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Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV




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                                                          ÍNDICE
A vaya
1.- Características De La Subestación........................................................................................ 5
2.- Planos Y Esquemas .............................................................................................................. 6
    2.1.- Unifilar ........................................................................................................................ 7
    2.2.- Alzado Y Planta ........................................................................................................... 8
    2.3.- Conexión De Relés De Protección Y Elementos De Accionamiento................................ 9
    2.4.- Esquema De Medida................................................................................................... 11
3.- Cálculos Justificativos ........................................................................................................ 12
    3.1.- Cálculo De La Red De Tierra ..................................................................................... 12
      3.1.1.- Resistencia De Tierra ........................................................................................... 12
      3.1.2.- Tensiones De Paso Y Contacto............................................................................. 13
      3.1.3.- Cálculo De Hilos De Guarda ................................................................................ 14
    3.2.- Autoválvulas .............................................................................................................. 16
    3.3.- Intensidad De Corriente De Las Líneas ....................................................................... 18
    3.4.- Secciones De Cable ............................................................................................. 213kjn
    3.5.- Batería De Condensadores .......................................................................................... 22
    3.6.- Batería De Corriente Continua .................................................................................... 23
    3.7.- Elección De Las Cadenas De Aisladores ..................................................................... 24
    3.8.- Nivel De Aislamiento ................................................................................................. 25
    3.9.- Soporte Mecánico....................................................................................................... 26
    3.10.- Distancias De Seguridad........................................................................................... 27
    3.11.- Intensidades Y Potencias De Cortocircuito ................................................................ 29
4.- Características De La Aparamenta ..................................................................................... 31
Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV




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Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV




    En una subestación de intemperie de 132/45 KV, se conocen las siguientes
características:

      • Dos posiciones de entrada de 132 KV;
        ▪ Con neutro rígidamente a tierra;
        ▪ Previstas para 150 MVA cada una de ellas;

      • Cuatro posiciones de salida de 45 KV;
        ▪ Con neutro rígidamente a tierra;
        ▪ Previstas para 50 MVA cada una de ellas;

      • Dos transformadores 132/45 KV de 75 MVA;
        ▪ Xcc = 10%;

      • Servicios auxiliares:
        ▪ Alumbrado interior;
        ▪ Alumbrado exterior;
        ▪ Aire acondicionado;
        ▪ Cargador de baterías para relés y disyuntores;




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Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV


DISEÑAR:

01.- Esquema unifilar de potencia
        ▪ Seccionadores
        ▪ Disyuntores
        ▪ Transformadores de intensidad y tensión
        ▪ Transformadores de potencia
        ▪ Medida y protección simplificado
02.- Plano de planta
03.- Planos de alzado
        ▪ Longitudinal
        ▪ Transversal
04.- Plano de tierras
05.- Plano de hilos de guarda
06.- Plano de zanjas
07.- Plano de detalle, dimensiones de la aparamenta y elementos
08.- Esquema de conexiones
        ▪ Relés
        ▪ Equipos de medida
        ▪ Interruptores
09.- Esquema de servicios auxiliares
        ▪ Alumbrado interior
        ▪ Alumbrado exterior
        ▪ Tomas de usos varios
        ▪ Climatización
        ▪ Baterías de corriente continua
10.- Cálculos justificativos
        ▪ Potencias de las líneas
        ▪ Transformadores
        ▪ Intensidades nominales
        ▪ Hilos de guarda
        ▪ Intensidad y potencia de cortocircuito
        ▪ Autoválvulas
        ▪ Red de tierras
        ▪ Tensiones de paso y contacto
        ▪ Batería de condensadores
        ▪ Batería de corriente continua
        ▪ Potencia y clase de los trafos de medida y protección
        ▪ Esquemas de medida y protección




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Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV


1.- CARACTERÍSTICAS DE LA SUBESTACIÓN

      Las características de la subestación son las mencionadas anteriormente:


      • Dos posiciones de entrada de 132 KV;
        ▪ Con neutro rígidamente a tierra;
        ▪ Previstas para 150 MVA cada una de ellas;

      • Cuatro posiciones de salida de 45 KV;
        ▪ Con neutro rígidamente a tierra;
        ▪ Previstas para 50 MVA cada una de ellas;

      • Dos transformadores 132/45 KV de 75 MVA;
        ▪ Xcc = 10%;

      • Servicios auxiliares:
        ▪ Alumbrado interior;
        ▪ Alumbrado exterior;
        ▪ Aire acondicionado;
        ▪ Cargador de baterías para relés y disyuntores;




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Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV




                        2.- PLANOS Y ESQUEMAS




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Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV


2.1.- UNIFILAR




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Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV



2.2.- ALZADO Y PLANTA




        En el siguiente esquema se puede ver la representación del alzado y la planta de una de las posiciones de entrada de 132 KV, el doble embarrado, una posición de trafo 132/45 KV, doble embarrado y posición de
salida de 45 KV:
Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV


2.3.- CONEXIÓN DE RELÉS DE PROTECCIÓN Y ELEMENTOS DE
ACCIONAMIENTO
Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV




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2.4.- ESQUEMA DE MEDIDA

       El equipo de medida consta de tres amperímetros, tres voltímetros, un
herziómetro, un cosfímetro, un contador de activa y un contador de reactiva:




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3.- CÁLCULOS JUSTIFICATIVOS

3.1.- CÁLCULO DE LA RED DE TIERRA

       Para el cálculo de la red de tierra de la subestación suponemos que ésta tiene
unas dimensiones de 120 metros de longitud por 80 metros de anchura, dimensiones más
que suficientes para la instalación de la aparamenta correspondiente en los dos niveles de
tensión y mantener las distancias de seguridad y pasillos de maniobra exigidos por el
Reglamento sobre Centrales Eléctricas, Subestaciones y Centros de Transformación.

       Como en cualquier subestación la red de tierra será un mallazo de conductores de
hilo de cobre de 95 mm2, que cubrirá toda la superficie de la subestación. Los
conductores de ésta estarán separados unos de otros una distancia de 1 metro.

        Todos los elementos sometidos a tensión irán conectados a esta red, por lo que se
utilizarán grapas debidamente protegidas contra la corrosión, como método de unión
debido a que, aún siendo un método menos eficaz que el de soldadura aluminotérmica,
supone un ahorro importante en el presupuesto.

        Igualmente se respetarán las tensiones de paso (VP) y de contacto (VC) para
evitar cualquier tipo de accidente que pudieran ser perjudiciales tanto para la aparamenta
de la subestación como para las personas que estuvieran en ésta (realizando cualquier
tarea de mantenimiento, reparación, etc.).


