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Calculo de Transformadores de Medida y Pr

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CALCULO DE BURDEN PARA LAS CELDAS DESUBESTACION COCHABAMBA Y CALUMA

Enero 2013

Departamento de Ingenieria

SISELEC S.A

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ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN..................................................................................................3

2. OBJETIVO............................................................................................................3

3. DESCRIPCION DEL SISTEMA DE MEDICION Y PROTECCION.................................3

3.1 DESCRIPCIÓN BREVE DEL SISTEMA DE MEDICIÓN.........................................3

3.2 DESCRIPCIÓN BREVE DEL SISTEMA DE PROTECCION....................................3

3.3 CÁLCULO DEL BURDEN .................................................................................4

3.3.1 CÁLCULO DE CARGA PARA LA MEDICION................................................4

3.3.2 CÁLCULO DE CARGA PARA LA PROTECCION............................................6

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1. INTRODUCCIÓN

Los sistemas de Potencia y sus sistemas de protección deben contar con la

información precisa para que puedan funcionar correctamente en

condiciones normales y de falla del sistema. Dicha información es

proporcionada por los transformadores de tensión y corriente (TT, TC).

2. OBJETIVO

• Comprobar que las características de los transformadores de

corriente y potencial en las celdas de media tensión con 10 VA en

los transformadores de corriente y 10 VA en los transformadores de

potencial, cumple con los requerimientos para su correcto

funcionamiento en las subestaciones Cochabamba y Caluma en

relación al presente contrato.

3. DESCRIPCION DEL SISTEMA DE MEDICION Y PROTECCION

3.1 DESCRIPCIÓN BREVE DEL SISTEMA DE MEDICIÓN

Las celdas de media tensión realizara la medición desde los

Transformadores de corriente de cada una de las mismas junto con los

transformadores de voltaje de Barra colocado en la celda de entrada.

La carga para cada celda seria:

• Un medidor ION 7650. Este deberá poseer una precisión de 0.2,

y poder medir: energía, potencia, corriente, voltaje, frecuencia y

parámetros de calidad de energía. Su burden es de 0,4 VA

3.2 DESCRIPCIÓN BREVE DEL SISTEMA DE PROTECCION

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Cada celda de media tensión realizara su sistema de protección desde los

Transformadores de corriente ubicados en cada una de ellas.

La carga para cada celda seria:

• Rele SEL 451. Este rele será utilizado para las celdas de las

salidas. Su burden es de 0.5 VA

• Rele Sel 487E.- Este rele será utilizado para la celda de entrada.

Su burden es de 0.5 VA

3.3 CÁLCULO DEL BURDEN

3.3.1CÁLCULO DE CARGA PARA LA MEDICION

TRANSFORMADORES DE CORRIENTE

A continuación se realizará el cálculo de los VA para los transformadores

de corriente que serán utilizados en el sistema de medición:

Transformadores de Corriente 13.8 kV de 600:5

UBICACIÓN

Celdas de media

tensión en cuarto de

control

FUNCIÓN SEÑAL PARA MEDICIÓN

PRECISIÓN Y BURDEN IEC 0.2 10 VA TABLA 1

1) Conductor AWG #10

Resistencia (RL)

3.34 Ω/Km

La distancia aproximada en el diseño es de 3 metros. Utilizaremos 10

metros como factor de seguridad, por lo cual se tiene 0.0334 ohmios.

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Este valor multiplicado por la corriente nominal de 5 al cuadro se tiene su

resultado de 0.85 VA.

El burden Total seria 0.85+0.4= 1.25 VA

CONDUCTOR

#10AWG

0.85 VA

MEDIDORES ION

76500.4 VA

TABLA 2

Para este caso no es necesario, calcular en estado de saturación puesto

que estos transformadores de corriente debido a su normativa de

medición deben saturarse a un voltaje de dos veces la nominal para

protección de los equipos de medición.

TRANSFORMADORES DE POTENCIAL

A continuación se realizará el cálculo de los VA para los transformadores

de potencial que serán utilizados en el sistema de medición:

Transformadores de Potencial 13.8 kV

UBICACIÓN

Celdas de media

tensión en cuarto de

control

FUNCIÓN SEÑAL PARA MEDICIÓN

PRECISIÓN Y BURDEN IEC 0.2 10 VA

TABLA 3

2) Conductor AWG #10

Resistencia (RL)

3.34 Ω/Km

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En condiciones normales, la circulación de corriente en los circuitos

secundarios de los transformadores de potencial es mínima o casi cero, las

perdidas por líneas son despreciables.

El burden del medidor seria 0.4 VA

CONDUCTOR

#10AWG

despreciable

MEDIDORES ION

76500.4 VA

TABLA 4

No es necesario el análisis en condiciones de falla, puesto que a diferencia

de un circuito de corriente, el sobrevoltaje en una línea durante una falla

no son considerables comparados con las magnitudes de sobrecorriente.

3.3.2CÁLCULO DE CARGA PARA LA PROTECCION

A continuación se realizará el cálculo de los VA para los transformadores

de corriente que serán utilizados en el sistema de protección:

Transformadores de Corriente 13.8 kV de 600:5

UBICACIÓN

Celdas de media

tensión en cuarto de

control

FUNCIÓNSEÑAL PARA

PROTECCION

PRECISIÓN Y BURDEN 5P20 10 VA

TABLA 5

3) Conductor AWG #10

Resistencia (RL)

3.34 Ω/Km

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La distancia aproximada en el diseño es de 3 metros. Utilizaremos 10

metros como factor de seguridad, por lo cual se tiene 0.0334 ohmios.

Este valor multiplicado por la corriente nominal de 5 al cuadro se tiene su

resultado de 0.85 VA aproximadamente.

El burden Total seria 0.85+0.5= 1.35 VA

CONDUCTOR

#10AWG

0.85 VA (calculado)

RELE SE 487/451 0.5 VA TABLA 6

Los transformadores son 5P20, es decir, pueden soportar un valor de 20

veces su corriente nominal de 600 amperios (12000 amperios a 15 kV)

antes de saturarse.

La corriente máxima a 15 kV para este sistema radial no será mayor a

8000 amperios esto se debe a la impedancia del transformador de poder

que se encuentra entre el 6 y el 7.5%. Es decir, que nunca actuaran en

estado de saturación ante una falla.

TRANSFORMADORES DE POTENCIAL

A continuación se realizará el cálculo de los VA para los transformadores

de potencial que serán utilizados en el sistema de protección:

Transformadores de Potencial 13.8 kV

UBICACIÓN

Celdas de media

tensión en cuarto de

control

FUNCIÓNSEÑAL PARA

PROTECCION

PRECISIÓN Y BURDEN IEC 5P20 10 VA

TABLA 7

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Son 6 equipos de protección con 0.06 de Burden (esto se puede ver en los

manuales respectivos), esto da como resultado 0.36 VA.

No es necesario el análisis en condiciones de falla, puesto que a diferencia

de un circuito de corriente, el sobrevoltaje en una línea durante una falla

no son considerables comparados con las magnitudes de sobrecorriente.

CONCLUSIONES.

• Los transformadores de corriente colocados en las celdas de media

tensión cumplen con las características técnicas para el correcto

funcionamiento del sistema de potencia.

• Los transformadores de potencial colocados en las celdas de media

tensión cumplen con las características técnicas para el correcto

funcionamiento del sistema de potencia.

• Los valores de burden utilizados son mayores a los descritos en los

manuales respectivos, es decir, que para efectos de cálculo se ha

considerado un porcentaje no menor al 15% de su valor nominal.

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