Memoria de Calculo

LS-F-CON-297-EL LUIS EDUARDO SOLÍS I.E. INGENIERÍA ELÉCTRICA

30 –Abr-09

FORMATO MEMORIAS DE CÁLCULO Rev. 01 Pág. 1 de 9

Luis Eduardo Solís I.E., garantiza que lo presentado se ha realizado cumpliendo con las condiciones requeridas por el Sistema de Calidad de la empresa. Si desean expresar algún comentario les rogamos se dirijan al responsable del proceso que lo ha elaborado, o si lo prefieren, al Gerente General en la Cra. 33ª No. 40 – 50 oficina 302 edificio Office Center – Villavicencio (Meta). Teléfono: 6 62 53 74, fax: 6 62 85 13, E-mail: [email protected]

MEDIDA DE RESISTIVIDAD DEL TERRENO SUBESTACION CUMARAL 34.5kV

REVISIÓN FECHA DESCRIPCIÓN ELABORÓ APROBÓ LA SALIDA AL CLIENTE

APROBÓ CLIENTE

A 02-05-10 Revisión inicial LES IE LES MAC

FIRMAS

Nombre del documento: MEDIDA DE RESISTIVIDAD DEL TERRENO- SUBESTACION CUMARAL 34.5kV

Consecutivo del documento: LS-F-CON-C297-EL-01


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CONTENIDO

1 OBJETIVO _______________________________________________________________ 3

2 ALCANCE ________________________________________________________________ 3

3 DESARROLLO DE LA CONSULTORÍA_________________________________________ 3

3.1 MEDICIÓN DE RESISTIVIDAD DEL TERRENO ____________________________________ 5

3.2 ANALISIS DE LOS VALORES DE RESITIVIDAD TOMADOS EN TERRENO._____________ 6

4 CONCLUSIONES __________________________________________________________ 8

5 REFERENCIAS____________________________________________________________ 8


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1 OBJETIVO

Presentar al Cliente ELECTRIFICADORA DEL META SA-ESP los criterios aplicados para medir la resistividad del Terreno de la Subestación Cumaral 34.kV

2 ALCANCE

Describir la Metodología aplicada para medir la resistividad del terreno y el análisis de los valores tomados en el terreno donde actualmente existe la subestación Cumaral 34.5kV.

3 DESARROLLO DE LA CONSULTORÍA

Para efectuar la medición de la resistividad del terreno, se desplazaron hasta el lote donde se localiza la subestación Cumaral 34.5kV, los ingenieros de LES IE, los cuales realizaron las mediciones de resistividad del terreno y recolectaron la información necesaria para dicha labor, cumpliendo a cabalidad con los procedimientos para la realización trabajo seguro implementados por nuestro sistema de calidad y exigidos por el Cliente.

Las mediciones de resistividad del terreno se realizaron en la zona verde vecina al patio de conexiones 34.5kV existente, como se muestra en la Figura 1.


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FIGURA No 1

EntradaD1 Caseta de control

D2

Patio de conexiones Existente

A) Medición de Resistividad del TerrenoDISTANCIA DIRECCION 1 DIRECCION 2

Separación

entre

electrodos

a [m]

Medida

Dirección 1

[Ω.m]

Medida

Dirección 2

[Ω.m]

1 167,5 2042 258 3063 404 2804 477 2455 440 2136 343 1637 318 115,98 275 125,39 262 149,3

Notas:1. Equipo utilizado: EUROTEST 61557-MI 2086 Serie

A Restrepo ← → A Yopal

Subestación Cumaral

Se anexa certificación de calibración del equipo utilizado.


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3.1 MEDICIÓN DE RESISTIVIDAD DEL TERRENO

Para la medición de la resistividad del terreno se usó un telurómetro digital EUROTEST 61557-SERIE No. 17011191, con el método de Wenner, el cual consiste en la inyección de corriente al terreno y la medición de la tensión que aparece entre dos electrodos dispuestos en el camino de la corriente a una distancia conocida. La razón entre la corriente conocida y la tensión medida proporciona la resistencia del camino de la corriente. Conocida la distancia interelectródica se puede calcular la resistividad del terreno mediante la relación:

ρ = 2πRd donde R es la resistencia medida y d es la distancia interelectródica.

La figura 2 muestra esquemáticamente la conexión del equipo para la medición de resistividad del terreno.

Figura 2. Conexión del equipo para la medición de resistividad


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Para realizar las mediciones, se desplegaron los electrodos tomando como referencia dos (2) ejes en forma de cruz, dispuestos en la zona donde se encuentra la subestación Cumaral 34.5 kV.

En cada eje se realizaron mediciones variando la separación entre electrodos desde 1, hasta 9 metros. En total se realizaron nueve (9) mediciones por cada eje. La Figura 1 presenta la ubicación exacta de los ejes seleccionados para la medida.

Una vez se construya la malla de puesta a tierra de la subestación debe verificarse que la resistencia de puesta a tierra corresponda al valor calculado en diseño. Al interconectar todos los sistemas de puesta a tierra el valor de resistencia medido debe ser inferior. De no ser así, deben instalarse contrapesos adicionales.