3.1.1.- RESISTENCIA DE TIERRA

                                          
                                 R      
                                      4r L

       Donde
                   L = Longitud total de conductor enterrado
                   r = radio equivalente de la superficie de la subestación
                   ρ = resistividad del terreno (200 Ω·m)


        A  120m
                        S m  A·B  120·80  9600m 2
       B  80m
                        S c   ·r 2  S m  9600  r  55, 279m

       Sm ≡ Superficie de la malla
       Sc ≡ Superficie de la circunferencia

                              B      A
                        L  A·   B·                      80      120
                              d      d         L  120·       80·     19200m
                                                          1        1
                        d  1m




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Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV


                200·m
                                                  200     200
                                       R                    0,9149
              R                             4  55,279 19200
                  4r L
       RT  0,9149



3.1.2.- TENSIONES DE PASO Y CONTACTO

         Toda instalación eléctrica deberá disponer de una protección o instalación de
tierra diseñada de tal forma, en cualquier punto normalmente accesible del interior o
exterior de la misma donde las personas puedan circular o permanecer, éstas queden
sometidas como máximo a las tensiones de paso y contacto (durante cualquier defecto de
la instalación eléctrica o en la red unida a ella).

       • Tensión máxima de contacto aplicada (en voltios) que se puede aceptar:

                                           K      72
                                   Vca      n
                                                      360V
                                           t     0,21

              siendo
                       t = duración de la falta en segundos (t = 0,2s)

                                                               K  72
                                    Si t < 0,9 s       
                                                               n 1


       • Máximas tensiones de paso y contacto admisibles en una instalación:


                      Tensión de paso

                       10  K      6    10  72  6  200 
               Vp         n
                              1                1          7920V
                         t      1.000      0,21        1.000 

                                           Vp = 7920 V



                      Tensión de contacto

                       K          1,5     72            1,5  200 
                Vc          1                    1              468 V
                       tn         1 . 000  0, 2 1          1 . 000 

                                           Vc = 468V




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Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV



        Una vez hecha la red de tierras y construida la subestación se deberán tomar los
aparatos de medida correspondientes y comprobar que los valores de las tensiones de
paso y contacto no son superiores a los calculados, ya que son los máximos permitidos
por el Reglamento para la subestación que se está diseñando.



3.1.3.- CÁLCULO DE HILOS DE GUARDA



                             H
                                                          
                                4  h  16  h 2  12  h 2  a 2   
                                                6

                                                 U máselevada
                                    h  5,3m 
                                                    150

       Siendo
                h = distancia de conductores al suelo
                2·a = 10 m



   • Nivel de 132 kV
                 145
       h  5,3       6,26m
                 150


   • Nivel de 45 kV
                  52
       h  5,3       5,65m
                 150


        Se toma como valor de h el inmediatamente superior al del nivel de tensión más
desfavorable: h = 7m y se introduce en la expresión para el cálculo de la distancia de los
hilos de guarda al suelo:


                        H
                                                     
                             4  7  16  7 2  12  7 2  5 2  
                                                                8,38m
                                             6

        Se toma un único valor de H para simplificar la estructura de la subestación y
para ello elegimos la mas desfavorable que es H = 8,38m. Sin embargo, y para evitar
colocar hilos de guarda en lugares en los que no hay aparamenta, y a su vez, siga
cumpliendo las exigencias del Reglamento, fijaremos este valor sobredimensionando el
más desfavorable (por si el suelo no es completamente liso, etc.) en 9 metros de altura.

                                        H = 9 metros



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Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV




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Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV


3.2.- AUTOVÁLVULAS

       Las autoválvulas que se han seleccionado para el diseño de la subestación son de
óxidos metálicos.

   • Nivel de 132 kV

          VN = 132 KV
          Vmás elevada = 145 KV
          Nivel de aislamiento = 650 KV
          Neutro rígidamente a tierra

1.- Id= 10KA

           VMásElevada ·0,81 145KV·0,81
2.- VC                                 97,875KV  98KV
                 TC             1, 2

3.- Margen de protección:

           Tensión de maniobra: 278 kV
           Tensión máx. al frente de onda (1,2/50µs): 343KV  298,26KV
                                                          1,15
           Tensión residual máxima (8/20µs - 10KA): 336 KV


                          NA              650 
                    PM       1  100       1  100  93,45%  30%
                          NP              336 


        Como su valor es superior al 30% exigido por el reglamento esta autoválvula
sería correcta.


   • Nivel de 45 kV

          VN = 45KV
          Vmás elevada = 52 KV
          Nivel de aislamiento = 250KV
          Neutro rígidamente a tierra

1.- Id= 10KA

           VMásElevada ·0,81 52KV·0,81
2.- VC                                35,1KV  36KV
                 TC             1,2




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Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV


3.- Margen de protección:

         Tensión maniobra: 99,5 KV
         Tensión máx. al frente de onda (1,2/50µs): 124kV  107,82KV
                                                       1,15
         Tensión residual máxima (8/20µs - 10KA): 126 KV


                       NA              250 
                 PM       1  100       1  100  98,41%  30%
                       NP              126 


        Como su valor es superior al 30% exigido por el reglamento esta autoválvula
sería correcta.




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Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV


3.3.- INTENSIDAD DE CORRIENTE DE LAS LÍNEAS


   • Nivel de 132 kV

      En primer lugar se va a determinar el valor de la potencia prevista en las
    posiciones:

                             SPrevista = 150 MVA

       Esta potencia es la que corresponde a una sola de las entradas de 132 KV. A
    partir de esta potencia se deduce el valor de la intensidad de la línea en la posición
    de 132 KV:
                                    P          150 MVA
                       I132 KV                            656,079 A
                                 3 132 KV     3 132 KV

           Seccionador:

              - MESA
              - SGCT 145/1800
              - VN = 145 KV
              - IN = 1800 A
              - VRayo = 650 KV
              - VF.I. = 275 KV


           Disyuntor:

              - ABB
              - LTB D1/B
              - VN = 72,5/170 KV
              - IN = 3150 A
              - IRuptura = 40 KA
              - tRuptura = 2 Hz


           Transformadores de Tensión:

              - Arteche
              - UTF 145
              - P = 520 Kg
              - VN = 145 KV
              - VEnsayo = 275/650 KV
              - NºMáx.Sec. = 3




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Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV


           Transformadores de Intensidad:

              - Arteche
              - CA-145E
              - P = 300 Kg
              - Icc = 100 · IN
              - VN = 145 KV
              - VEnsayo = 275/650 KV
              - NºMáx.Sec. = 3


