APLICACIN DE PARARRAYOSSeleccin de pararrayos en sistemas de distribucinParticularidades de los sistemas de distribucin1) Las lneas de distribucin son generalmente no apantalladas.2) Las sobretensiones por descargas atmosfricas son de mayor importancia que lassobretensiones de maniobra (menores niveles de tensin y lneas cortas).3) La gran cantidad de equipos y las diferentes ubicaciones hacen recomendableescoger un tipo de MCOV que funcione para el sistema.APLICACIN DE PARARRAYOSSeleccin de pararrayos en sistemas de distribucinProcedimiento de seleccinMCOV iMCOV>Voltajemx.FaseRegulacinFalladefaseatierramnimotierratierraFerroresonanciaTOVTOVpararrayo>TOVSistemaEstimarduracindeTOVdelsistemaTipodepararrayoSeleccionareltipodepararrayoSeleccionarentreNormalDutyHeavyDutyLightDutyC di i dS l i lCh dCoordinacindeaislamientoSeleccionareltipodepararrayoChequearmrgenesdecoordinacinAPLICACIN DE PARARRAYOSSeleccin de pararrayos en sistemas de distribucinProcedimiento de seleccinMCOVes el mximo voltaje RMSa frecuencia industrial aplicable a los terminales del pararrayode manera continua. Consecuentemente el MCOVdebera al menos ser igual al mximo voltajeesperado en la lnea de manera continua.Cuanto aumenta el voltaje es una funcin que depende principalmente de :MCOVmnimoTOV1) Presencia de reguladores. El voltaje puede ser elevado hasta un 5%para tener en el cliente finalun voltaje alto de hasta 126 V o tan bajo (-5%) 114 V. La presencia de reguladores en el sistema debeser tomada en cuenta con un factor de 1,05 sobre el voltaje nominal fase-neutro.2) F ll d f ti D di d d l ti d i t l d f ll ti t TipodepararrayoCoordinacindeaislamiento2) Fallas de fase a tierra. Dependiendo del tipo de sistema en el caso de falla a tierra se presentarun sobre voltaje en las fases sanas y que estar aplicado a los pararrayos conectados a estas.2.1Cuatro hilos, neutro en Y multiaterradoUna falla a tierra en una fase no debera causar sobre voltaje en las fases sanas. Sin embargo latierra no es perfecta y algo de sobre voltaje se presenta, se recomienda considerar al menos un factorde 1,20 para tomar en cuenta el sobre voltaje que se presentar.Considerando estos dos factores tendremos un factor combinado de 1,25suficiente para lospararrayos de carburo de Silicio, los pararrayos de xidos Metlicos son mas sensibles a pobre y yaterramientos, mala regulacin y para considerar factores como el calibre de los conductores depuesta a tierra, resistividadde la tierra, se recomienda un factor de 1,35.APLICACIN DE PARARRAYOSSeleccin de pararrayos en sistemas de distribucinProcedimiento de seleccin2.2Tres hilos, baja resistencia, puesto a tierra en la fuenteLa prctica ha indicado que una falla a tierraa tierra provoca un aumento de voltaje de hasta 1,4 porunidaden las fases sanas tomando en cuenta la regulacinde las lneas.2 2 T hil i t d ltMCOVmnimoTOV2.2 Tres hilos, sistema deltaAl ocurrir una falla a tierralas fases sanas vern un voltaje fase-fase, por lo que el factor de sobrevoltaje a considerar ser de 1,73, considerando la regulacin tendremos un factor de sobre voltaje de1,82 para este tipo de sistema.En resumentendremos:TipodepararrayoCoordinacindeaislamientoSistemadeaterramiento FactordesobrevoltajeMultiaterrado,4hilos 1,35Aterradoenlafuente,treshilos 1,4Delta 1,82APLICACIN DE PARARRAYOSSeleccin de pararrayos en sistemas de distribucinProcedimiento de seleccinLos pararrayos de oxido metlico son capaces de operar por periodos limitados de tiempo convoltajes por encima de su MCOV, la cantidad de sobre voltaje depender del tiempo que este persista.Los fabricantes presentan esta caractersticas de los pararrayos con curvas Voltaje en P:U vs Tiempo,como la que se presenta a continuacin:MCOVmnimoTOVTipodepararrayoCoordinacindeaislamientoAPLICACIN DE PARARRAYOSSeleccin de pararrayos en sistemas de distribucinProcedimiento de seleccinEl MCOV del pararrayo ha seleccionar debe ser lo suficientemente alto de modo que ni la magnitudni la duracindel TOV del sistema exceda la capacidaddel pararrayo.La magnitud la podemos estimar y la duracin de la falla depender de los dispositivos de proteccin,un valor tpico en caso de no disponer otro dato pudiera ser de 300 segundos.MCOVmnimoTOVA manera de ilustracinveamos el caso de La Electricidadde Caracas:Sistema multiaterrado, 12,47/7,2kV, tensin fase a tierra 7,2 kVElmximo voltaje de fase a tierra ser 1,35x 7,2 = 9,72 