3.2 ANALISIS DE LOS VALORES DE RESITIVIDAD TOMADOS EN TERRENO.

De acuerdo con la recomendación de la norma IEEE 80-2000, en su numeral 13.1 , los valores tomados en terreno se deben tabular , con el fin de determinar si el suelo tiene un comportamiento homogéneo o si es necesario asumir que el suelo es de tipo de dos capas. Un suelo se considera de tipo homogéneo , cuando los valores de resistividad tomados en terreno tiene un comportamiento uniforme es decir ,no tienen una desviación mayor al 30% respecto al valor mas alto medido. Si se encuentran valores con desviaciones mayores al 30% , se debe asumir que el suelo es de dos capas , ver Tabla No 1 : TABLA No 1

SEPARACION

Medida

Dirección 1

[Ω.m]

Medida

Dirección 2

[Ω.m]

PROMEDIO

DESVIACION

50%

MUESTRA 1

DESVIACION

50%

MUESTRA 2

DESVIACION

DEL 30% DEL

VALOR MAS

ALTO 1

DESVIACION

DEL 30% DEL

VALOR MAS

ALTO 2

1 167,5 204 185,75 -36,47 -22,63 -9,83 9,83

2 258 306 282,00 -2,15 16,06 38,90 64,74

3 404 280 342,00 53,22 6,19 117,50 50,74

4 477 245 361,00 80,91 -7,08 156,80 31,90

5 440 213 326,50 66,88 -19,22 136,88 14,67

6 343 163 253,00 30,09 -38,18 84,66 -12,25

7 318 115,9 216,95 20,61 -56,04 71,20 -37,60

8 275 125,3 200,15 4,30 -52,48 48,05 -32,54

9 262 149,3 205,65 -0,63 -43,38 41,05 -19,62

10

11

PROMEDIO 327,17 200,17 263,67

NOTA:De las desviaciones columnas E y F , hay valores con una desviacion mayor al 50% los cuales se deben descartarpara cualquier analisis estadistico. Igualmente hay valores mayores al 30% en las columnas G y H,por tal razon el suelo no es homogeneo.Es necesario un analisis de suelo de dos capas.


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El modelo de suelo de dos capas ,se representa por un suelo con una capa superior de profundidad finita y con una resistividad ρ1 y una capa inferior de profundidad infinita con una resistividad ρ2. Se grafica la curva de resistividad , asumiendo el promedio de las resistividades en las direcciones tomadas en terreno y con las distancias del cuadro de la Tabla No 2. TABLA No 2

SEPARACION

Medida

Dirección 1

[Ω.m]

Medida

Dirección 2

[Ω.m]

PROMEDIO

1 167,5 204 185,75

2 258 306 282,00

3 404 280 342,00

4 477 245 361,00

5 440 213 326,50

6 343 163 253,00

7 318 115,9 216,95

8 275 125,3 200,15

9 262 149,3 205,65

PROMEDIO 327,17 200,17 263,67 FIGURA No 3


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Se asume como ρ1 el valor mas alto de la resistividad promedio y como ρ2 el valor de la resistividad promedio menor. Se encuentra la relación ρ2/ ρ1, y de la figura No 21 de la norma IEEE 80-2000 y sobre el eje de las Y, se encuentra el valor de ρa/ ρ1 , donde ρa corresponde al valor de la resistividad aparente del suelo , y cuyo valor será la base para el cálculo de la malla de puesta a tierra.

De acuerdo con la norma IEEE 80-2000 , para suelos de dos capas se deben seleccionar las resistividades ρ1 y ρ2 , como la maxima y la minimarespectivamente . Para nuestro caso se selecciona :

ρ1= 361,00 ρ2= 185,75Se determina el valor de ρ2/ρ1 y se selecciona de la curva de la fig No 21 de la norma , el valor de ρa/ρ1 .Entonces: ρ2/ρ1= 0,5145DE la fig No 21 de la norma , para un valor de ρ2/ρ1 Ra/R1= 0,641292De donde se deduce que ρa=ρ1*1= ρa= 231,5064

4 CONCLUSIONES

De acuerdo con la recomendación de la norma IEEE 80-2000 , en su numeral 13.1, se debe analizar los valores medidos en terreno para determinar cuando un terreno es homogéneo y cuando se debe asumir que el suelo tiene un comportamiento de suelo de dos capas .Se analizaron los valores tomados en terreno y se determino que el suelo tiene un comportamiento de un suelo de dos capas. De acuerdo con los cálculos el valor de la resistividad del terreno es el valor obtenido de ρa = 231,5 Ω-m.

5 REFERENCIAS

[1] IEEE Standard 80-2000 "IEEE Guide For Safety In Ac Substation Grounding".

[2] IEEE Standard 142-1991 "Recommended Practice For Grounding Of Industrial And

Commercial Power Systems".

[3] NEC - 2005 Edition “National Electrical Code”

[4] NTC 2050, 1998 “Norma Técnica Colombiana”

[5] Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas RETIE.

6] IEEE Std 1100–1999 (“Powering and grounding sensitive electronic equipment”).


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ELABORÓ:

Liliana Osorio (RC)

REVISÓ:

Martha Ordoñez(GG)

APROBÓ:

LUIS EDUARDO SOLIS (GG)

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