Calculo de Corrientes Capacitivas por tierra en cables de media tensión

[Andres Felipe Jaramillo]

Hola:

¿Alguien conoce el método que se debe emplear para calcular las corrientes capacitivas en cables de media tensión?

El asunto es que estoy analizando una sistema con alta impedancia y en la norma IEEE 62 indican que la corriente de falla debe ser significativamente mayor que la corriente capacitiva.  Necesito conocer dicha corrirnte y debo hacer un cálculo teórico.

Gracias

Andres Felipe Jaramillo S

Cali-Col

[omar graterol]

Andres Felipe, lo que debes hacer es calcular la corriente de carga del sistema, cada cable tiene una capacitancia tipica en micro faradios/km de cable, considerando una sola fase y teniendo la distancia de cada cable obtienes la capacitancia total por fase (lo mas dificil de esto es obtener este dato), lo demas es basico.   Xc = 1/(2TT f Ccable)   Ic = Vl-t /Xc   Para el caso de una falla de fase a tierra, considerar el voltaje linea a tierra en las fases no falladas (Recuerda que hemos hablado de este punto, el cual depende del sistema a tierra), esa sera tu maxima corriente de carga capacitiva, que debe estar entre el 10 y 15% del ajuste de tu proteccion de falla a tierra.   Te copio un link, donde puedes ubicar datos de la capacitancia para cables de media tension.   http://www.hitechcontrols.com/cables/technical-information/33-electrical-xlpe.html    Espero que te sirva, y si necesitas mas informacion, me avisas.   Saludos,.............Omar Graterol Ingeniero Electricista Maracaibo - Zulia - Venezuela Telf. 58-261-7436648 Cel. 58-414-6338693 Nominal Voltage 6/10 kV 12/20 kV 18/30 kV Cross-section mm² Mutual Capacitance in μF/km 35 0.22 0.16 - 50 0.25 0.18 0.14 70 0.28 0.20 0.15 95 0.31 0.22 0.17 120 0.34 0.23 0.18 150 0.37 0.25 0.19 185 0.40 0.27 0.20 240 0.44 0.30 0.22 300 0.48 0.32 0.24 400 0.55 0.36 0.27 500 0.60 0.40 0.29 --- El mié, 22/9/10, Andres Felipe Jaramillo <igt.ingen...@gmail.com> escribió:

[Andres Felipe Jaramillo]

Omar:

La historia se divide en dos:

Antes y después de la lista.

Gracias

Andrés Felipe Jaramillo S

3176360320

[omar graterol]

Andres Felipe, para tambien es asi, y espero que nuestros colegas se animen a compartir mas sus dudas y generen preguntas, que aunque muchas de ellas puedan parecer sencillas, no dejan de ser interesantes, asi es que animo y compartamos nuestras dudas y nuestras experiencias.   Por cierto, yo vivi una epoca ( 1975-1978) de consecuencias o fallas por malos ajustes de las protecciones de tierra en un sistema de distribucion de media tension, en la REFINERIA DE AMUAY, en el cual existia un sistema de tierra con un Tx Zig-Zag, limitado a 1200 amp., y ademas de unos 12 circuitos sub-terraneos con cables de 15KV, teniamos un circuito aereo en 13,8 Kv, el cual durante temporadas de lluvias fallaba mucho, con sus carateristicas fallas monofasicas, el hecho es que durante muchas de estas fallas, al fallar el circuito aereo, se nos disparaban uno o mas circuitos sub-terraneos (Fallas o aperturas multiples ante fallas monofasicas del ciruito aereo).   La protecciones de estos circuitos eran del tipo 50GS ( Tipo secuencia cero, con transformadores toroidales abrazando las tres lineas), ajustadas al minimo segun el rele que era 1,5 Amp..   Durante muchas de las fallas, nos cansamos de buscar una falla en los circuitos sub-terraneos, como obliga la actuacion de los rele, el caso que finalemente resulto comprobado lo siguiente: 1- Al presentarse una falla monofasica en el circuito aereo,  las otras dos fases aumentaban el voltaje, a unos 1,4 p.u.. 2- Este voltaje de 1,4 aplicado a la reactancia capacitiva de los dos circuitos mas largos (Aprox. 2 @ 3 Km), resultaba con una corriente de carga capacitiva superior a 1,5 Amp., y segun recuerdo era de 1,75 Amp., lo cual hacia actuar los rele 50GS. 3- El ajuste adoptado en aquella epoca, fue de 5 Amp. (Max. permitido por el rele con CT de 50/5), lo cual estaba muy por debajo de la minima corriente de falla....con esto se soluciono el problema y se acabaron las fallas o aperturas multiples ante fallas monofasicas del circuito aereo.