           Autoválvulas Pararrayos:

              - ABB
              - EXLIM P145
              - VMáx. = 145 KV
              - Vr = 132 KV
              - Vc = 92 KV
              - 8/20 µs, 10 KA, VCresta = 301 KV
              - 30/60 µs, 3 KA, VCresta = 274 KV



   • Nivel de 45 kV

      En primer lugar se va a determinar el valor de la potencia prevista en las
    posiciones:

                              SPrevista = 50 MVA

       Esta potencia es la que corresponde a una sola de las salidas de 45 KV. A partir
    de esta potencia se deduce el valor de la intensidad de la línea en la posición de 45
    KV:
                                        P            50MVA
                          I 45 KV                              641,5A
                                      3  45KV       3  45KV


           Disyuntor:

              - ABB
              - EDF SK
              - VN = 36/84 KV
              - IN = 2500 A
              - IRuptura = 31,5 KA
              - tRuptura = 2,5 Hz




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Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV


           Transformadores de Tensión:

             - Arteche
             - EMFC 52
             - VN = 52 KV
             - 1,2/50 µs, 250 KV


           Transformadores de Intensidad:

             - Arteche
             - CXE 52


           Autoválvulas Pararrayos:

             - ABB
             - EXLIM P52
             - VMáx. = 52 KV
             - Vr = 60 KV
             - Vc = 48 KV
             - 8/20 µs, 10 KA, VCresta = 137 KV
             - 30/60 µs, 3 KA, VCresta = 125 KV




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Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV


3.4.- SECCIONES DE CABLE

       Para calcular las secciones de cable necesarias en la Subestación, es necesario
recordar los cálculos anteriores de las corrientes en los distintos niveles de tensión:


• Nivel de 132 kV

                                     P                 150MVA
                    I132KV                                        656,0,79 A
                                3  132KV              3  132KV




• Nivel de 45 kV

                                         P              50MVA
                         I 45 KV                                  641,5A
                                     3  45KV           3  45KV


       Según el Artículo 22 del R.A.T., se tiene que:

                                             Densidad de
                      Sección                 Corriente              Corriente
                      Nominal                 (A/mm2)                Máxima
                       (mm2)                                           (A)
                                              Aluminio
                         250                       2,3                  575
                         300                       2,15                 645
                         400                       1,95                 780


       Por la tanto, se elige para ambos niveles de tensión, un cable de 400 mm2 de
sección. El cable comercial más próximo es el CONDOR, que tiene las siguientes
características:

       ST = 455,1 mm2
       Nº Hilos: 54 + 7
       Peso: 1522 Kg/Km
       Carga mínima de rotura, Q: 12950 Kg
       R(20ºC) = 0,072 Ω/Km




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Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV


3.5.- BATERÍA DE CONDENSADORES

        Suponiendo un factor de potencia de 0,75 en la Subestación, se procede a
calcular la batería de condensadores necesaria para corregir dicho factor de potencia
hasta 0,95.


Condiciones Iniciales:

S T  150MVA             PT  S T ·Cos  150MVA·0,75  112,5MW
               
Cos  0,75              Q T  S T ·Sen  150MVA·0,66  99,2MVAr




Condiciones Finales:

S T  150MVA             P' T  S T ·Cos'  150MVA·0,95  142,5MW
               
Cos'  0,95             Q'T  ST ·Sen'  150MVA·0,31  46,8MVAr




       Con estos datos ya es posible determinar la batería de condensadores necesaria:

Batería = QT – Q’T = 99,2 – 46,8 = 52,4 MVAr

       Será necesaria una batería de condensadores que sea capaz de proporcionar a la
Subestación 52,4 MVAr.

      Como se trata de una potencia muy elevada, se recomienda buscar 3 baterías de
17,5 MVAr cada una de ellas.




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Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV


3.6.- BATERÍA DE CORRIENTE CONTINUA

        Para el cálculo de la batería de corriente continua, es necesario saber cuántos
relés y cuántos motores hay a lo largo de la instalación:

       Relés: 28
       Disyuntores motorizados: 10
       Seccionadores: 26

       CÁLCULO DE LA INTENSIDAD DE LA BATERÍA:

              P1 Re lé  10VA                                            280
                                 P1 Re lé  10VA·28  280VA  I             2,54 A
              28 Re lés                                                  110

                      La autonomía de los relés se considera de 10 horas:

                                  I Re lés  2,54 A·10horas  25, 4 Ah


              P1Motor  230W                 230·36
                                       I           75, 27 A (Se considera Cosφ = 1)
              36 Motores                      110


              Se considera que el muelle de los motores tarda 1 minuto en cargarse y
       permite la realización de 4 maniobras:

                                                        1h
                 t C arg aMotores  36motores·1min·          ·4maniobras  2,4horas
                                                      60 min

                                I Motores  75,27·2,4horas  180,64 Ah


               La batería necesaria para la subestación debe cumplir la siguiente
       especificación:

                  I Batería  I Re lés  I Motores  25,4 Ah  180,64 Ah  206,048 Ah


              Según catálogo, el modelo recomendado para la subestación es:

       CASA: BP Solar
       MODELO: Baterías Fulmen PowerBlock, S240
       I = 240 Ah
       R = 1,4 mΩ
       Peso: 15,2 Kg
       Medidas: 206 x 103 x 403 mm




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Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV


3.7.- ELECCIÓN DE LAS CADENAS DE AISLADORES



           Nivel de 132 kV:

             V N  132 KV                Aislador: Ø x P = 280 x 170 mm
             V MásElevada  145KV
             V Rayo  650 KV
             V Fec. Ind .  275KV

             4 Elementos, Columna D: 400 KV > VF.I. = 275 KV

                           V Max         145
              D  0,1            0,1       1,066m
                           150           150
                                                            Cadena de 7 Aisladores
                                 D 1,066m
              N º Aisladores             6,27  7
                                 P 0,17 m


           Nivel de 45 kV:

             V N  45KV                  Aislador: Ø x P = 280 x 170 mm
             VMásElevada  52 KV
             V Rayo  250 KV
             V Fec. Ind .  95 KV

             2 Elementos, Columna D: 230 KV > VF.I. = 95 KV

                           V Max          52
              D  0,1            0,1       0, 446m
                           150           150
                                                            Cadena de 3 Aisladores
                                 D 0,446m
              N º Aisladores              2,62  3
                                 P   0,17m




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Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV


3.8.- NIVEL DE AISLAMIENTO

         El nivel de aislamiento se obtiene de la tabla “Características eléctricas de las
      cadenas”, buscando el valor de C (en kV).


