• Verificación
del estrés térmico
Los cálculos realizados por el software dan la
máxima corriente de cortocircuito en JDB1:
Icc = 8,77 kA
Se supone que el tiempo máximo de eliminación del cortocircuito
es t = 1 segundo.
La sección de los conductores que satisfacen la limitación
del cortocircuito es:
K = 143 valor
del coeficiente correspondiente a un conductor de cobre aislado con PR (ver
tabla 1.7)
Tabla 1.7: Valores de los
coeficientes k
De donde: S2
≥ 61 mm2
La sección mínima es, por tanto:
70 mm2
□ Unidad de recepción – preparación: canalización C05
Determinación de la corriente máxima de empleo.
La tabla 1.8 muestra el balance de potencias en la
barra colectora JDB22 suponiendo que el transformador tiene un cos ϕ = 0,85.
Tabla 1.8: Balance de potencias
en la barra colectora JDB22
La corriente máxima de utilización será:
La corriente equivalente que el cable debe poder
transmitir en las condiciones normales de la instalación es:
La Tabla 1.9 (columna (3), PR, cobre) da una sección mínima de S1 = 10
mm2 con corriente admisible I0 = 93 A
Tabla 1.9: Corrientes admisibles en los cables constituidos por tres
cables unipolares de
tensión asignada inferior o igual a 6/10 (12) kV
• Verificación de
los límites térmicos.
Se supone que el tiempo máximo de eliminación del
cortocircuito es el mismo que para las canalizaciones eléctricas C01 y C02 (t =
1 segundo), la sección mínima que satisface la limitación térmica es, por lo
tanto, S2 = 70 mm2.
□ Otras
canalizaciones eléctricas de 5,5 kV
Las corrientes máximas de empleo son menores o
iguales a las de la línea C05.
Por lo tanto, la sección es impuesta por el límite
térmico en caso de cortocircuito.
Las caídas de tensión en condiciones normales son
inferiores al 1% en cualquier punto de la red de 5,5 kV.
Por lo tanto no son vinculantes.
□ Limitación
térmica de las pantallas de cables.
La corriente de falta a tierra está limitada a 30 A,
lo que no impone ninguna restricción. (ver tablas 1.10, 1.11 y 1.12).
Valores de las
corrientes admisibles en las pantallas de cables
Tabla 1.10: Cables unipolares o tripolares de campo radial aislamiento
PR o EPR -
corriente de cortocircuito admisible en las pantallas (A)
Tabla 1.11: Cables unipolares o tripolares de campo radial aislamiento
PE
corriente de cortocircuito admisible en las pantallas (A)
Tabla 1.12: Cables tripolares con cubierta de PVC de tensión
asignada 6/6 (7,2 kV) –
corriente de cortocircuito admisible en las pantallas (A)
• Compensación de energía
reactiva
La
potencia reactiva a compensar se calcula para limitar a tg ϕ0 = 0,4
en el punto de entrega.
□
Determinación de la potencia reactiva
total a compensar.
El
balance de potencias de la Tabla 1.3 da las siguientes potencias totales:
P = 3982 kW
Q = 2252 kVAr
S = 4575 kVA
cos ϕ = 0,87 → tg ϕ = 0,567
De
donde se deduce:
□ Elección de la ubicación de
los condensadores.
Se
supone que la energía reactiva mínima requerida por la planta es de 150 kVAr;
esta potencia se instalará en la estación de entrega de 5,5 kV en el juego de
barras JDB1.
La
unidad de producción es el mayor consumidor de energía y los motores de MT y BT
tienen una curva de carga muy irregular. Por lo tanto, los bancos con
condensadores escalonados se instalan en las barras colectoras que alimentan
los motores, que serán controlados por un relé varmétrico para que coincida con
la curva de carga:
- 6 x 50 = 300
kVAr en el juego de barras JDB 2
- 4 x 30 = 120
kVAr en el juego de barras JDB 3.
El
resto de la compensación se efectúa con dos baterías fijas:
- 50 kVAr en
Recepción – preparación
- 50 kVAr en
Almacén
La
tabla 1.13 resume los emplazamientos de las baterías de condensadores.
Tabla 1.13: Emplazamiento de
las baterías de condensadores
La potencia a compensar no es
muy importante y se encuentra principalmente en MT. Dado que las longitudes de
los cables de MT son bastante escasas, las pérdidas Joule debidas a la potencia
reactiva son casi despreciables. Por lo tanto, no es necesario hacer un cálculo
de optimización económica.
• Estudio de armónicos
El SAI de 250 kVA está equipado
con un filtro de entrada que reduce las corrientes armónicas lo suficiente como
para ser insignificante.
Este estudio consiste en
determinar las tasas de distorsión de corriente y tensión general por los
variadores de velocidad para diferentes configuraciones de la red y determinar
los medios para reducirlos a un nivel aceptable.
Se limitará a la rama de la red
que conecta el centro de entrega a los generadores de armónicos; el resto de la
red está modelizada por cargas (P, Q) conectadas a las barras de los bus JDB 1, JDB 2 y JDB 3 (ver fig.1.4).
Ambas unidades son idénticas y
están conectadas a la barra de bus JDB 3.
Los valores de las corrientes
armónicas que generan se dan en la Tabla 1.14.
Tabla 1.14: Corrientes armónicas generadas por los variadores
ATV-52 V
Las simulaciones se realizan
con la ayuda de software de armónicos para diferentes configuraciones de las fuentes:
- Alimentación de la Planta solo por el distribuidor de energía.
- Planta alimentada por grupos de respaldo, los condensadores permanecen conectados.
- Planta alimentada por ambas fuentes en paralelo, los condensadores permanecen conectados.
Nota:
Por razones pedagógicas y para hacer comparaciones, los condensadores permanecen
conectados cuando los grupos de energía están funcionando. En la práctica,
estos proporcionan toda o parte de la potencia reactiva para mejorar la
estabilidad de la red.
Figura 1.4
Para cada caso, se realizaron 4
simulaciones diferentes:
- A: red antes de compensación (sin condensadores).
- B: Red con compensación definida en la Tabla 1.13.
- C: red con compensación modificada para llevar la resonancia a un rango distante de las corrientes armónicas altas. Para hacer esta modificación, se instalan 50 KVAr en lugar de 120 KVAr en JDB 3; el resto se instala en barras JDB 1.
- D: red después de la instalación en el condensador C3 de una inductancia anti-armónica sintonizado en el rango 3,8; En el caso de la compensación del caso B.
- E: red después de la instalación en barras JDB 3 de shunts resonantes sintonizados en los rangos 5 y 7.
(*) Los dos valores corresponden respectivamente a
las cargas de los condensadores de los
filtros de rangos 5 y 7.
Tabla 1.15: Resultados de las
simulaciones
Continua en: Ejemplo
de diseño eléctrico de una Planta Industrial ( y Parte 3ª)
https://imseingenieria.blogspot.com/2018/11/ejemplo-de-diseno-electrico-de-una_6.html
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