Pregunta: Diseñe una malla (establezca la densidad, el tamaño del conductor, la cantidad de varillas, etc.) para una subestación de distribución con los siguientes parámetros:• 1,000 metros cuadrados• resistividad capa de granito en la superficie (6 pulgadas) es 1,600Ω.m• resistividad capa superior es 350Ω.m• resistividad capa inferior es 75Ω.m• falla trifásica de 20

Diseñe una malla (establezca la densidad, el tamaño del conductor, la cantidad de varillas, etc.) para una subestación de distribución con los siguientes parámetros:

• 1,000 metros cuadrados

• resistividad capa de granito en la superficie (6 pulgadas) es 1,600Ω.m

• resistividad capa superior es 350Ω.m

• resistividad capa inferior es 75Ω.m

• falla trifásica de 20 ciclos en la subestación (evalúe el peor caso, si en alto voltaje o en bajo voltaje)

• subestación 500 kVA, 38kV/480V, X=5.75% y 30 MVA de corto circuito (lado alto voltaje)

• generador 350 kW, 480V, X=20%, pf=0.80 (localizada a 100 pies de la subestación y alimentador tamaño 500 kcmil)

• la subestación se alimenta por una línea con hilo de guarda de acero de ½” montada en postes con bases de 7 metros cuadrados (15 postes por milla) Determine:

• la corriente máxima en la malla

• los voltajes de paso y contacto permitidos para una persona de 50 kg

• el valor de la resistencia de la malla diseñada

• el voltaje súbito máximo (GPR)

• los voltajes de paso y contacto actuales Nota: Los voltajes de paso y contacto actuales no pueden exceder los permitidos, el GPR no puede exceder los 5,000 voltios. Optimice el diseño para hacerlo lo más económico posible.

El diseño de una malla de tierra para una subestación eléctrica implica considerar varios factores, como la resistividad del suelo, la corriente de falla, la distancia a la que se encuentra el generador, y los límites de voltaje seguro para las personas. A continuación, te guiaré a través de los cálculos y los pasos para diseñar la malla de tierra de manera óptima:

Datos:

• Área de la subestación: 1,000 metros cuadrados.
• Resistividad del suelo en la superficie (capa de granito): 1,600 Ω·m.
• Resistividad de la capa superior del suelo: 350 Ω·m.
• Resistividad de la capa inferior del suelo: 75 Ω·m.
• Falla trifásica en la subestación: 20 ciclos.
• Capacidad de la subestación: 500 kVA, 38 kV/480 V, X = 5.75%, 30 MVA de cortocircuito (lado de alto voltaje).
• Generador: 350 kW, 480 V, X = 20%, pf = 0.80 (a 100 pies de la subestación).
• Alimentador: 500 kcmil.
• Línea con hilo de guarda de acero de ½” montada en postes con bases de 7 metros cuadrados (15 postes por milla).
• Peso de una persona: 50 kg.
• Límite de GPR (Ground Potential Rise): 5,000 V.

Diseñe un sistema de puesta a tierra para el generador del problema anterior asumiendo que la falla ocurre en el generador.

Determine:

– la corriente máxima en el sistema de puesta a tierra diseñado

– los voltajes de paso y contacto permitidos para una persona de 50 kg

– el valor de la resistencia de puesta a tierra

– el voltaje súbito máximo (GPR)

– los voltajes de paso y contacto actuales