           Nivel de 132 kV:

             Ø x P: 280 mm x 170 mm
             nº aisladores: 7

                     Se obtiene a partir de estos datos que C = 680 KV.
                     Según el Reglamento la tensión soportada nominal a los impulsos
             tipo rayo para la tensión de 132 KV es de 650 KV como mínimo (y la
             tensión soportada nominal de corta duración a frecuencia industrial = 275
             KV), por lo que, el nivel de aislamiento calculado anteriormente sí es
             válido.


           Línea 45 kV:

             Ø x P: 280 mm x 170 mm
             nº aisladores: 3

                     Se obtiene a partir de estos datos que C = 330 KV.
                     Según el Reglamento la tensión soportada nominal a los impulsos
             tipo rayo para la tensión de 45 KV es de 250 KV como mínimo (y la
             tensión soportada nominal de corta duración a frecuencia industrial = 95
             KV), por lo que, el nivel de aislamiento calculado anteriormente sí es
             válido.




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Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV


3.9.- SOPORTE MECÁNICO


           Aislador de paso 170 mm  Tensión máxima de rotura = 15000 kg.
           Coeficiente de seguridad = 3 (mínimo)
           Tensión de rotura del cable CONDOR = 12950 kg

                                               TRuptura
                 Coeficiente de seguridad =
                                              TMáx.Cable

                                    TRoturaCable     12950
               TMáx.Cable                                 4316,66 Kg
                              CoeficienteSeguridad     3

                                           TMáx. Aislador    15000
            Coeficiende de Seguridad =                              3,475  3
                                            TMáx.Cable      4316,66

          Luego se cumple con todas las medidas de seguridad.




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Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV


3.10.- DISTANCIAS DE SEGURIDAD


             Nivel de 132 kV: la tensión más elevada según reglamento es de 145 kV.

                     Según la Instrucción Técnica Complementaria MIE-RAT 14, para
              un nivel de tensión de 132 KV, d = 110 cm.

                  Distancia de valla exterior a aparatos con tensión:
                  G = 150 cm + d = 150 + 110 = 260 cm
                  Se toma G = 3 m.

                  Distancia de la valla interior a aparatos con tensión:
                  C = 10 cm + d = 110 + 10 = 120 cm.
                  Se toma C = 1,5 m.

                  Distancia de bornes con tensión al suelo:
                  H = 250 cm + d = 250 + 110 = 360 cm.
                  Se toma H = 4 m.

                  Distancia de cables de embarrado al suelo:
                  H = 520 cm + 1,2 cm/kV · V (kV) = 520 + 1,2 · 145 = 694 cm.
                  Se toma H = 7,5 m.

                  Distancia mínima entre fase y tierra:
                  VN = 132 KV  VMás = 145 kV  VRayo (1.2/50 µs) = 650 kV
                   Dmín = 130 cm (según ITC MIE-RAT 12).
                  Se toma D = 2 m.

                  Distancia mínima entre 2 fases:
                  VN = 132 KV  VMás = 145 kV  VRayo (1.2/50 µs) = 650 kV
                   Dmín = 130 cm (según ITC MIE-RAT 12).
                  Se toma D = 2 m.




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Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV


             Nivel de 45 kV: la tensión más elevada según reglamento es de 52 kV.

                     Según la Instrucción Técnica Complementaria MIE-RAT 14, para
              un nivel de tensión de 45 KV, d = 38 cm.

                  Distancia de valla exterior a aparatos con tensión:
                  G = 150 cm + d = 150 + 38 = 188 cm.
                  Se toma G = 2 m.

                  Distancia de la valla interior a aparatos con tensión:
                  C = 10 cm + d = 10 + 38 = 48 cm.
                  Se toma C = 0,5 m.

                  Distancia de bornes con tensión al suelo:
                  H = 250 cm + d = 250 + 38 = 288 cm
                  Se toma H = 3 m.

                  Distancia de cables de embarrado al suelo:
                  H = 520 cm + 1,2 cm/kV · V (kV) = 520 + 62,4 = 582,4
                  Se toma H = 6 m.

                  Distancia mínima entre fase y tierra:
                  VN = 45 KV  VMás = 52 kV  VRayo (1.2/50 µs) = 250 kV
                   Dmín = 48 cm (según ITC MIE-RAT 12).
                  Se toma D = 0,5 m.

                  Distancia mínima entre 2 fases:
                  VN = 45 KV  VMás = 52 kV  VRayo (1.2/50 µs) = 250 kV
                   Dmín = 48 cm (según ITC MIE-RAT 12).
                  Se toma D = 0,5 m.




                                       Página - 28
Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV


3.11.- INTENSIDADES Y POTENCIAS DE CORTOCIRCUITO

       Para calcular las potencias e intensidades de cortocircuito, se han elegido los 4
puntos que están marcados en el siguiente esquema de reactancias modelizado de la
subestación:




      Para realizar los cálculos, se han tenido en cuenta 4 Km de distancia de la línea de
132 KV desde el punto de enganche y otros 4 Km de distancia en las líneas de salida. Se
ha tomado como potencia base 500 MVA y como Xpu Red = 1.


       Los resultados de los cálculos son los siguientes:

                     LADO IZQUIERDO                           LADO DERECHO
               Pcc (MVA)     Icc (KA)    Ich (KA)     Pcc (MVA)    Icc (KA)    Ich (KA)
 PUNTO 1           496         2,169       5,521        1805         7,895      20,097

 PUNTO 2           992         4,338      11,042            699      3,058      7,783

 PUNTO 3           427         5,479      13,948        10277         132        336

 PUNTO4           8319          107         272         2569          33          84




        Estos cálculos, son necesarios para el diseño de la subestación, aunque por otro
lado, según norma ENDESA, se aceptan como válidos para el diseño de subestaciones a
la intemperie, los siguientes valores por defecto:




                                        Página - 29
Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV


     Nivel de 132 kV

      Según MIE-RAT 13 y Noma ENDESA, para un nivel de tensión de 132 KV,
      cuya tensión más elevada es 145 KV, se considera:

              I CC Diseño  31,5 KA
                                                    I CC  1,4  I CC Diseño  44,1KA
              PCC Diseño  7000MVA




     Nivel de 45 kV

      Según MIE-RAT 13 y Noma ENDESA, para un nivel de tensión de 45 KV, cuya
      tensión más elevada es 52 KV, se considera:

               I CC Diseño  25KA
                                                     I CC  1, 4  I CC Diseño  35 KA
               PCC Diseño  2000MVA




