DISEÑO E INSTALACIÓN DE DOS TOMÓGRAFOS

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Figura 9. Transformador serie ≤15Kv.

PROTECCIÓN DE CORRIENTE

Si se tiene un cortocircuito producido a la salida de un transformador para baja tensión, es decir, el cortocircuito más desfavorable que puede producirse. Para determinar esta intensidad dispondremos de un método que nos ayuda a la protección del transformador, en donde se debe tener en cuenta los KVA del transformador, en términos más exactos sabemos que la potencia por ley de ohm es:

[pic 11]

De esta fórmula despejamos la corriente y se obtiene para líneas trifásicas:

[pic 12]

Donde

Cos (Ø)=Factor de potencia

λ= 0.9

Como el factor de potencia que se especifica es de 0.85 para los dos tomógrafos, escogemos uno un poco mayor a este, como F.P=0.88.

Lo que se tiene, para el primer transformador:

[pic 13]

Para el segundo transformador:

[pic 14]

Los fusibles son los dispositivos más simple y económicos del sistema de protección, además, son muy confiables porque pueden cumplir con sus funciones por más de 20 años sin la necesidad de mantenimiento, su función principal es la de servir como un enlace débil entre dos secciones de la red eléctrica, pero para que funcionen apropiadamente deben de censar la condición que tratan de proteger, interrumpir la falla rápidamente y coordinar con todos los demás dispositivos de la red.

El fusible que se escogió para el primer transformador es el fusible HRCI-CB con cuerpo cerámico, capaz de soportar una corriente de 30 A, a continuación se puede ver las curvas de corriente con respecto a tiempo del fusible, la cual nos muestra una excelente respuesta para el objetivo a cumplir. (Anexo 3)[pic 15]

Figura 10. Curvas de corriente del fusible HRCI-CB.

El fusible que se escogió para el segundo transformador se utiliza un fusible DIN BUSSMANN gama F modelo 12FDLSJ16 (ver anexo 4) que nos soporta hasta 16 amperios, con un voltaje de operación de hasta 12kv, más que suficiente para la operación a realizar.

Para los breaker se tiene que calcular la corriente dinámica que es la siguiente:

Primer transformador del tomógrafo SOMATOM Force:

[pic 16]

Para el segundo trasformador del tomógrafo Definition:

[pic 17]

El breaker es un dispositivo de encendido y apagado mecánico utilizado para encender, apagar y dividir el circuito, y transmitir la corriente de este circuito bajo condiciones de operación normales y automáticamente corta el circuito en condiciones anormales, tales como cortocircuitos y sobrecargas. La principal función del disyuntor o breaker, aparte de encender y apagar el circuito, es proteger el circuito en condiciones anormales. Para que cumpla sus funciones de protección, existen algunas unidades en el dispositivo. Las unidades de activación de los interruptores de circuito LV se definen como liberadores en la norma TS EN 60947-2.[pic 18]

Figura 11. Flujo de corriente para el breaker.

Para la aplicación de estos principios sobre los breakers, se utilizara un breaker Culter-Hammer modelo MDLB3800T33W que soporta 800 A- 480v que es el más adecuado para nuestra protección en caso de una falla eléctrica, para el tomógrafo SOMATOM Force, es decir el primer transformador. Ver (anexo 5)

En el caso del tomógrafo Definition, se tiene una corriente 454 A por lo que se utiliza un breaker de 450A termo magnético de General Electric modelo TKMA826450WL (Ver anexo 6)

PROTECCIONES DE SOBERTENSIÓN

Durante la explotación, la red de distribución eléctrica está sujeta a una serie de solicitaciones externas tales como sobretensiones. Estas sobretensiones normalmente son perjudiciales para los equipos eléctricos cuando su amplitud es mayor que el nivel de aislamiento para el cual fue dimensionado el material. Por tanto es conveniente proteger el transformador del entorno exterior, con objeto de limitar las sobretensiones a niveles aceptables, es decir, conservando un margen con relación al nivel de asilamiento del aparato: la mejor solución consiste en instalar auto válvulas próximas a los puntos de conexión del transformador.

Los problemas más comunes de sobretensión son:

- De origen atmosférico.

- Como consecuencia de maniobras del aparellaje o a fenómenos de resonancia, en cuyo caso son sobretensiones internas.

- Ligadas a aperturas intempestivas del disyuntor en el momento de la magnetización del transformador.

Las auto válvulas son dispositivos estáticos destinados a limitar la amplitud de las sobre tensiones que pueden producirse en un punto determinado de la red

[pic 19]

Para justificar el uso de auto válvulas, es conveniente estimar el riesgo del impacto de rayo a través de diferentes parámetros tales como:

- El nivel ceraunico Nk, es el número de días al año en que un trueno es oído en algún lugar determinado.

- La naturaleza de la red

- La topología de la red

Según un estudio de la universidad autónoma de occidente en Colombia registra un valor medio de la magnitud de la corriente de descargas eléctricas de 43kA, valor que fue estimado mediante mediciones de campo eléctrico a menos de 100Km y aplicando el modelo MTL.

Sabiendo esto se puede hallar el valor de tensión asignada Ur, que se define como:

[pic 20]

Este valor será el valor que se escogerá para seleccionar la auto válvula, por esta razón se escoge la auto válvula ZFORCE ZHP012 de la compañía Maclean Power System (ver anexo 7), que nos ofrece una protección de 12kv y una protección de corta duración de