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Coordinación de protecciones Proyecto: Electrificación construcción de la Comuna General Lagos Elaborado: Cesar Pareja Vásquez Ingeniero Eléctrico. Insprotel Ltda. Revisión: Leonardo Escandón Ingeniero Eléctrico. Insprotel Ltda. Febrero 2015

Coordinacion de Protecciones

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Coordinación de fusibles tipo T en una red rural de distribución de media tensión.

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  • Coordinacin de protecciones

    Proyecto: Electrificacin construccin de la

    Comuna General Lagos

    Elaborado: Cesar Pareja Vsquez

    Ingeniero Elctrico. Insprotel Ltda.

    Revisin: Leonardo Escandn

    Ingeniero Elctrico. Insprotel Ltda.

    Febrero 2015

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    ndice 1 Introduccin .......................................................................................................................... 4

    1.1 Objetivos ...................................................................................................................................... 4 1.1.1 Objetivos especficos .................................................................................................. 4

    1.2 Normas tcnicas ........................................................................................................................ 4 2 Generalidades ....................................................................................................................... 5

    2.1 Descripcin de la red de distribucin (Alimentadores) .............................................. 5 2.2 Transformadores de distribucin ...................................................................................... 6 2.3 Calculo de Corrientes de cortocircuito (,) ............................................................. 8

    3 Fusibles ................................................................................................................................... 9

    3.1 Tipos de fusibles MT ................................................................................................................ 9 3.2 Dimensionamiento de los fusibles tipo T para transformadores. ........................... 9

    3.2.1 Margen de seguridad ................................................................................................. 9

    3.2.2 Corriente Irrush ....................................................................................................... 10

    3.2.3 Condicin 1 ............................................................................................................... 10

    3.2.4 Condicin 2 ............................................................................................................... 11

    3.3 Dimensionamiento Fusibles NH para transformadores .......................................... 16 3.4 Fusibles red de distribucin .............................................................................................. 18

    4 Esquema de proteccin general .................................................................................. 19 5 Criterios para la coordinacin de fusibles tipo T .................................................. 19

    5.1 El tiempo mximo de aclaramiento ................................................................................. 19 5.2 Corriente de carga ................................................................................................................. 19

    6 Coordinacin de fusibles ............................................................................................... 20

    6.1 Falla lnea L1 ........................................................................................................................... 20 6.2 Falla barra 2 ............................................................................................................................ 22 6.3 Falla barra 5 ............................................................................................................................ 23 6.4 Falla Lnea 4 ............................................................................................................................ 23 6.5 Falla lnea L6 ........................................................................................................................... 24 6.6 Falla barra 13 .......................................................................................................................... 25 6.7 Falla lnea 8 .............................................................................................................................. 26 6.8 Falla barra 8 Falla baja tensin ..................................................................................... 27 6.9 Falla barra 3 ............................................................................................................................ 28 6.10 Coordinacin de fusibles tipo T tablas de coordinacin ....................................... 30

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    6.10.1 Coordinacin Fusibles 1T 15T ............................................................................. 30

    6.10.2 Coordinacin Fusibles 1T 30T ............................................................................. 30

    6.10.3 Coordinacin Fusibles 2T 15T ............................................................................. 30

    6.10.4 Coordinacin Fusibles 15T 30T ........................................................................... 30

    6.10.5 Coordinacin Fusibles 20T 30T ........................................................................... 30

    6.10.6 Coordinacin Fusibles 30T 50T ........................................................................... 30

    6.10.7 Coordinacin Fusibles 12T 20T ........................................................................... 31

    6.10.8 Coordinacin Fusibles 8T 12T ............................................................................. 31

    6.10.9 Coordinacin Fusibles 2T 8T ............................................................................... 31

    7 Especificacin de los fusibles ....................................................................................... 32 8 Conclusiones ...................................................................................................................... 34 Anexo 1 diagrama del circuito para corrientes de cortocircuito trifsicas ...... 35 Anexo 2 diagrama del circuito para corrientes de cortocircuito monofsicas 37 Anexo 3 - Curvas fusibles tipo T ......................................................................................... 39 Anexos 4 Curvas caractersticas de fusibles NH ......................................................... 41 Anexo 5 Tablas de coordinacin para fusibles T ........................................................ 43

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    1 Introduccin El Presente documento consiste en presentar la memoria de clculo para la coordinacin de protecciones de la red de media y baja tensin de la obra: Electrificacin construccin comuna General Lagos, ubicada en la regin de Arica y Parinacota.