       Luego, según Norma ENDESA, tenemos que para una subestación de intemperie
132/45 KV, ICC y PCC valen:


                                      Nivel 45 KV      Nivel 132 KV

                 ICC (KA)                 35                 44,1
                 PCC (MVA)              2000                7000




                                       Página - 30
Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV


4.- CARACTERÍSTICAS DE LA APARAMENTA


         Nivel de 132 kV

      SECCIONADORES




      DISYUNTORES




                                   Página - 31
Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV


      TRANSFORMADORES DE CORRIENTE




                                   Página - 32
Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV


      TRANSFORMADORES DE TENSIÓN




                                   Página - 33
Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV


         Nivel de 45 kV

      SECCIONADORES




      DISYUNTORES




                                   Página - 34
Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV


      TRANSFORMADORES DE INTENSIDAD




                                   Página - 35
Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV


      TRANSFORMADORES DE TENSIÓN




                                   Página - 36
Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV


      AUTOVÁLVULAS 45 / 132 KV




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Diseño de una subestacion de intermperie 132 45 kv

  • 1. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons. ÍNDICE A vaya 1.- Características De La Subestación........................................................................................ 5 2.- Planos Y Esquemas .............................................................................................................. 6 2.1.- Unifilar ........................................................................................................................ 7 2.2.- Alzado Y Planta ........................................................................................................... 8 2.3.- Conexión De Relés De Protección Y Elementos De Accionamiento................................ 9 2.4.- Esquema De Medida................................................................................................... 11 3.- Cálculos Justificativos ........................................................................................................ 12 3.1.- Cálculo De La Red De Tierra ..................................................................................... 12 3.1.1.- Resistencia De Tierra ........................................................................................... 12 3.1.2.- Tensiones De Paso Y Contacto............................................................................. 13 3.1.3.- Cálculo De Hilos De Guarda ................................................................................ 14 3.2.- Autoválvulas .............................................................................................................. 16 3.3.- Intensidad De Corriente De Las Líneas ....................................................................... 18 3.4.- Secciones De Cable ............................................................................................. 213kjn 3.5.- Batería De Condensadores .......................................................................................... 22 3.6.- Batería De Corriente Continua .................................................................................... 23 3.7.- Elección De Las Cadenas De Aisladores ..................................................................... 24 3.8.- Nivel De Aislamiento ................................................................................................. 25 3.9.- Soporte Mecánico....................................................................................................... 26 3.10.- Distancias De Seguridad........................................................................................... 27 3.11.- Intensidades Y Potencias De Cortocircuito ................................................................ 29 4.- Características De La Aparamenta ..................................................................................... 31
  • 2. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV Página - 2
  • 3. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV En una subestación de intemperie de 132/45 KV, se conocen las siguientes características: • Dos posiciones de entrada de 132 KV; ▪ Con neutro rígidamente a tierra; ▪ Previstas para 150 MVA cada una de ellas; • Cuatro posiciones de salida de 45 KV; ▪ Con neutro rígidamente a tierra; ▪ Previstas para 50 MVA cada una de ellas; • Dos transformadores 132/45 KV de 75 MVA; ▪ Xcc = 10%; • Servicios auxiliares: ▪ Alumbrado interior; ▪ Alumbrado exterior; ▪ Aire acondicionado; ▪ Cargador de baterías para relés y disyuntores; Página - 3
  • 4. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV DISEÑAR: 01.- Esquema unifilar de potencia ▪ Seccionadores ▪ Disyuntores ▪ Transformadores de intensidad y tensión ▪ Transformadores de potencia ▪ Medida y protección simplificado 02.- Plano de planta 03.- Planos de alzado ▪ Longitudinal ▪ Transversal 04.- Plano de tierras 05.- Plano de hilos de guarda 06.- Plano de zanjas 07.- Plano de detalle, dimensiones de la aparamenta y elementos 08.- Esquema de conexiones ▪ Relés ▪ Equipos de medida ▪ Interruptores 09.- Esquema de servicios auxiliares ▪ Alumbrado interior ▪ Alumbrado exterior ▪ Tomas de usos varios ▪ Climatización ▪ Baterías de corriente continua 10.- Cálculos justificativos ▪ Potencias de las líneas ▪ Transformadores ▪ Intensidades nominales ▪ Hilos de guarda ▪ Intensidad y potencia de cortocircuito ▪ Autoválvulas ▪ Red de tierras ▪ Tensiones de paso y contacto ▪ Batería de condensadores ▪ Batería de corriente continua ▪ Potencia y clase de los trafos de medida y protección ▪ Esquemas de medida y protección Página - 4
