Calculo de Pararrayos

Gigawatt Ingenieros

DIMENSIONAMIENTO DE PARARRAYOS 1.- Parámetros Ambientales y Eléctricos del Sistema. Nivel 10 kV

Descripción

Valor 10 10.5 12 145 100

Tension Nominal del Sistema Tension Maxima del Sistema Tension Maxima Asignada al Equipo Tension Maxima de Diseno de Equipo Altura de Instalacion del Equipo

Unidad kV kV kV kV m.s.n.m.

2.- Calculando la Maxima Tension de Operacion Continua (MCOV o Uc) MCOV es el maximo valor eficaz de la tension alterna admisible que puede aplicarse continuamente entre los terminales de un pararrayo.

MCOV ≥k m×

1 . 05×U s

Tipo de Aterramiento del Neutro:

√3

MCOV =

10.49

TOV =

6.06

Sistema con Neutro Aislado

3.- Calculando la Sobretension Temporal (TOV)

TOV ≥ ke×

1, 05×U s

√3

4.- Calculando el Rating del Pararrayos (Ur) La tension nominal de pararrayos Ur es la mayor entre Ur1 y Ur2 Utilizando la Tension de Operacion Continua (Uc).

U r 1=

1 ×U c ko

Ur1 =

13.11 Ur =

1 U r 2= ×TOV kt

Ur2 =

13.11

4.52

Se seleecciona la tension nominal del pararrayos Ur normalizado al inmediato superior del determinado inicialmente. Tension Nominal Ur - Clase 2

Tension Nominal Ur - Clase 3

Nivel de Tension (kV)

Calculado

Seleccionado

Nivel de Tension (kV)

Calculado

Seleccionado

10

15

15

10

15

15

Ur seleccionado 15

Ures 38.7

W'-Clase 3 1.05

Ures/Ur-Clase 3 2.58

5.- Calculo de la Capacidad de Absorcion de Energia y Seleccion de Clase de Descarga Ures es el valor cresta de la tension que aparece entre los bornes de un pararrayos al paso de la corriente de descarga asignada de 10 kA. Clase 2

Ur seleccionado 15

Ures 41.4

Clase 3

Los parámetros de la Tabla siguiente muestran el incremento de la clase de descarga del pararrayos conforme se incrementa la corriente de descarga, teniendo proporción entre la tensión residual de impulso por maniobra y la tensión nominal.

Clase 2

W'-Clase 2 1.01

Ures/Ur-Clase 2 2.76

Clase 3

Gigawatt Ingenieros

DIMENSIONAMIENTO DE PARARRAYOS Clase 2

* Dada la tabla determinar la clase a la cual pertenece:

La Capacidad de Absorcion Especifica esta dado por: W=

15.18 kJ

6.- Caracteristicas de Proteccion de los Pararrayos (FOW, LPL y SPL)

Parametros FOW LPL (10 kA) SPL (0.5 kA)

Nivel de Tension 10 kV 44.2 41.4 32.4

-----------------> Valor mas alto de descarga a 0.5 us.

7.- Calculo de la resistencia de aislamiento del equipo (BIL, BLS, CWW)

Parametros

Nivel de Tension 10 kV

BIL

75

BSL 0.83xBIL

62.25

CWW 1.10xBIL

82.5

-----------------> Nivel de Aislamiento a Impulso Tipo Rayo.

8.- Evaluacion de Coordinacion de Aislamiento. La coordinacion de aislamiento es evaluada en base al margen entre la resistencia del aislamiento del equipo (interno) y la tension de descarga en los terminales del equipo. Los siguientes margenes son ratios de proteccion para sobretensiones del tipo rayo ( PRl1 y PRl2) y para sobretensiones por maniobra (PRs), los cuales deben cumplir los siguientes lineamientos:

Parametros PRL1 PRL2 PRS

Nivel de Tension 10 kV 1.87 1.81 1.92

Si Cumple Si Cumple Si Cumple

9.- Conclusion, Los Pararrayos a ser Instalados deberán tener las siguientes Características Técnicas. Rating Ur del Pararrayo Tension Maxima de Operacion Continua (MCOV) Tension Soportada de Corta Duracion a Frecuencia Industrial (TOV) Tension Soportada a Impulso Tipo Rayo 10 kA (8/20 us) Corriente de Descarga Capacidad min de Disipacion de Energia Clase de Descarga

15 kV 10.49 kV 6.06 kV 41.4 kV 10 kA 1.01 kJ/kV 2

Gigawatt Ingenieros

DIMENSIONAMIENTO DE PARARRAYOS 1.- Parámetros Ambientales y Eléctricos del Sistema.