    1.1 Objetivos El objetivo principal del Estudio de Coordinacin de las Protecciones es lograr una operacin coordinada entre los dispositivos de proteccin.

    1.1.1 Objetivos especficos Los objetivos secundarios son los siguientes:

    Proteger la lnea troncal y los arranques existentes en la lnea de distribucin de MT.

    Proteger los transformadores de distribucin existentes.

    Dimensionamiento y seleccin de fusibles.

    1.2 Normas tcnicas Para el desarrollo del presente estudio se tomaron como referencia la siguiente informacin tcnica:

    - Norma IEEE Std. 242-1986, IEEE Recommended Practice for Protection and Coordination of Industrial and Commercial Power Systems (IEEE Buff Book).

    - Anderson, P. M.; Power Systems Protection, IEEE Press MC Graw Hill, 1989.

    - Apuntes ELI Curso de protecciones elctricas Cap. VI Universidad Tcnica Federico Santa Maria, 2001.

    - Endesa, Protecciones de sobrecorriente Febrero 1972.

    - Catalogo de protecciones FUSELCO LTDA.

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    2 Generalidades A continuacin, se describir la red de distribucin de MT, corrientes de cortocircuito y los transformadores.

    2.1 Descripcin de la red de distribucin (Alimentadores) La red suministrar electricidad a 7 pueblos de la comuna General Lagos (Nasahuento, Colpita, Chujlluta, Ancopujo, Guacollo, Cosapilla y Visviri) mediante una lnea troncal que iniciar en Parinacota hasta terminar en Visviri. De esta lnea, se desprendern 2 derivaciones de longitud moderada (Colpita, Cosapilla) y 5 derivaciones hacia los poblados faltantes. En la tabla N 1, se realiza un resumen de los principales parmetros elctrico que tendr el sistema de distribucin.

    Tabla N1 Descripcin red de distribucin.

    Nota: Debido al tamao, la topologa de red ser anexada al presente informe.

    Voltaje Nominal 23 (KV) Voltaje Mximo 25,3 (KV) Frecuencia Nominal 50 (Hz) numero de Circuitos 1 numero de fases 3 Aislacin del sistema 33 KV Configuracin red de distribucin Radial Factor de Potencia 0,95 Potencia Instalada 280 (KVA) Temperatura Mxima Conductor 50 (C)

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    2.2 Transformadores de distribucin Los transformadores sern de tipo areos, estn diseados para operar a la intemperie con frecuencia nominal de 50 Hz, distribucin primaria con neutro slidamente aterrizado no-distribuido y distribucin secundaria con neutro slidamente aterrizado-distribuido. La refrigeracin ser auto-refrigerados y sumergidos en aceite. La configuracin utilizada es Dy1n de acuerdo a IEC. En la tabla N 2 y 3 se muestran las principales caractersticas de los transformadores a instalar.

    Transformador trifsico tipo areo (Schaffner) N de serie (Chujlluta) 78202 N de serie (Visviri 1) 78203 N de serie (Visviri 2) 78205

    N de serie (Cosapilla) 78204 Potencia 45 KVA Conexin Dyn1

    Fases 3 Frecuencia 50 Hz

    Elevacin de temp. 65 C Tipo de Fluido Aceite

    Voltaje Prim./Sec. 23 / 0,4-0,231 KV impedancia 3,84%

    Tipo de ventilacin ONAN BIL 125 KV Peso 530 Kg

    Fluido 149 lts Niveles de voltaje y corriente del transformador

    Voltaje (V) Corriente (A) 23000 1,13

    400-231 64,95 Conmutador

    Posicin Voltaje (V) 1 24150 2 23575 3 23000 4 22425 5 21850

    Tabla N 2 Caractersticas tcnicas del Transformador 45 KVA

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    Transformador trifsico tipo areo (Schaffner) N de serie (Nasahuento) 78201 N de serie (Ancopujo) 78198 N de serie (Guacollo) 78200 N de serie (Colpita) 78199

    Potencia 25 KVA Conexin Dyn1

    Fases 3 Frecuencia 50 Hz

    Elevacin de temp. 65 C Tipo de Fluido Aceite

    Voltaje Prim./Sec. 23 / 0,4-0,231 KV impedancia 3,87%

    Tipo de ventilacin ONAN BIL 125 KV Peso 380 Kg

    Fluido 130 lts Niveles de voltaje y corriente del transformador

    Voltaje (V) Corriente (A) 23000 0,62

    400-231 36,08 Conmutador

    Posicin Voltaje (V) 1 24150 2 23575 3 23000 4 22425 5 21850

    Tabla N 3 Caractersticas tcnicas del Transformador 25 KVA.