  • 5. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV 1.- CARACTERÍSTICAS DE LA SUBESTACIÓN Las características de la subestación son las mencionadas anteriormente: • Dos posiciones de entrada de 132 KV; ▪ Con neutro rígidamente a tierra; ▪ Previstas para 150 MVA cada una de ellas; • Cuatro posiciones de salida de 45 KV; ▪ Con neutro rígidamente a tierra; ▪ Previstas para 50 MVA cada una de ellas; • Dos transformadores 132/45 KV de 75 MVA; ▪ Xcc = 10%; • Servicios auxiliares: ▪ Alumbrado interior; ▪ Alumbrado exterior; ▪ Aire acondicionado; ▪ Cargador de baterías para relés y disyuntores; Página - 5
  • 6. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV 2.- PLANOS Y ESQUEMAS Página - 6
  • 7. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV 2.1.- UNIFILAR Página - 7
  • 8. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV 2.2.- ALZADO Y PLANTA En el siguiente esquema se puede ver la representación del alzado y la planta de una de las posiciones de entrada de 132 KV, el doble embarrado, una posición de trafo 132/45 KV, doble embarrado y posición de salida de 45 KV:
  • 9. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV 2.3.- CONEXIÓN DE RELÉS DE PROTECCIÓN Y ELEMENTOS DE ACCIONAMIENTO
  • 10. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV Página - 10
  • 11. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV 2.4.- ESQUEMA DE MEDIDA El equipo de medida consta de tres amperímetros, tres voltímetros, un herziómetro, un cosfímetro, un contador de activa y un contador de reactiva: Página - 11
  • 12. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV 3.- CÁLCULOS JUSTIFICATIVOS 3.1.- CÁLCULO DE LA RED DE TIERRA Para el cálculo de la red de tierra de la subestación suponemos que ésta tiene unas dimensiones de 120 metros de longitud por 80 metros de anchura, dimensiones más que suficientes para la instalación de la aparamenta correspondiente en los dos niveles de tensión y mantener las distancias de seguridad y pasillos de maniobra exigidos por el Reglamento sobre Centrales Eléctricas, Subestaciones y Centros de Transformación. Como en cualquier subestación la red de tierra será un mallazo de conductores de hilo de cobre de 95 mm2, que cubrirá toda la superficie de la subestación. Los conductores de ésta estarán separados unos de otros una distancia de 1 metro. Todos los elementos sometidos a tensión irán conectados a esta red, por lo que se utilizarán grapas debidamente protegidas contra la corrosión, como método de unión debido a que, aún siendo un método menos eficaz que el de soldadura aluminotérmica, supone un ahorro importante en el presupuesto. Igualmente se respetarán las tensiones de paso (VP) y de contacto (VC) para evitar cualquier tipo de accidente que pudieran ser perjudiciales tanto para la aparamenta de la subestación como para las personas que estuvieran en ésta (realizando cualquier tarea de mantenimiento, reparación, etc.). 3.1.1.- RESISTENCIA DE TIERRA   R  4r L Donde L = Longitud total de conductor enterrado r = radio equivalente de la superficie de la subestación ρ = resistividad del terreno (200 Ω·m) A  120m S m  A·B  120·80  9600m 2 B  80m S c   ·r 2  S m  9600  r  55, 279m Sm ≡ Superficie de la malla Sc ≡ Superficie de la circunferencia B A L  A·  B· 80 120 d d L  120·  80·  19200m 1 1 d  1m Página - 12
  • 13. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV   200·m 200 200   R   0,9149 R  4  55,279 19200 4r L RT  0,9149 3.1.2.- TENSIONES DE PASO Y CONTACTO Toda instalación eléctrica deberá disponer de una protección o instalación de tierra diseñada de tal forma, en cualquier punto normalmente accesible del interior o exterior de la misma donde las personas puedan circular o permanecer, éstas queden sometidas como máximo a las tensiones de paso y contacto (durante cualquier defecto de la instalación eléctrica o en la red unida a ella). • Tensión máxima de contacto aplicada (en voltios) que se puede aceptar: K 72 Vca  n   360V t 0,21 siendo t = duración de la falta en segundos (t = 0,2s) K  72 Si t < 0,9 s  n 1 • Máximas tensiones de paso y contacto admisibles en una instalación:  Tensión de paso 10  K  6    10  72  6  200  Vp  n  1    1    7920V t  1.000  0,21  1.000  Vp = 7920 V  Tensión de contacto K  1,5    72  1,5  200  Vc   1    1    468 V tn  1 . 000  0, 2 1  1 . 000  Vc = 468V Página - 13
  • 14. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV Una vez hecha la red de tierras y construida la subestación se deberán tomar los aparatos de medida correspondientes y comprobar que los valores de las tensiones de paso y contacto no son superiores a los calculados, ya que son los máximos permitidos por el Reglamento para la subestación que se está diseñando. 3.1.3.- CÁLCULO DE HILOS DE GUARDA H  4  h  16  h 2  12  h 2  a 2  6 U máselevada h  5,3m  150 Siendo h = distancia de conductores al suelo 2·a = 10 m • Nivel de 132 kV 145 h  5,3   6,26m 150 • Nivel de 45 kV 52 h  5,3   5,65m 150 Se toma como valor de h el inmediatamente superior al del nivel de tensión más desfavorable: h = 7m y se introduce en la expresión para el cálculo de la distancia de los hilos de guarda al suelo: H  4  7  16  7 2  12  7 2  5 2   8,38m 6 Se toma un único valor de H para simplificar la estructura de la subestación y para ello elegimos la mas desfavorable que es H = 8,38m. Sin embargo, y para evitar colocar hilos de guarda en lugares en los que no hay aparamenta, y a su vez, siga cumpliendo las exigencias del Reglamento, fijaremos este valor sobredimensionando el más desfavorable (por si el suelo no es completamente liso, etc.) en 9 metros de altura. H = 9 metros Página - 14
  • 15. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV Página - 15