Descripción

Valor 22.9 24.05 24 145 100

Tension Nominal del Sistema Tension Maxima del Sistema Tension Maxima Asignada al Equipo Tension Maxima de Diseno de Equipo Altura de Instalacion del Equipo

Nivel 22.9 kV Unidad kV kV kV kV m.s.n.m.

2.- Calculando la Maxima Tension de Operacion Continua (MCOV o Uc) MCOV es el maximo valor eficaz de la tension alterna admisible que puede aplicarse continuamente entre los terminales de un pararrayo.

MCOV ≥k m×

1 . 05×U s

Tipo de Aterramiento del Neutro:

√3

MCOV =

13.88

TOV =

19.44

Sistema con Neutro Aterrado

3.- Calculando la Sobretension Temporal (TOV)

TOV ≥ ke×

1, 05×U s

√3

4.- Calculando el Rating del Pararrayos (Ur) La tension nominal de pararrayos Ur es la mayor entre Ur1 y Ur2 Utilizando la Tension de Operacion Continua (Uc).

U r 1=

1 ×U c ko

Ur1 =

17.35 Ur =

1 U r 2= ×TOV kt

Ur2 =

17.35

13.89

Se seleecciona la tension nominal del pararrayos Ur normalizado al inmediato superior del determinado inicialmente. Nivel de Tension (kV) 22.9

Tension Nominal Ur - Clase 2 Calculado

Seleccionado

18

18

Nivel de Tension (kV) 22.9

Tension Nominal Ur - Clase 3 Calculado

Seleccionado

18

18

5.- Calculo de la Capacidad de Absorcion de Energia y Seleccion de Clase de Descarga Ures es el valor cresta de la tension que aparece entre los bornes de un pararrayos al paso de la corriente de descarga asignada de 10 kA. Clase

Ur seleccionado

Ures

Clase

Ur seleccionado

Ures

2

18

49.8

3

18

46.6

W'-Clase 3 1.01

Ures/Ur-Clase 3 2.59

Los parámetros de la Tabla siguiente muestran el incremento de la clase de descarga del pararrayos conforme se incrementa la corriente de descarga, teniendo proporción entre la tensión residual de impulso por maniobra y la tensión nominal.

Clase 2

W'-Clase 2 1.00

Ures/Ur-Clase 2 2.77

Clase 3

Gigawatt Ingenieros

DIMENSIONAMIENTO DE PARARRAYOS * Dada la tabla determinar la clase a la cual pertenece:

Clase 2

La Capacidad de Absorcion Especifica esta dado por: W=

17.98 kJ

6.- Caracteristicas de Proteccion de los Pararrayos (FOW, LPL y SPL)

Parametros FOW LPL (10 kA) SPL (0.5 kA)

Nivel de Tension 22.9 kV 53 49.8 39

-----------------> Valor mas alto de descarga a 0.5 us.

7.- Calculo de la resistencia de aislamiento del equipo (BIL, BLS, CWW)

Parametros

Nivel de Tension 22.9 kV

BIL

125

BSL 0.83xBIL

103.75

CWW 1.10xBIL

137.5

-----------------> Nivel de Aislamiento a Impulso Tipo Rayo.

8.- Evaluacion de Coordinacion de Aislamiento. La coordinacion de aislamiento es evaluada en base al margen entre la resistencia del aislamiento del equipo (interno) y la tension de descarga en los terminales del equipo. Los siguientes margenes son ratios de proteccion para sobretensiones del tipo rayo ( PRl1 y PRl2) y para sobretensiones por maniobra (PRs), los cuales deben cumplir los siguientes lineamientos:

Parametros PRL1 PRL2 PRS

Nivel de Tension 22.9 kV 2.59 2.51 2.66

Si Cumple Si Cumple Si Cumple

9.- Conclusion, Los Pararrayos a ser Instalados deberan tener las siguientes Caracteristicas Tecnicas. Rating Ur del Pararrayo Tension Maxima de Operacion Continua (MCOV) Tension Soportada de Corta Duracion a Frecuencia Industrial (TOV) Tension Soportada a Impulso Tipo Rayo 10 kA (8/20 us) Corriente de Descarga Capacidad min de Disipacion de Energia Clase de Descarga

18 kV 13.88 kV 19.44 kV 49.8 kV 10 kA 1 kJ/kV 2

Gigawatt Ingenieros

DIMENSIONAMIENTO DE PARARRAYOS

Gigawatt Ingenieros

DIMENSIONAMIENTO DE PARARRAYOS 1.- Parámetros Ambientales y Eléctricos del Sistema.