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    2.3 Calculo de Corrientes de cortocircuito (,) Para un correcto dimensionamiento de los fusibles, se calcularn las corrientes de cortocircuito en todas las barras del sistema de distribucin de media y baja tensin. El programa utilizado para este clculo es Digsilent Power Factory. En el cual, se modelar la red estudiada y se simularan cortocircuitos trifsicos y monofsicos segn la norma IEC 60909 en las barras de la red del sistema. En los Anexos 1 Clculo de corrientes de cortocircuito trifsico y el Anexos 2 Calculo de corrientes de cortocircuito Monofsicas se pueden ver los valores de las corrientes de cortocircuitos calculadas por barra.

    Barra sistema Corriente cortocircuito trifsica (A) Corriente cortocircuito Monofsica (A) Ext MT 1200 (A) 1199 (A) 1 MT 1198 (A) 1196 (A) 2 MT 359 (A) 287 (A) 3 BT 921 (A) 999 (A) 4 MT 351 (A) 281 (A) 5 MT 273 (A) 216 (A) 6 BT 909 (A) 990 (A) 7 MT 333 (A) 265 (A) 8 BT 1605 (A) 1698 (A) 9 MT 306 (A) 243 (A) 10 BT 914 (A) 994 (A) 11 MT 238 (A) 187 (A) 12 BT 1218 (A) 1242 (A) 13 MT 215 (A) 169 (A) 14 BT 1543 (A) 1658 (A) 15 MT 167 (A) 130 (A) 16 BT 1496 (A) 1626 (A) 17 BT 1496 (A) 1626 (A)

    Tabla N 4 Corrientes de cortocircuito trifsicas y monofsicas.

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    3 Fusibles En los sistemas de distribucin areos, ms del 80% de las fallas son transitorias y desaparecen en algunos segundos. Por lo tanto, ya que el mayor porcentaje desaparecern sin daar el servicio a los usuarios, los fusibles son la alternativa ms sencilla y econmica. Comnmente, los fusibles se emplean al inicio de la lnea troncal y tambin en las ramificaciones laterales, ya que estos operan en caso de fallas permanentes e indicaran con gran precisin el sector donde ocurri la anomala, ayudando a restablecer el suministro de manera mas eficiente y rpida, facilitando la administracin de la red a la empresa distribuidora encargada del sistema.

    3.1 Tipos de fusibles MT Los fusibles de alta tensin empleados en sistemas de distribucin elctrica son normalmente de expulsin, lquidos o limitadores de corriente. Los fusibles utilizados para proteger la red de media tensin y los equipos sern los de tipo expulsin llamados seccionadores fusibles. Esto se debe a que cuando operan despejando una falla caen, lo que facilita la identificacin del sector fallado, disminuyendo el tiempo de fuera de servicio del sector mencionado. El fusible que se instalar en este sistema ser el fusible lento, tipo T. Esto se debe a que sus curvas se asemejan a las curvas de calentamiento de los transformadores y por tal motivo, pueden usarse convenientemente en todo esquema de proteccin de sobrecorriente. En el anexo 3 se muestran las curvas caractersticas de Tiempos mximos de fusin y Tiempos mnimos de fusin para diferentes capacidades de los fusibles tipo T.

    3.2 Dimensionamiento de los fusibles tipo T para transformadores. Para la correcta proteccin de los transformadores se utilizaran 4 criterios para escoger el calibre del fusible a utilizar.

    3.2.1 Margen de seguridad Los fusibles deben ser capaces de soportar sin quemarse la corriente nominal del transformador incrementada en un margen de seguridad que permita sobrecargas controladas. Los fusibles deben ser capaces de soportar 1,5 la corriente nominal en forma permanente.

    !"#$%&"&'" !"#$%&' = 1,53 !! - Transformador 45 KVA

    !"#$%&"&'" !"#$%&' = 45 1,53 23 0,95 = 1,78

    - Transformador 25 KVA

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    !"#$%&"&'" !"#$%&' = 25 1,53 23 0,95 = 0,99 3.2.2 Corriente Irrush Los fusibles deben ser capaces de soportar la corriente de magnetizacin "Irrush durante por lo menos 0,1 s. Esta corriente ser del orden de 10-12 veces la corriente nominal del transformador.