  • 16. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV 3.2.- AUTOVÁLVULAS Las autoválvulas que se han seleccionado para el diseño de la subestación son de óxidos metálicos. • Nivel de 132 kV  VN = 132 KV  Vmás elevada = 145 KV  Nivel de aislamiento = 650 KV  Neutro rígidamente a tierra 1.- Id= 10KA VMásElevada ·0,81 145KV·0,81 2.- VC    97,875KV  98KV TC 1, 2 3.- Margen de protección:  Tensión de maniobra: 278 kV  Tensión máx. al frente de onda (1,2/50µs): 343KV  298,26KV 1,15  Tensión residual máxima (8/20µs - 10KA): 336 KV  NA   650  PM    1  100    1  100  93,45%  30%  NP   336  Como su valor es superior al 30% exigido por el reglamento esta autoválvula sería correcta. • Nivel de 45 kV  VN = 45KV  Vmás elevada = 52 KV  Nivel de aislamiento = 250KV  Neutro rígidamente a tierra 1.- Id= 10KA VMásElevada ·0,81 52KV·0,81 2.- VC    35,1KV  36KV TC 1,2 Página - 16
  • 17. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV 3.- Margen de protección:  Tensión maniobra: 99,5 KV  Tensión máx. al frente de onda (1,2/50µs): 124kV  107,82KV 1,15  Tensión residual máxima (8/20µs - 10KA): 126 KV  NA   250  PM    1  100    1  100  98,41%  30%  NP   126  Como su valor es superior al 30% exigido por el reglamento esta autoválvula sería correcta. Página - 17
  • 18. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV 3.3.- INTENSIDAD DE CORRIENTE DE LAS LÍNEAS • Nivel de 132 kV En primer lugar se va a determinar el valor de la potencia prevista en las posiciones: SPrevista = 150 MVA Esta potencia es la que corresponde a una sola de las entradas de 132 KV. A partir de esta potencia se deduce el valor de la intensidad de la línea en la posición de 132 KV: P 150 MVA I132 KV    656,079 A 3 132 KV 3 132 KV  Seccionador: - MESA - SGCT 145/1800 - VN = 145 KV - IN = 1800 A - VRayo = 650 KV - VF.I. = 275 KV  Disyuntor: - ABB - LTB D1/B - VN = 72,5/170 KV - IN = 3150 A - IRuptura = 40 KA - tRuptura = 2 Hz  Transformadores de Tensión: - Arteche - UTF 145 - P = 520 Kg - VN = 145 KV - VEnsayo = 275/650 KV - NºMáx.Sec. = 3 Página - 18
  • 19. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV  Transformadores de Intensidad: - Arteche - CA-145E - P = 300 Kg - Icc = 100 · IN - VN = 145 KV - VEnsayo = 275/650 KV - NºMáx.Sec. = 3  Autoválvulas Pararrayos: - ABB - EXLIM P145 - VMáx. = 145 KV - Vr = 132 KV - Vc = 92 KV - 8/20 µs, 10 KA, VCresta = 301 KV - 30/60 µs, 3 KA, VCresta = 274 KV • Nivel de 45 kV En primer lugar se va a determinar el valor de la potencia prevista en las posiciones: SPrevista = 50 MVA Esta potencia es la que corresponde a una sola de las salidas de 45 KV. A partir de esta potencia se deduce el valor de la intensidad de la línea en la posición de 45 KV: P 50MVA I 45 KV    641,5A 3  45KV 3  45KV  Disyuntor: - ABB - EDF SK - VN = 36/84 KV - IN = 2500 A - IRuptura = 31,5 KA - tRuptura = 2,5 Hz Página - 19
  • 20. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV  Transformadores de Tensión: - Arteche - EMFC 52 - VN = 52 KV - 1,2/50 µs, 250 KV  Transformadores de Intensidad: - Arteche - CXE 52  Autoválvulas Pararrayos: - ABB - EXLIM P52 - VMáx. = 52 KV - Vr = 60 KV - Vc = 48 KV - 8/20 µs, 10 KA, VCresta = 137 KV - 30/60 µs, 3 KA, VCresta = 125 KV Página - 20
  • 21. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV 3.4.- SECCIONES DE CABLE Para calcular las secciones de cable necesarias en la Subestación, es necesario recordar los cálculos anteriores de las corrientes en los distintos niveles de tensión: • Nivel de 132 kV P 150MVA I132KV    656,0,79 A 3  132KV 3  132KV • Nivel de 45 kV P 50MVA I 45 KV    641,5A 3  45KV 3  45KV Según el Artículo 22 del R.A.T., se tiene que: Densidad de Sección Corriente Corriente Nominal (A/mm2) Máxima (mm2) (A) Aluminio 250 2,3 575 300 2,15 645 400 1,95 780 Por la tanto, se elige para ambos niveles de tensión, un cable de 400 mm2 de sección. El cable comercial más próximo es el CONDOR, que tiene las siguientes características: ST = 455,1 mm2 Nº Hilos: 54 + 7 Peso: 1522 Kg/Km Carga mínima de rotura, Q: 12950 Kg R(20ºC) = 0,072 Ω/Km Página - 21
  • 22. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV 3.5.- BATERÍA DE CONDENSADORES Suponiendo un factor de potencia de 0,75 en la Subestación, se procede a calcular la batería de condensadores necesaria para corregir dicho factor de potencia hasta 0,95. Condiciones Iniciales: S T  150MVA PT  S T ·Cos  150MVA·0,75  112,5MW  Cos  0,75 Q T  S T ·Sen  150MVA·0,66  99,2MVAr Condiciones Finales: S T  150MVA P' T  S T ·Cos'  150MVA·0,95  142,5MW  Cos'  0,95 Q'T  ST ·Sen'  150MVA·0,31  46,8MVAr Con estos datos ya es posible determinar la batería de condensadores necesaria: Batería = QT – Q’T = 99,2 – 46,8 = 52,4 MVAr Será necesaria una batería de condensadores que sea capaz de proporcionar a la Subestación 52,4 MVAr. Como se trata de una potencia muy elevada, se recomienda buscar 3 baterías de 17,5 MVAr cada una de ellas. Página - 22
  • 23. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV 3.6.- BATERÍA DE CORRIENTE CONTINUA Para el cálculo de la batería de corriente continua, es necesario saber cuántos relés y cuántos motores hay a lo largo de la instalación: Relés: 28 Disyuntores motorizados: 10 Seccionadores: 26 CÁLCULO DE LA INTENSIDAD DE LA BATERÍA: P1 Re lé  10VA 280  P1 Re lé  10VA·28  280VA  I   2,54 A 28 Re lés 110 La autonomía de los relés se considera de 10 horas: I Re lés  2,54 A·10horas  25, 4 Ah P1Motor  230W 230·36  I  75, 27 A (Se considera Cosφ = 1) 36 Motores 110 Se considera que el muelle de los motores tarda 1 minuto en cargarse y permite la realización de 4 maniobras: 1h t C arg aMotores  36motores·1min· ·4maniobras  2,4horas 60 min I Motores  75,27·2,4horas  180,64 Ah La batería necesaria para la subestación debe cumplir la siguiente especificación: I Batería  I Re lés  I Motores  25,4 Ah  180,64 Ah  206,048 Ah Según catálogo, el modelo recomendado para la subestación es: CASA: BP Solar MODELO: Baterías Fulmen PowerBlock, S240 I = 240 Ah R = 1,4 mΩ Peso: 15,2 Kg Medidas: 206 x 103 x 403 mm Página - 23
  • 24. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV 3.7.- ELECCIÓN DE LAS CADENAS DE AISLADORES  Nivel de 132 kV: V N  132 KV  Aislador: Ø x P = 280 x 170 mm V MásElevada  145KV V Rayo  650 KV V Fec. Ind .  275KV 4 Elementos, Columna D: 400 KV > VF.I. = 275 KV V Max 145 D  0,1   0,1   1,066m 150 150  Cadena de 7 Aisladores D 1,066m N º Aisladores    6,27  7 P 0,17 m  Nivel de 45 kV: V N  45KV  Aislador: Ø x P = 280 x 170 mm VMásElevada  52 KV V Rayo  250 KV V Fec. Ind .  95 KV 2 Elementos, Columna D: 230 KV > VF.I. = 95 KV V Max 52 D  0,1   0,1   0, 446m 150 150  Cadena de 3 Aisladores D 0,446m N º Aisladores    2,62  3 P 0,17m Página - 24