Descripción

Valor 22.9 24.05 24 145 100

Tension Nominal del Sistema Tension Maxima del Sistema Tension Maxima Asignada al Equipo Tension Maxima de Diseno de Equipo Altura de Instalacion del Equipo

Nivel 22.9 kV Unidad kV kV kV kV m.s.n.m.

2.- Calculando la Maxima Tension de Operacion Continua (MCOV o Uc) MCOV es el maximo valor eficaz de la tension alterna admisible que puede aplicarse continuamente entre los terminales de un pararrayo.

MCOV ≥k m×

1 . 05×U s

Tipo de Aterramiento del Neutro:

√3

MCOV =

13.88

TOV =

19.44

Sistema con Neutro Aterrado

3.- Calculando la Sobretension Temporal (TOV)

TOV ≥ ke×

1, 05×U s

√3

4.- Calculando el Rating del Pararrayos (Ur) La tension nominal de pararrayos Ur es la mayor entre Ur1 y Ur2 Utilizando la Tension de Operacion Continua (Uc).

U r 1=

1 ×U c ko

Ur1 =

17.35 Ur =

1 U r 2= ×TOV kt

Ur2 =

17.35

13.89

Se seleecciona la tension nominal del pararrayos Ur normalizado al inmediato superior del determinado inicialmente. Nivel de Tension (kV) 22.9

Tension Nominal Ur - Clase 2 Calculado

Seleccionado

18

18

Nivel de Tension (kV) 22.9

Tension Nominal Ur - Clase 3 Calculado

Seleccionado

18

18

5.- Cálculo de la Capacidad de Absorción de Energía y Selección de Clase de Descarga Ures es el valor cresta de la tension que aparece entre los bornes de un pararrayos al paso de la corriente de descarga asignada de 10 kA. Clase

Ur seleccionado

Ures

Clase

Ur seleccionado

Ures

2

18

49.8

3

18

46.6

W'-Clase 3 1.01

Ures/Ur-Clase 3 2.59

Los parámetros de la Tabla siguiente muestran el incremento de la clase de descarga del pararrayos conforme se incrementa la corriente de descarga, teniendo proporción entre la tensión residual de impulso por maniobra y la tensión nominal.

Clase 2

W'-Clase 2 1.00

Ures/Ur-Clase 2 2.77

Clase 3

Gigawatt Ingenieros

DIMENSIONAMIENTO DE PARARRAYOS * Dada la tabla determinar la clase a la cual pertenece:

Clase 2

La Capacidad de Absorcion Especifica esta dado por: W=

17.98 kJ

6.- Caracteristicas de Proteccion de los Pararrayos (FOW, LPL y SPL)

Parametros FOW LPL (10 kA) SPL (0.5 kA)

Nivel de Tension 22.9 kV 53 49.8 39

-----------------> Valor mas alto de descarga a 0.5 us.

7.- Calculo de la resistencia de aislamiento del equipo (BIL, BLS, CWW)

Parametros

Nivel de Tensión 22.9 kV

BIL

145

BSL 0.83xBIL

120.35

CWW 1.10xBIL

159.5

-----------------> Nivel de Aislamiento a Impulso Tipo Rayo.

8.- Evaluación de Coordinacion de Aislamiento. La coordinacion de aislamiento es evaluada en base al margen entre la resistencia del aislamiento del equipo (interno) y la tension de descarga en los terminales del equipo. Los siguientes margenes son ratios de protección para sobretensiones del tipo rayo ( PRl1 y PRl2) y para sobretensiones por maniobra (PRs), los cuales deben cumplir los siguientes lineamientos:

Parametros PRL1 PRL2 PRS

Nivel de Tension 22.9 kV 3.01 2.91 3.09

Si Cumple Si Cumple Si Cumple

9.- Conclusión, Los Pararrayos a ser Instalados deberán tener las siguientes Características Técnicas. Rating Ur del Pararrayo Tensión Maxima de Operación Continua (MCOV) Tensión Soportada de Corta Duracion a Frecuencia Industrial (TOV) Tensión Soportada a Impulso Tipo Rayo 10 kA (8/20 us) Corriente de Descarga Capacidad min de Disipación de Energía Clase de Descarga

18 kV 13.88 kV 19.44 kV 49.8 kV 10 kA 1 kJ/kV 2

ok ok ok ok ok ok

Gigawatt Ingenieros

DIMENSIONAMIENTO DE PARARRAYOS 1.- Parámetros Ambientales y Eléctricos del Sistema.