    !""#$! = 103 !! - Transformador 45 KVA

    !""#$! = 45 103 23 0,95 = 11,78

    - Transformador 25 KVA

    !""#$! = 25 103 23 0,95 = 6,52 3.2.3 Condicin 1 Los fusibles deben quemarse para una corriente igual o superior a 6 veces la corriente nominal del transformador.

    !"#$%&%"# ! = 63 !!

    - Transformador 45 KVA

    !"#$%&%"# ! = 45 63 23 0,95 = 7,13

    - Transformador 25 KVA

    !"#$%&%"# ! = 25 63 23 0,95 = 3,96

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    3.2.4 Condicin 2 Los fusibles deben quemarse para una corriente dentro de los tiempos establecidos por las normas ASA y NEMA para las corrientes efectivas mximas de cortocircuito simtricas.

    Para transformadores Z%

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    Imagen N 2 Criterio en funcin de la grafica.

    Segn estos parmetros, el transformador de 45 KVA tendr un fusible 2T y el de 25 KVA tendr uno de 1T. A continuacin, mediante al programa de coordinacin de protecciones Coordinaide de S&C se obtuvieron las graficas N1 y N2 donde se muestran las curvas de los transformadores en conjunto con la proteccin elegida, comprobando la proteccin.

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    Grafica N1 Transformador de 45 KVA en conjunto con 2T

    Criterio 4: Corriente 29,7 (A) en 2 seg

    Criterio 2: Corriente Irrush 11,78 (A) en 0,1seg

    Criterio 1: Seguridad 1,78 (A)

    Criterio 3: Corriente 7,13 (A)

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    Datos introducidos al programa.

    1) DEVICE# 1: Fuse Link Manufacturer: Cooper (Kearney) Speed: T Ampere Rating: 2T 2) DEVICE# 2: Transformer (Damage Curve) Connection: Delta-Grd.Y Primary_kV/Full Load Amps: 23/1.13 Secondary_kV/Full Load Amps: .4/64.95 Xfmr Rating: 45kVA Impedence: 3.9% Phase-Grd. Fault Current: 351A Phase-Grd. TPI: 803% 3-Phase Fault Current: 26.76A 3-Phase TPI: 2955% Magnetizing Inrush: @ .01 Second = 28.24A @ .10 Second = 13.56A Cold-Load Pickup Inrush: @ 1 Second = 6.78A @ 10 Seconds = 3.39A @ 900 Seconds = 2.26A

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    Grafica N2 Transformador de 25 KVA en conjunto con 1T

    Criterio 4: Corriente 16,51 (A) en 2 seg

    Criterio 2: Corriente Irrush 6,52 (A) en 0,1seg

    Criterio 1: Seguridad 0,99 (A)

    Criterio 3: Corriente 3,96 (A)

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    Datos introducidos al programa.

    1) DEVICE# 1: Fuse Link Manufacturer: Cooper (Kearney) Speed: T Ampere Rating: 1T 2) DEVICE# 2: Transformer (Damage Curve) Connection: Delta-Grd.Y Primary_kV/Full Load Amps: 23/.63 Secondary_kV/Full Load Amps: .4/36.08 Xfmr Rating: 25kVA Impedence: 3.8% Phase-Grd. Fault Current: 351A 3-Phase Fault Current: 15.77A 3-Phase TPI: 977% Magnetizing Inrush: @ .01 Second = 15.69A @ .10 Second = 7.53A Cold-Load Pickup Inrush: @ 1 Second = 3.77A @ 10 Seconds = 1.88A @ 900 Seconds = 1.26A

    3.3 Dimensionamiento Fusibles NH para transformadores Los fusibles NH poseen una gran capacidad de ruptura, adems de limitar la corriente que circula por el transformador. De acuerdo a las tablas proporcionadas por el fabricante y el criterio DNAD-3650 Chilectra S.A.

    Fusible NH transformador 25 KVA

    Para un potencia de 25 KVA el fusible deber ser NH40 de tamao 00. Las caractersticas de funcionamiento es la siguiente:

    TVS (seg) tiempo

    IP (A) GL 40

    0,01 730 1 200

    1000 61 Tabla N 6 - Tiempo de funcionamiento fusible NH40

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    Fusible NH transformador 45 KVA

    Para un potencia de 45 KVA el fusible deber ser NH63 de tamao 00. Las caractersticas de funcionamiento es la siguiente:

    TVS (seg) tiempo

    IP (A) GL 40

    0,01 1100 1 360

    1000 100 Tabla N 7 - Tiempo de funcionamiento fusible NH63

    En el anexo 5 se encuentran las curvas caractersticas t/i y limitacin de corriente de los fusibles NH.

