El documento describe los sistemas de redes de puesta a tierra y sus componentes. Explica que las redes de puesta a tierra proveen un circuito de baja impedancia para drenar corrientes a tierra producto de fallas u operaciones de protección, evitando diferencias de potencial peligrosas. También garantizan la operación correcta de los dispositivos de protección contra fallas a tierra. Luego resume los métodos FEM e IEEE para el cálculo y optimización de redes de puesta a tierra, incluyendo parámetros de entrada, resultados

1. Electrical Transient Analysis Program
ETAP
®
Powerstation
Operation
Technology, Inc.
SISTEMAS DE TIERRA
GROUND GRID SYSTEMS

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Redes de Puesta a Tierra – Ground Grid Systems
 Proporcionar un circuito de baja impedancia a fin de drenar las intensidades
a tierra como consecuencia de:
 Faltas a tierra (embarrados / líneas).
 Operación de autoválvulas / pararrayos.
 Flashover en los aisladores de LAT (sobretensiones de maniobra).
 Evitar que durante la circulación de estas intensidades a tierra, puedan
producirse diferencias de potencial entre distintos puntos de la instalación
que puedan ser peligrosas para las personas y animales.
 Proporcionar un circuito de baja impedancia que garantice la correcta
operación de los dispositivos de protección contra faltas a tierra.
•Necesidad de las Redes de Tierra

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•Red de Tierra: Procedimiento
Redes de Puesta a Tierra – Ground Grid Systems

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•Red de Tierra: Metodología
Redes de Puesta a Tierra – Ground Grid Systems
 FEM Está basado en el método de imágenes y asume que el
sistema de tierra es una estructura equipotencial. Da resultados
exactos para redes de tierra pequeñas (50 x 50 metros) y
medianas (250 x 250 metros) tanto para terrenos uniformes
como para biestratificados. Maneja configuraciones tanto
regulares como irregulares de cualquier tipo de forma.
 IEEE. Es un método opcional, se puede utilizar
para optimizar conductores y/o jabalinas. Sólo
realiza los cálculos para el estrato donde se
encuentra enterrada la malla. Sólo se puede
añadir una forma bajo estudio.
 Gráficos
 Reportes
 Optimizar Cond.
 Alertas
 Ejecutar Cálculo
 Ejecutar Cálculo
 Alertas
 Optimizar Cond. y Jab.

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•Barra de Herramientas de Sistema: Red de Tierra
 Opciones Gráficas
 Reportes
 Gráficos
 Ejecutar Cálculo RT
 Optimizar Diseño
(IEEE)
 Alertas
 Formas de
Diseño
Redes de Puesta a Tierra – Ground Grid Systems
GG Study Case
Modelo del Suelo
Diseño de la Red de Tierra
Cálculos

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•Red de Tierra: Datos de Entrada - IEEE
Redes de Puesta a Tierra – Ground Grid Systems
 Formas de Diseño

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•Red de Tierra: Datos de Entrada - IEEE
Redes de Puesta a Tierra – Ground Grid Systems
 Formas de Diseño

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•Red de Tierra: Datos de Entrada - IEEE
Redes de Puesta a Tierra – Ground Grid Systems
 Duración falta (seg)
 Corriente de falla (kA rms)
 Constante
 Formas de Diseño

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•Red de Tierra: Datos de Entrada - FEM
Redes de Puesta a Tierra – Ground Grid Systems
 Formas de Diseño

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•Red de Tierra: Datos de Entrada - FEM
Redes de Puesta a Tierra – Ground Grid Systems
 Agregar conductores

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•Red de Tierra: Datos de Entrada - FEM
Redes de Puesta a Tierra – Ground Grid Systems
 Agregar jabalinas

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•Red de Tierra: Datos de Entrada – Modelo de Suelo
Redes de Puesta a Tierra – Ground Grid Systems

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Redes de Puesta a Tierra – Ground Grid Systems
•Ajustar Parámetros en GG Study Case
Tensiones de Contacto
Tensiones de Paso

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Redes de Puesta a Tierra – Ground Grid Systems
tf: Duración en segundos de la corriente
de falla para determinar el Factor de
Decremento (Df). El factor de decremento
toma en cuenta el efecto del
desplazamiento de la corriente continua y
la atenuación de las componentes
transitorias de corriente alterna y de
directa de la corriente de falla.
tc: Duración en segundos de la corriente
de falla para el Dimensionamiento de los
Conductores de Tierra.
ts: Duración en segundos de la corriente
de choque eléctrico para determinar los
niveles permitidos por el cuerpo humano
(Tensiones de Toque y Paso).
Normalmente tf, tc y ts se asumen iguales
y deberán reflejar el tiempo máximo de
despeje de la falla (incluyendo el
respaldo). Los rangos más comunes están
entre 0,25 seg. hasta 1 seg.
•Ajustar Parámetros en GG Study Case

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Redes de Puesta a Tierra – Ground Grid Systems
Sf: Este factor se refiere a la porción de la
corriente de falla que fluye entre la malla de
tierra y la tierra circundante. Sf=100% significa
que toda la intensidad de la corriente de falla va
a la malla.
Cp: margen adecuado para estimar los
aumentos futuros de las corrientes de falla por
aumento de la capacidad del sistema eléctrico o
por interconexiones posteriores.
Ifg: Valor rms de la Corriente de Falla a Tierra.
•Ajustar Parámetros en GG Study Case

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Redes de Puesta a Tierra – Ground Grid Systems
•Ajustar Parámetros en GG Study Case
Click en botón derecho para
actualizar valores de
cortocircuito según cálculos
del módulo de cortocircuito

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Redes de Puesta a Tierra – Ground Grid Systems
FEM
•Resultados
GPR (Ground Potential Rise): Máxima elevación de potencial
en la malla con respecto a un punto distante que se asume que
está al potencial de tierra remoto.
Rg: Resistencia del Sistema de Tierra
IEEE
 Ejecutar Cálculo

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Redes de Puesta a Tierra – Ground Grid Systems
•Resultados
IEEE
 Optimizar Conductores
IEEE
 Optimizar Conductores y Jabalinas

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• Reportes
Redes de Puesta a Tierra – Ground Grid Systems
IEEE
FEM

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• Práctica
Ver Guía de Ejercicios
Actividad 28
Redes de Puesta a Tierra – Ground Grid Systems