kVTipodepararrayoCoordinacindeaislamientoconsiderando una duracin de 300 segundos y utilizando la curva del fabricante tenemos que elpararrayos soporta por 300 segundos un voltaje de 1,34 PU del MCOV por lo que el MCOV mnimorequerido ser de 9,72/1,34=7,25 kV, para una duracinde 1000segundos el mnimo MCOV ser de9,72/1,3=7,45 kV. , , ,Escogeremos un pararrayo de 7,65 kV MVCO, tensin nominal 9 kV, el prximo paso ser seleccionarel tipo de acuerdo a la severidad de las descargas atmosfricas que se presenten en la zona deubicacindel pararrayo.APLICACIN DE PARARRAYOSSeleccin de pararrayos en sistemas de distribucinProcedimiento de seleccinLa escogencia del tipo de pararrayo depender del nivel de descargas que se presentenen laubicacin de los pararrayos. Los pararrayos Heavy Duty pueden disipar mayor cantidad de energaque los del tipo Normal Duty, los Heavy Duty son recomendados en reas donde se tiene un altovalor de tormentas al ao y se presentandescargas de mas de 65 kA.MCOVmnimoTOVTipodepararrayoCoordinacindeaislamientoAPLICACIN DE PARARRAYOSSeleccin de pararrayos en sistemas de distribucinProcedimiento de seleccin.MCOVmnimoTOVTipodepararrayoCoordinacindeaislamientoAPLICACIN DE PARARRAYOSSeleccin de pararrayos en sistemas de distribucinCapacidades de ambos modelos Normal y Heavy DutyH D t Test Heavy DutyPDV-100 Optima +Riser Pole PVR Normal Duty PDV-65 High Current- Short Duration 2 - 100 kA Discharges 2 - 65 kA Discharges Low Current Long Duration 20-250A x2000 sec Discharges 20-75A x2000 sec DischargesMCOVmnimoTOVCaractersticas elctricas del tipo Heavy DutyDuty Cycle 20 - 10 kA plus 2 - 40 kA Discharges 22 - 5 kA DischargesTipodepararrayoCoordinacindeaislamientoFOW SPL LPLRated Voltage kV MCOV kV Unit Catalog Number0.5 sec 10kA MaximumIR-kV (1) 500 A Switching Surge Maximum IR-kV(2) 8/20 Maximum Discharge Voltage - kV 1.5 kA 3 kA5 kA10 kA20 kA40 kA 3 6 9 2.55 5.1 7.65 213703 213705 213708 10.6 21.3 31.2 7.6 15.3 22.4 8.0 15.9 23.3 8.5 17.0 24.9 9.0 18.0 26.4 9.9 19.8 29.0 11.1 22.3 32.6 13.2 26.5 38.8 10 12 15 18 21 24 27 308.4 10.2 12.7 15.3 17.0 19.5 22.0 24 4213709213710 213713 213715 213717 213720 213722 21372434.040.4 51.4 60.6 68.3 81.9 91.9 101 124.429.0 36.9 43.5 49.0 58.8 65.9 72 525.4 30.3 38.5 45.4 51.1 61.3 68.8 75 727.132.3 41.1 48.4 54.5 65.5 73.4 80 728.834.2 43.5 51.3 57.8 69.3 77.8 85 531.637.6 47.8 56.4 63.5 76.2 85.5 94 035.642.3 53.8 63.5 71.4 85.7 96.2 105 842.350.3 64.0 75.5 85.0 102.0 114.4 125 8 30 36 24.4 29.0 213724213729 101.1121.4 72.587.0 75.7 97.9 80.797.0 85.5102.794.0112.9 105.8127.0 125.8151.1 APLICACIN DE PARARRAYOSSeleccin de pararrayos en sistemas de distribucinProcedimiento de seleccinCoordinacin de aislamiento, chequeo de los mrgenes de coordinacinEscogeremos un transformador, para el sistema de la EDC los equipos sern clase 15 kVPor lo tanto:A frecuencia industrial 60 Hz durante un minuto el voltaje ser 34 KVMCOVmnimoTOVA frecuencia industrial 60 Hz, durante un minuto el voltaje ser 34 KVCWW (Chopped Wave Withstand) 110 kV ( Si se desconoce se puedecalcularcomo 1,15 veces el BIL)BIL ( Basic Impulse Level) 95 KVElTipodepararrayoCoordinacindeaislamientoEl pararrayoFOW = 31,2 kV LPL = 29 kV SPL = 22,4 kV(ver lmina anterior)Sustituyendo :MpL1 =( 110/31,2-1)100=252MpL2=(95/29-1)100=228APLICACIN DE PARARRAYOSSeleccin de pararrayos en sistemas de distribucinProcedimiento de seleccinCoordinacin de aislamiento, chequeo de los mrgenes de coordinacinLos mrgenes son muy superiores al 20% recomendado, por lo que podemos incluir el efecto delos conductores:Longitud6 pies (1 83 m)MCOVmnimoTOVLongitud6 pies (1,83 m)1,6 KV/ pieTipodepararrayoCoordinacindeaislamientoSustituyendo :MpL1 =( 110/31,2+1,6x6-1)100=170MpL2=(95/29+1,6x6-1)100=146Los mrgenes siguensiendo apropiadosAPLICACIN DE PARARRAYOSConexin de pararrayos a equiposNFPararrayo PararrayoTransformadorZ ZsFigura x.xx Proteccin de pararrayos a transformadoresAPLICACIN DE PARARRAYOSConexin de pararrayos a equiposRecloser/seccionalizadorFNPararrayo PararrayoNColocacin alternativa Colocacin preferidaFigura x.xx Proteccin de Reclosers y seccionalizadoresAPLICACIN DE PARARRAYOSConexin de pararrayos a equiposFusible de lneaFPararrayo PararrayoFigura x xx Proteccinde fusibles de lneas Figura x.xx Proteccin de fusibles de lneasAPLICACIN DE PARARRAYOSConexin de pararrayos a equiposTransicin Lnea - cableFigura x.xx Proteccin de fusibles de lneas