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    3.4 Fusibles red de distribucin Como se menciono anteriormente, los fusibles se emplearan al inicio de la lnea troncal y tambin en las ramificaciones. El criterio utilizado para la proyeccin de fusibles tipo T para la lnea ser la corriente de cortocircuito trifsica (corriente de falla ms alta) en el punto de conexin, debido a que la corriente de carga permanente es muy pequea, al igual que la corriente a plena carga del sistema, no cumpliendo con las corrientes mximas de cortocircuito para fusibles de esas dimensiones.

    - Inicio de la red La corriente de cortocircuito trifsico al inicio de la red Barra Ext. es de 1200 (A), por lo tanto se dimensionar un fusible tipo 50T.

    - Seccionamiento lnea 1 (KM 19 carretera) La corriente de cortocircuito trifsico en la lnea 1 (a la mitad de la lnea) es de 506 (A), por lo tanto se dimensionar un fusible tipo 30T.

    - Seccionamiento lnea 4 (desde la derivacin Colpita hasta Chujlluta) La corriente de cortocircuito trifsico en la lnea 4 (a la mitad de la lnea) es menor a 328 (A), por lo tanto se dimensionar un fusible tipo 20T.

    - Seccionamiento lnea 6 (desde Ancopujo hasta Guacollo) La corriente de cortocircuito trifsico en la lnea 6 (a la mitad de la lnea) es de 266 (A), por lo tanto se dimensionar un fusible tipo 12T.

    - Seccionamiento lnea 8 (desde Guacollo hasta Visviri) La corriente de cortocircuito trifsico en la lnea 8 (a la mitad de la lnea) es de 197 (A), por lo tanto se dimensionar un fusible tipo 8T.

    - Derivacin Colpita La corriente de cortocircuito trifsico en la primera ramificacin (Colpita) es de 345 (A), por lo tanto se dimensionar un fusible tipo 15T.

    - Derivacin Cosapilla La corriente de cortocircuito trifsico en la segunda ramificacin (Cosapilla) es de 238 (A), por lo tanto se dimensionar un fusible tipo 8T.

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    4 Esquema de proteccin general El esquema de proteccin general utilizado para proteger la totalidad de la red de media tensin y los transformadores de distribucin que se instalarn en ella, debido a su tamaa se adjuntar aparte del presente informe.

    5 Criterios para la coordinacin de fusibles tipo T Para una correcta coordinacin entre los fusibles es necesario considerar para cada equipo de proteccin una zona de operacin. A continuacin, se aplicaran los siguientes criterios para coordinar los fusibles:

    5.1 El tiempo mximo de aclaramiento El tiempo mximo de despegue de un fusible no debe exceder el 75% del tiempo mnimo de fusin del fusible que le da respaldo. !"#!"" 0,75 !"#.!" Segn las tablas de coordinacin de fusibles (Anexos 3 tablas de coordinacin de fusibles tipo T), las cuales indican los valores mximos de corriente de falla para los fusibles T (Nomas EEI-NEMA) coordinaran con cada uno de los otros fusibles del mismo tipo. Por ende, los fusibles proyectados tipo 50, 30T, 20T, 15T, 12T, 8T 2T y 1T operaran sin problemas para las corrientes mximas de falla del actual sistema.

    5.2 Corriente de carga La corriente de carga en el punto donde se aplica el fusible no debe exceder la capacidad de corriente permanente que soporta el fusible. !"##$%&'% !"#$%&"&'" < 1,5 !"#.!"#$%&' Como los fusibles se dimensionaron para corriente mayores a las cargas permanentes, este criterio se cumplira.

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    6 Coordinacin de fusibles Para comprobar la coordinacin entre los fusibles, se simularan diferentes casos tipo, considerando las corrientes de cortocircuitos trifsicos o monofsico (Segn el caso ms desfavorable) como corrientes de falla obtenidas por el programa de modelacin de flujo de potencia Power Factory Digsilent. Las simulaciones de coordinacin de protecciones se realizaran en el programa anteriormente mencionado coordinaide de S&C. Los casos son los siguientes:

    6.1 Falla lnea L1 La falla ocurre a km del origen de la lnea, las corrientes de cortocircuito son las siguientes:

    Corriente cortocircuito trifsico : 506 (A) Corriente cortocircuito monofsico : 480 (A)