Descripción

Valor 138 144.9 145 145 100

Tension Nominal del Sistema Tension Maxima del Sistema Tension Maxima Asignada al Equipo Tension Maxima de Diseno de Equipo Altura de Instalacion del Equipo

Nivel 138 kV Unidad kV kV kV kV m.s.n.m.

2.- Calculando la Maxima Tension de Operacion Continua (MCOV o Uc) MCOV es el maximo valor eficaz de la tension alterna admisible que puede aplicarse continuamente entre los terminales de un pararrayo.

MCOV ≥k m×

1 . 05×U s

Tipo de Aterramiento del Neutro:

√3

MCOV =

83.66

TOV =

117.12

Sistema con Neutro Aterrado

3.- Calculando la Sobretension Temporal (TOV)

TOV ≥ ke×

1, 05×U s

√3

4.- Calculando el Rating del Pararrayos (Ur) La tension nominal de pararrayos Ur es la mayor entre Ur1 y Ur2 Utilizando la Tension de Operacion Continua (Uc).

U r 1=

1 ×U c ko

Ur1 =

104.58 Ur =

1 U r 2= ×TOV kt

Ur2 =

104.58

83.66

Se seleecciona la tension nominal del pararrayos Ur normalizado al inmediato superior del determinado inicialmente. Nivel de Tension (kV) 138

Tension Nominal Ur - Clase 2 Calculado

Seleccionado

108

108

Nivel de Tension (kV) 138

Tension Nominal Ur - Clase 3 Calculado

Seleccionado

108

108

5.- Cálculo de la Capacidad de Absorción de Energía y Selección de Clase de Descarga Ures es el valor cresta de la tension que aparece entre los bornes de un pararrayos al paso de la corriente de descarga asignada de 10 kA. Clase

Ur seleccionado

Ures

Clase

Ur seleccionado

Ures

2

108

273

3

108

256

W'-Clase 3 1.88

Ures/Ur-Clase 3 2.37

Los parámetros de la Tabla siguiente muestran el incremento de la clase de descarga del pararrayos conforme se incrementa la corriente de descarga, teniendo proporción entre la tensión residual de impulso por maniobra y la tensión nominal.

Clase 2

W'-Clase 2 1.42

Ures/Ur-Clase 2 2.53

Clase 3

Gigawatt Ingenieros

DIMENSIONAMIENTO DE PARARRAYOS * Dada la tabla determinar la clase a la cual pertenece:

Clase 3

La Capacidad de Absorcion Especifica esta dado por: W=

203.05 kJ

6.- Caracteristicas de Proteccion de los Pararrayos (FOW, LPL y SPL)

Parametros FOW LPL (10 kA) SPL (0.5 kA)

Nivel de Tension 138 kV 275 256 204

-----------------> Valor mas alto de descarga a 0.5 us.

7.- Calculo de la resistencia de aislamiento del equipo (BIL, BLS, CWW)

Parametros

Nivel de Tensión 138 kV

BIL

650

BSL 0.83xBIL

539.5

CWW 1.10xBIL

715

-----------------> Nivel de Aislamiento a Impulso Tipo Rayo.

8.- Evaluación de Coordinacion de Aislamiento. La coordinacion de aislamiento es evaluada en base al margen entre la resistencia del aislamiento del equipo (interno) y la tension de descarga en los terminales del equipo. Los siguientes margenes son ratios de protección para sobretensiones del tipo rayo ( PRl1 y PRl2) y para sobretensiones por maniobra (PRs), los cuales deben cumplir los siguientes lineamientos:

Parametros PRL1 PRL2 PRS

Nivel de Tension 138 kV 2.6 2.54 2.64

Si Cumple Si Cumple Si Cumple

9.- Conclusión, Los Pararrayos a ser Instalados deberán tener las siguientes Características Técnicas. Rating Ur del Pararrayo Tensión Maxima de Operación Continua (MCOV) Tensión Soportada de Corta Duracion a Frecuencia Industrial (TOV) Tensión Soportada a Impulso Tipo Rayo 10 kA (8/20 us) Corriente de Descarga Capacidad min de Disipación de Energía Clase de Descarga

108 kV 83.66 kV 117.12 kV 256 kV 10 kA 1.88 kJ/kV 3

ok ok ok ok ok ok