  • 25. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV 3.8.- NIVEL DE AISLAMIENTO El nivel de aislamiento se obtiene de la tabla “Características eléctricas de las cadenas”, buscando el valor de C (en kV).  Nivel de 132 kV: Ø x P: 280 mm x 170 mm nº aisladores: 7 Se obtiene a partir de estos datos que C = 680 KV. Según el Reglamento la tensión soportada nominal a los impulsos tipo rayo para la tensión de 132 KV es de 650 KV como mínimo (y la tensión soportada nominal de corta duración a frecuencia industrial = 275 KV), por lo que, el nivel de aislamiento calculado anteriormente sí es válido.  Línea 45 kV: Ø x P: 280 mm x 170 mm nº aisladores: 3 Se obtiene a partir de estos datos que C = 330 KV. Según el Reglamento la tensión soportada nominal a los impulsos tipo rayo para la tensión de 45 KV es de 250 KV como mínimo (y la tensión soportada nominal de corta duración a frecuencia industrial = 95 KV), por lo que, el nivel de aislamiento calculado anteriormente sí es válido. Página - 25
  • 26. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV 3.9.- SOPORTE MECÁNICO  Aislador de paso 170 mm  Tensión máxima de rotura = 15000 kg.  Coeficiente de seguridad = 3 (mínimo)  Tensión de rotura del cable CONDOR = 12950 kg TRuptura Coeficiente de seguridad = TMáx.Cable TRoturaCable 12950 TMáx.Cable    4316,66 Kg CoeficienteSeguridad 3 TMáx. Aislador 15000 Coeficiende de Seguridad =   3,475  3 TMáx.Cable 4316,66 Luego se cumple con todas las medidas de seguridad. Página - 26
  • 27. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV 3.10.- DISTANCIAS DE SEGURIDAD  Nivel de 132 kV: la tensión más elevada según reglamento es de 145 kV. Según la Instrucción Técnica Complementaria MIE-RAT 14, para un nivel de tensión de 132 KV, d = 110 cm.  Distancia de valla exterior a aparatos con tensión: G = 150 cm + d = 150 + 110 = 260 cm Se toma G = 3 m.  Distancia de la valla interior a aparatos con tensión: C = 10 cm + d = 110 + 10 = 120 cm. Se toma C = 1,5 m.  Distancia de bornes con tensión al suelo: H = 250 cm + d = 250 + 110 = 360 cm. Se toma H = 4 m.  Distancia de cables de embarrado al suelo: H = 520 cm + 1,2 cm/kV · V (kV) = 520 + 1,2 · 145 = 694 cm. Se toma H = 7,5 m.  Distancia mínima entre fase y tierra: VN = 132 KV  VMás = 145 kV  VRayo (1.2/50 µs) = 650 kV  Dmín = 130 cm (según ITC MIE-RAT 12). Se toma D = 2 m.  Distancia mínima entre 2 fases: VN = 132 KV  VMás = 145 kV  VRayo (1.2/50 µs) = 650 kV  Dmín = 130 cm (según ITC MIE-RAT 12). Se toma D = 2 m. Página - 27
  • 28. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV  Nivel de 45 kV: la tensión más elevada según reglamento es de 52 kV. Según la Instrucción Técnica Complementaria MIE-RAT 14, para un nivel de tensión de 45 KV, d = 38 cm.  Distancia de valla exterior a aparatos con tensión: G = 150 cm + d = 150 + 38 = 188 cm. Se toma G = 2 m.  Distancia de la valla interior a aparatos con tensión: C = 10 cm + d = 10 + 38 = 48 cm. Se toma C = 0,5 m.  Distancia de bornes con tensión al suelo: H = 250 cm + d = 250 + 38 = 288 cm Se toma H = 3 m.  Distancia de cables de embarrado al suelo: H = 520 cm + 1,2 cm/kV · V (kV) = 520 + 62,4 = 582,4 Se toma H = 6 m.  Distancia mínima entre fase y tierra: VN = 45 KV  VMás = 52 kV  VRayo (1.2/50 µs) = 250 kV  Dmín = 48 cm (según ITC MIE-RAT 12). Se toma D = 0,5 m.  Distancia mínima entre 2 fases: VN = 45 KV  VMás = 52 kV  VRayo (1.2/50 µs) = 250 kV  Dmín = 48 cm (según ITC MIE-RAT 12). Se toma D = 0,5 m. Página - 28
  • 29. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV 3.11.- INTENSIDADES Y POTENCIAS DE CORTOCIRCUITO Para calcular las potencias e intensidades de cortocircuito, se han elegido los 4 puntos que están marcados en el siguiente esquema de reactancias modelizado de la subestación: Para realizar los cálculos, se han tenido en cuenta 4 Km de distancia de la línea de 132 KV desde el punto de enganche y otros 4 Km de distancia en las líneas de salida. Se ha tomado como potencia base 500 MVA y como Xpu Red = 1. Los resultados de los cálculos son los siguientes: LADO IZQUIERDO LADO DERECHO Pcc (MVA) Icc (KA) Ich (KA) Pcc (MVA) Icc (KA) Ich (KA) PUNTO 1 496 2,169 5,521 1805 7,895 20,097 PUNTO 2 992 4,338 11,042 699 3,058 7,783 PUNTO 3 427 5,479 13,948 10277 132 336 PUNTO4 8319 107 272 2569 33 84 Estos cálculos, son necesarios para el diseño de la subestación, aunque por otro lado, según norma ENDESA, se aceptan como válidos para el diseño de subestaciones a la intemperie, los siguientes valores por defecto: Página - 29
  • 30. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV  Nivel de 132 kV Según MIE-RAT 13 y Noma ENDESA, para un nivel de tensión de 132 KV, cuya tensión más elevada es 145 KV, se considera: I CC Diseño  31,5 KA  I CC  1,4  I CC Diseño  44,1KA PCC Diseño  7000MVA  Nivel de 45 kV Según MIE-RAT 13 y Noma ENDESA, para un nivel de tensión de 45 KV, cuya tensión más elevada es 52 KV, se considera: I CC Diseño  25KA  I CC  1, 4  I CC Diseño  35 KA PCC Diseño  2000MVA Luego, según Norma ENDESA, tenemos que para una subestación de intemperie 132/45 KV, ICC y PCC valen: Nivel 45 KV Nivel 132 KV ICC (KA) 35 44,1 PCC (MVA) 2000 7000 Página - 30
  • 31. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV 4.- CARACTERÍSTICAS DE LA APARAMENTA  Nivel de 132 kV SECCIONADORES DISYUNTORES Página - 31
  • 32. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV TRANSFORMADORES DE CORRIENTE Página - 32
  • 33. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV TRANSFORMADORES DE TENSIÓN Página - 33
  • 34. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV  Nivel de 45 kV SECCIONADORES DISYUNTORES Página - 34
  • 35. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV TRANSFORMADORES DE INTENSIDAD Página - 35
  • 36. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV TRANSFORMADORES DE TENSIÓN Página - 36
  • 37. Diseño de una Subestación de Intemperie 132/45 KV AUTOVÁLVULAS 45 / 132 KV Página - 37