    La simulacin se realizar con la corriente de cortocircuito trifsica. Segn el grafico N 3

    coordinacin fusible 30T-50T, el tiempo de aclaramiento no excede el tiempo mnimo de fusin del

    fusible que le da respaldo, por ende, existira coordinacin

    !"#!"" 0,75 !"#.!" 0,403 0,522

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    Grafico N3 Coordinacin fusible 30T-15T

    Tiempo mnimo de fusin del fusible de respaldo 50T 0,697

    Tiempo Mximo de aclaramiento del fusible respaldado 30T 0,403

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    6.2 Falla barra 2 La corriente de cortocircuito en la barra son las siguientes:

    Corriente cortocircuito trifsico : 352 (A) Corriente cortocircuito monofsico : 281 (A)

    La simulacin se realizar con la corriente de cortocircuito trifsica como se menciono

    anteriormente. Segn el grafico N4 coordinacin fusible entre fusibles 1T-30T-50T, el fusible 1T

    despejara la falla en 0,0134. El fusible 30T dar respaldo al 1T aclarando la falla en 0,837 sg. El

    fusible 50T dar respaldo al 30T despejando la falla en un tiempo mximo de 2,52 seg.

    Grafico N4 Coordinacin fusible 1T-30T-50T

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    6.3 Falla barra 5 La corriente de cortocircuito en la barra son las siguientes:

    Corriente cortocircuito trifsico : 273 (A) Corriente cortocircuito monofsico : 216 (A)

    La simulacin se realizar con la corriente de cortocircuito trifsica. Segn el grafico N 5

    coordinacin fusible 1T-15T, el tiempo de aclaramiento no excede el tiempo mnimo de fusin del

    fusible que le da respaldo, por ende, existira coordinacin. !"#!"" 0,75 !"#.!" 0,026 0,156

    Grafico N5 Coordinacin fusible 1T-15T

    6.4 Falla Lnea 4 La corriente de cortocircuito ocurre a la mitad de la lnea 4:

    Tiempo mnimo de fusin del fusible de respaldo 15T 0,209

    Tiempo Mximo de aclaramiento del fusible respaldado 1T 0,026

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    Corriente cortocircuito trifsico : 337 (A) Corriente cortocircuito monofsico : 275 (A)

    La simulacin se realizar con la corriente de cortocircuito trifsica. Segn el grafico N6

    coordinacin fusible 20T-30T, el tiempo de aclaramiento no excede el tiempo mnimo de fusin del

    fusible que le da respaldo, por ende, existira coordinacin. !"!!"" 0,75 !"#.!" 0,326 0,446

    Grafico N6 Coordinacin fusible 20T-30T

    6.5 Falla lnea L6 La falla ocurre a la mitad de la lnea 6, las corrientes de cortocircuito son las siguientes:

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    Corriente cortocircuito trifsico : 227(A) Corriente cortocircuito monofsico : 214 (A)

    La simulacin se realizar con la corriente de cortocircuito trifsica. Segn el grafico N7

    coordinacin fusible 12T-20T, el tiempo de aclaramiento no excede el tiempo mnimo de fusin del

    fusible que le da respaldo, por ende, existira coordinacin. !"#!"" 0,75 !"#.!" 0,259 0,38

    Grafico N7 Coordinacin fusible 12T-20T

    6.6 Falla barra 13 La corriente de cortocircuito en la barra son las siguientes:

    Corriente cortocircuito trifsico : 215 (A)

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    Corriente cortocircuito monofsico : 169 (A)

    La simulacin se realizar con la corriente de cortocircuito trifsica. Segn el grafico N8

    coordinacin fusible 2T-8T, el tiempo de aclaramiento no excede el tiempo mnimo de fusin del

    fusible que le da respaldo, por ende, existira coordinacin. !"#!"" 0,75 !"#.!" 0,01 0,0,044

    Grafico N8 Coordinacin fusible 2T-8T

    6.7 Falla lnea 8 La falla ocurre llegando a Chujlluta, las corrientes de cortocircuito son las siguientes:

    Corriente cortocircuito trifsico : 167 (A)

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    Corriente cortocircuito monofsico : 130 (A)

    La simulacin se realizar con la corriente de cortocircuito trifsica. Segn el grafico N9

    coordinacin fusible 8T-12T, el tiempo de aclaramiento no excede el tiempo mnimo de fusin del

    fusible que le da respaldo, por ende, existira coordinacin. !"#!"" 0,75 !"#.!" 0,158 0,24

    Grafico N9 Coordinacin fusible 15T-2T

    6.8 Falla barra 8 Falla baja tensin La corriente de cortocircuito en la barra son las siguientes:

    Corriente cortocircuito trifsico Lado BT : 1616 (A)

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    Corriente cortocircuito monofsico BT : 1713 (A) Corriente cortocircuito trifsico MT : 302 Corriente cortocircuito monofsico MT : 261(A)

    La simulacin se realizar con la corriente de cortocircuito trifsico. Segn el grafico N10 el

    fusible NH63 se activar en un tiempo menor a 0,01 seg. El fusible 2T respaldar la falla en un

    tiempo mximo de 0,022 sg.

