varillas.

las varillas.

2omo en el dise6o preliminar de la malla de puesta a tierra no se determina un 2omo en el dise6o preliminar de la malla de puesta a tierra no se determina un valor de

valor de resisresistividtividad del ad del suelosuelo! ! entoentonces se nces se consconsidera en idera en el peor el peor de los de los casocasoss una resistividad de ,;;; ohm m.

una resistividad de ,;;; ohm m.

ado una resistividad relativamente alta se necesita un tratamiento del

ado una resistividad relativamente alta se necesita un tratamiento del suelo! elsuelo! el mi

mismsmo o quque e se se rerealalizizarara a en en pupuntntos os esestrtratatééicicos os de de la la mamalllla a cocon n cecemementntoo conductivo 3A9+)A05'.

conductivo 3A9+)A05'.

La aplicación de este producto se realiza antes de

La aplicación de este producto se realiza antes de colocar la malla de tierra colocar la malla de tierra enen la zanca que se realiza para la

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Por ultimo! la protección de la instalación frente a corrientes altas producidas Por ultimo! la protección de la instalación frente a corrientes altas producidas por descaras atmosféricas $ra%os& se la realiza mediante un m(stil colocado por descaras atmosféricas $ra%os& se la realiza mediante un m(stil colocado en el punto m(s alto! se lo realiza con una varilla tipo FranGlin simple.

en el punto m(s alto! se lo realiza con una varilla tipo FranGlin simple.

)l proceso del tratamiento del suelo!

)l proceso del tratamiento del suelo! reduce claramente las caracter#sticas dereduce claramente las caracter#sticas de poder disipar corrientes de falla a

poder disipar corrientes de falla a tierra! producto de cortocircuitos o detierra! producto de cortocircuitos o de descaras atmosféricas en base a la resistencia de la m

descaras atmosféricas en base a la resistencia de la malla de puesta a tierra.alla de puesta a tierra.

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2. DISEDISEÑO DE CÑO DE CORREORRECCIÓN DCCIÓN DE FAE FACTOR DE CTOR DE POTEPOTENCIA.NCIA.

La corrección del factor de potencia en una industria es mu% importante por los La corrección del factor de potencia en una industria es mu% importante por los dos randes beneficios que se

dos randes beneficios que se presentan:presentan:

•

• Al correir el factor de potencia a niveles iuales o ma%ores establecidos Al correir el factor de potencia a niveles iuales o ma%ores establecidos

por la ).).H. no se tendr( multas establecidas por el bajo factor de por la ).).H. no se tendr( multas establecidas por el bajo factor de potencia en la industria.

potencia en la industria.

•

• Ctro beneficio que se tiene cuando se corrie el factor de potencia es la Ctro beneficio que se tiene cuando se corrie el factor de potencia es la

operación m(s eficiente de cada uno de los motores asociados a esta operación m(s eficiente de cada uno de los motores asociados a esta corrección! con el funcionamiento eficiente del motor se busca ahorrar corrección! con el funcionamiento eficiente del motor se busca ahorrar dinero por operación % mantenimiento de estos.

dinero por operación % mantenimiento de estos.

Para la corrección del factor de potencia de la industria se tienen los siuientes Para la corrección del factor de potencia de la industria se tienen los siuientes datos.

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DATOS DE &OS MOTORES DE &A INDUSTRIA

Pa

Para ra dedetetermrmininar ar la la popotetencncia ia rereacactivtiva a dedel l babancnco o de de cacapapacicitotoreres s papara ra lala cor

correcreccióción n dedel l facfactor tor de de potpotencencia ia se se coconsinsiderdera a rearealizlizar ar el el disdise6o e6o con con dosdos bancos dividiendo para cada uno de ellos en rupo de = motores cada uno bancos dividiendo para cada uno de ellos en rupo de = motores cada uno teniendo entonces lo siuiente:

teniendo entonces lo siuiente: '

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DATOS 'ANCO DE CAPACITORES

Para el c(lculo de la potencia reactiva de los capacitores que servir(n para la Para el c(lculo de la potencia reactiva de los capacitores que servir(n para la corrección del factor de potencia se tiene l

corrección del factor de potencia se tiene la siuiente r(fica.a siuiente r(fica.

TRIAN%U&O DE POTENCIAS

2on el tri(nulo de potencias se tienen las siuientes ecuaciones para el 2on el tri(nulo de potencias se tienen las siuientes ecuaciones para el c(lculo de Hc: c(lculo de Hc: Q Q== P P∗∗tantan∅∅_ii Q Q_f f== P P∗∗tantan∅∅_f f Q Q ==QQ−−QQ_f f

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POTENCIA REACTI"A PAA REACTI"A PARA 'ANCOS RA 'ANCOS DE CDE CAPAAPACITORESCITORES

2on la

2on la deterdeterminacminación de ión de la potencia reactivla potencia reactiva a de los de los bancbancos de os de capacapacitorcitores sees se considera cat(loos de A de bancos de capacitores en

considera cat(loos de A de bancos de capacitores en donde se tiene donde se tiene que:que:

'ANCO DE CAPACITORES A''

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POTENCIA REACTI"A NOMINA&

3e puede observar que la potencia reactiva de los bancos de capacitores para 3e puede observar que la potencia reactiva de los bancos de capacitores para la corrección del factor de potencia es de -; GMAr para cada uno de los bancos la corrección del factor de potencia es de -; GMAr para cada uno de los bancos de capacitores a usarse entonces se escoe usar los siuientes bancos de de capacitores a usarse entonces se escoe usar los siuientes bancos de capacitores:

capacitores:

'anco (e Ca$acitore)

'anco (e Ca$acitore) N/N/ Se0n cata-o0oSe0n cata-o0o Potencia Reactia [*"Ar]Potencia Reactia [*"Ar] 2,

2,  2-=1;+K22-=1;+K2 ;;

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2  2-=1;+K22-=1;+K2 ;;

SE&ECCION 'ANCO DE CAPACITORES

Caracter3)tica) (e -o) 4anco (e

Caracter3)tica) (e -o) 4anco (e Ca$acitore) ACa$acitore) A''''

Las caracter#sticas de los bancos de capacitores de A se muestran en la Las caracter#sticas de los bancos de capacitores de A se muestran en la siuiente fiura:

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Para alimentar a los bancos de capacitores se realiza el siuiente c(lculo del Para alimentar a los bancos de capacitores se realiza el siuiente c(lculo del conductor a usarse.

conductor a usarse.

I

I _conductor_conductor==1.251.25 kVAr kVAr

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√ 33_kV_kV

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I _conductor_conductor==1.251.25

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√ 33 0.0.2222

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