Saludos,.............Omar Graterol  Ingeniero Electricista Maracaibo - Zulia - Venezuela Telf. 58-261-7436648 Cel. 58-414-6338693

--- El jue, 23/9/10, Andres Felipe Jaramillo <igt.ingen...@gmail.com> escribió:

[Andres Felipe Jaramillo]

Omar:

Estuve analizando el caso de mi estudio y todos los cables son tripolares apantallados.  En este caso, las corrientes capacitivas a tierra circularían por la chaqueta y en caso de retornar hacia la alimentación, sería por la misma pantalla.  Eso significa que la corriente de ida (por las fases) sería igual a la de retorno (por la pantalla) y por lo tanto la corriente medida en el toroidal es de cero.

Diferente si es una línea aérea, donde el retorno capacitivo sería por el planeta.

Tengo la duda.  Lo que escribo es una especulación mía.

Si mepuedes apoyar con este concepto, te agradezco.

Andres Felipe Jaramillo S

Cali-Col

[omar graterol]

Andres Felipe, la respuesta a lo que estas planteando es correcto (Las corrientes de ida de SECUENCIA CERO, son iguales a las de venida); es decir las corrientes que ve el CT toroidal se anulan, esto es verdad si las pantallas son exactamente iguales, lo cual es muy dificil de lograr y asegurar; y sobre esto te narrare una experiencia.   En todo caso, para eliminar tu duda, te debo decir, que cuando se instala un TOROIDAL, para medir corrientes de secuencia cero, con cables apantallados, se pasa la pantalla por el toroidal en forma normal (Hacia el terminal de la fuente), y luego se regresa por el mismo toroidal, antes de su conexion a tierra en la fuente, con esto se anulan todas las corrientes que esten circulando por la pantalla y el toroidal solo mide el desbalance real de los conductores de las tres fases.   En relacion con la experiencia que te mencione, te debo decir que vivi una experiencia en el mismo AMUAY, por ahi por el año 1971, despues del proyecto HDS ( Proyecto de Desulfurizacion en Amuay), donde ademas eran poco conocidas las tecnicas de los rele que te comente en la nota anterior (50 GS, con CTs toroidales). Yo en ese momento dictaba un curso de "Mantenimiento y Operacion de Reles", para el personal de Mantenimiento de Amuay. El asunto es que nos toco participar en el analisis de unas fallas de esos circuitos, en la cual encontramos circuitos disparados por 50GS, las cuales se confirmo que eran falsas, y por supuesto que las fallas se repitieron (Ese era el primer año en operacion del proyecto, y el ajuste era de 1,5 Amp., como lo mencione en la nota anterior, y la pantalla pasaba por el TOROIDAL en un solo sentido); bueno al final logramos comprobar que la desigualdad de las pantallas, hacia circular corrientes diferentes por las pantallas, causando una corriente de secuencia cero que hacia operar los rele. En ese momento, junto con unos gringos que nos apoyaban, se adopto el arreglo de pasar la pantalla dos veces por el toroidal (De ida y regreso), antes de conectarlas a tierra en ese terminal. Con esto se soluciono el problema y se dio a conocer ampliamente esta experiencia, por lo cual puedo decir que hoy en dia este arreglo es una conexion tipica, y recomendada en el libro de G.E ( The Art and Science of Protective Relaying), del cual te incluyo el LINK donde encontraras muchos datos como el narrado sobre protecciones electricas.   http://pm.geindustrial.com/faq/documents/general/artsci.pdf      Saludos,...................Omar Graterol