    Grafico N10 Coordinacin fusible

    6.9 Falla barra 3 La corriente de cortocircuito en la barra son las siguientes:

    Corriente cortocircuito trifsica BT

    Corriente cortocircuito trifsica MT

    Nota: Multiplicar eje X (Current in

    amps por 10)

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    Corriente cortocircuito trifsico Lado BT : 921 (A) Corriente cortocircuito monofsico BT : 999 (A) Corriente cortocircuito trifsico MT : 351 (A) Corriente cortocircuito monofsico MT : 281(A)

    La simulacin se realizar con la corriente de cortocircuito monofasico. Segn el grafico N11 el

    fusible NH40 despejara la falla en un tiempo menor a 0,01 seg. El fusible 1T respaldar la falla en

    un tiempo mximo de 0,025 sg.

    Grafico N11 Coordinacin fusible

    Corriente cortocircuito Monofsica BT

    Corriente cortocircuito Monofsica MT

    Nota: Multiplicar eje X (Current in

    amps por 10)

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    6.10 Coordinacin de fusibles tipo T tablas de coordinacin Las tablas de coordinacin, tienen como base las curvas de aclaramiento de los fusibles y suponen ser el 75% del tiempo de las curvas de tiempo mnimo de fusin de los fusibles que dan respaldo. Como se menciono anteriormente, estas tablas indican los valores mximos de corriente de falla para las cuales los fusibles coordinaran con cada uno de los otros fusibles. A continuacin, comprobaremos la coordinacin entre los fusibles utilizados en el proyecto con la ayuda de la tabla de coordinacin para los fusibles tipo T (Anexos N 4).

    6.10.1 Coordinacin Fusibles 1T 15T Segn la tabla, el fusible 1T (respaldado) coordinar con el fusible que le da respaldo 15T para una corriente de falla mxima de 950 (A). La corriente mxima de cortocircuito para esta combinacin de fusibles se encuentra en la barra 2, con un valor de 359 (A). Por ende, existira coordinacin entre ellos.

    6.10.2 Coordinacin Fusibles 1T 30T Segn la tabla, el fusible 1T (respaldado) coordinar con el fusible que le da respaldo 30T para una corriente de falla mxima de 1930 (A). La corriente mxima de cortocircuito para esta combinacin de fusibles se encuentra en la barra 2, con un valor de 359 (A). Por ende, existira coordinacin entre ellos.

    6.10.3 Coordinacin Fusibles 2T 15T Segn la tabla, el fusible 2T (respaldado) coordinar con el fusible que le da respaldo 15T para una corriente de falla mxima de 950 (A). La corriente mxima de cortocircuito para esta combinacin de fusibles se encuentra en la barra 7, con un valor de 333 (A). Por ende, existira coordinacin entre ellos.

    6.10.4 Coordinacin Fusibles 15T 30T Segn la tabla, el fusible 15T (respaldado) coordinar con el fusible que le da respaldo 30T para una corriente de falla mxima de 1750 (A). La corriente mxima de cortocircuito se encuentra al inicio de la red 1200 (A). Por ende, existira coordinacin entre ellos.

    6.10.5 Coordinacin Fusibles 20T 30T Segn la tabla, el fusible 20T (respaldado) coordinar con el fusible que le da respaldo 30T para una corriente de falla mxima de 1150 (A). superior a la mxima corriente de cortocircuito del sistema (Inicio de la red)

    6.10.6 Coordinacin Fusibles 30T 50T Segn la tabla, el fusible 30T (respaldado) coordinar con el fusible que le da respaldo 50T para una corriente de falla mxima de 1500 (A). La corriente mxima de cortocircuito al inicio de la red es de 1200 (A). Por ende, existira coordinacin entre ellos.

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    6.10.7 Coordinacin Fusibles 12T 20T Segn la tabla, el fusible 12T (respaldado) coordinar con el fusible que le da respaldo 20T para una corriente de falla mxima de 770 (A). La corriente mxima que deber despejar el fusible 12T es de 238 A (A). Por ende existira coordinacin.

    6.10.8 Coordinacin Fusibles 8T 12T Segn la tabla, el fusible 8T (respaldado) coordinar con el fusible que le da respaldo 12T para una corriente de falla mxima de 480 (A). La corriente mxima que deber despejar el fusible 8T es inferior a 238 (A). Por ende existira coordinacin.

    6.10.9 Coordinacin Fusibles 2T 8T Segn la tabla, el fusible 2T (respaldado) coordinar con el fusible que le da respaldo 8T para una corriente de falla mxima de 395 (A). La corriente mxima que deber despejar el fusible 2T es inferior a 215 (A). Por ende existira coordinacin.

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    7 Especificacin de los fusibles Las caractersticas tcnicas que deben tener los fusibles de expulsin para proteger la red de media tensin es la siguiente:

    Especificacin de los fusibles

    Fusible Corriente (A) Nivel de voltaje (KV) Imin. 300 seg Imax. 300 seg

    1T 1 35 2 2.4 2T 2 35 4 4.8 8T 8 35 15 18

    12T 12 35 25 30 15T 15 35 31 37.2 20T 20 35 39 47 30T 30 35 63 76 50T 50 35 101 121

    Tabla N6 - especificacin tcnica de los fusibles T

    Especificacin de los fusibles

    Fusible Imin. 10 seg Imax. 10 seg Imin. 0,1 seg Imax. 0,1 seg

    1T - 11 - 100 2T - 11 - 100 8T 34,5 52 296 355

    12T 25 30 88 466 15T 44,5 67 88 466 20T 57 85 496 595 30T 93 138 812 975 50T 152 226 1310 1570

    Tabla N 6- especificacin tcnica de los fusibles T

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    Especificacin de los fusibles

    Fusible NH40 NH63

    Corriente (A) 40 63 Voltaje (V) 400 400 Clase gTr gTr Tamao NH 1 NH 1

    Capacidad de ruptura (KV) 120 120

    Tabla N 7- especificacin tcnica de los fusibles NH

    Los fusibles deben estar fabricados segn norma ANSI C37.41-42.

    La cantidad de fusibles es la siguiente:

    Fusible Cantidad

    1T 4 2T 4 8T 2

    12T 1 15T 1 20T 1 30T 1 50T 1

    NH40 4 NH63 4

    Tabla N 8- especificacin tcnica de los fusibles

    Los fusibles tipo NH, estarn montados en una base porta fusibles unipolar de 500V y 160 A. Deber otorgar Proteccin total contra riesgo de contacto, rpida instalacin y extraccin de energa. Fabricado segn las normas DIN 43623 / VDE 0636-21.

    Los fusibles tipo tipo T, estarn montados en una base porta fusibles unipolar de 36KV. Deber Fabricado segn las normas VDE 0670 , DIN 43625, IEC 60282-1.

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    8 Conclusiones Se puede concluir mediante el presente estudio que los fusibles estn coordinados segn los grficos obtenidos y las tablas de coordinacin para fusibles tipo T, asegurando una correcta coordinacin entre ellos.

    Para otorgar mayor selectividad, proteccin y facilitar la mantencin de la lnea a la empresa encargada de administrarla, se proyectaron seccionadores fusibles en los tramos de lneas con mas separacin entre pueblos, seccionando la lnea en caso de fallas, para no perder toda la carga.

    Las protecciones de los transformadores fueron dimensionadas de acuerdo a los cuatro criterios mencionados anteriormente y comprobados mediante a las curvas de sobre-corriente.

    Se utilizar fusibles NH tamao 01 para proteger los transformadores frente a fallas de sobretensin.

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    Anexo 1 diagrama del circuito para corrientes de cortocircuito trifsicas

    Diagrama parte N1 corrientes de cortocircuito trifsicas

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    Diagrama parte N2 - corrientes de cortocircuito trifsicas

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    Anexo 2 diagrama del circuito para corrientes de cortocircuito monofsicas

    Diagrama parte N1 - corrientes de cortocircuito monofsicas

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    Diagrama parte N2 - corrientes de cortocircuito monofsicas

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    Anexo 3 - Curvas fusibles tipo T

    Imagen N 5 - Tiempos mnimos de fusin

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    Imagen N 6 - Tiempos mximos de aclaramiento

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    Anexos 4 Curvas caractersticas de fusibles NH

    Imagen N 7 Caracterstica de T/I

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    Imagen N 8 Limitacin de corriente

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    Anexo 5 Tablas de coordinacin para fusibles T