SEGURIDAD ELÉCTRICA CORRIENTES CIRCULANTES POR TIERRAS
Circulación de corrientes por Tierra EL CIRCUITO ELÉCTRICO Corriente I Tensión V
Impedancia z
Corriente I Potencia W = I2 x Z
Tensión V
Circuito Abierto Operación Normal
Impedancia z
Potencia W = I2 x Z
Circuito Cerrado Operación Normal
2
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Circulación de corrientes por Tierra EL CIRCUITO ELÉCTRICO Tensión V
I Tensión V
=
z
12 Vcc
Corriente A
Tiempo
Corriente Continua (c.c.) Tiempo 3
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Circulación de corrientes por Tierra EL CIRCUITO ELÉCTRICO Ciclo Positivo I
2
1.5
R.M.S.
1
-0.5
-1
16
15
14
13
12
9
11
8
10
7
6
5
4
3
2
V
0
1
z
0.5
0
MAGNITUD (P.U.)
Tensión
T/2 = 8,33 ms
-1.5
-2 TIEMPO (ms)
Período T = 1 /60 Hz = 16,6 ms Circuito Monofásico
Corriente Alterna (c.a.)
4
Frecuencia F = 60 Hz = 60 ciclos por segundo
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Circulación de corrientes por Tierra EL CIRCUITO ELÉCTRICO Ciclo Negativo I
2
1.5
R.M.S.
1
-0.5
-1
16
15
14
13
12
9
11
8
10
7
6
5
4
3
2
V
0
1
z
0.5
0
MAGNITUD (P.U.)
Tensión
T/2 = 8,33 ms
-1.5
-2 TIEMPO (ms)
Período T = 1 /60 Hz = 16,6 ms Circuito Monofásico
Corriente Alterna (c.a.)
5
Frecuencia F = 60 Hz = 60 ciclos por segundo
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Circulación de corrientes por Tierra EL CIRCUITO ELÉCTRICO LEY DE OHM
V=I.Z
P=V.I P = I2 . Z
I 10 A Tensión
Fase
z
120 V Neutro
LEY DE WATT
Carcaza del equipo 1 200 W
10 A
Circuito Monofásico En Operación Normal
6
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Circulación de corrientes por Tierra EL CIRCUITO ELÉCTRICO
I 10 A Tensión
Fase
z
V Neutro
25 m A
10 A
Circuito Monofásico En Condición de Falla
7
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Circulación de corrientes por Tierra EL CIRCUITO ELÉCTRICO SISTEMA FLOTANTE
I 10 kA Tensión
Fase
z
V Neutro 10 kA Conductor de Tierra de Protección Circuito Monofásico En Condición de Falla
8
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Circulación de corrientes por Tierra EL CIRCUITO ELÉCTRICO SISTEMA SÓLIDAMENTE PUESTO A TIERRA I 10 kA
TN-S Tierra Neutro Separados
Tensión z
V
Solidamente puestos a tierra
10 kA SPT
Conductor de Tierra de Protección
Tensión de referencia de 0 V
Circuito Monofásico En Falla
Controlar tensiones de paso y contacto
9
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Circulación de corrientes por Tierra EL CIRCUITO ELÉCTRICO SISTEMA SÓLIDAMENTE PUESTO A TIERRA
PROHIBIDA POR EL RETIE
I Tensión z
V
Solidamente puesto a tierra SPT
NO EXISTE Conductor de Tierra de Protección Circuito Monofásico En Falla
10
No funciona la Tensión de referencia de 0 V No se Controlan las tensiones de paso y contacto Copyright: 2021 Eng Jairo Flechas V.
Circulación de corrientes por Tierra EL CIRCUITO ELÉCTRICO SISTEMA SÓLIDAMENTE PUESTO A TIERRA I Tensión V
Electrodo de Puesta a Tierra
60 Hz
z
Pararrayos kHz a MHz
Conductor de Tierra de Protección Circuito Monofásico En Falla
11
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Circulación de corrientes por Tierra Esquemas de Puesta a Tierra Pararrayos o term inales de captación
Tierra ais lada
Pararrayos o term inales de captación
Tierra de potencia
Tierra ais lada
RETIE CAPITULO 15
Tierra de potencia
Suelo Pues ta a tierra IEC- 1419/ 97
IEC- 1418/ 97
Conexiones Equipotenciales sugeridas para edificios altos
Conductores de protección
Conductores aislados
Pararrayos o terminales de captación
Bajantes
Conexiones
Suelo
Puestas a tierra
Cuando por requerimientos de un edificio existan varias PUESTAS a TIERRA , todas ellas deben estar interconectadas eléctricamente, según criterio adoptado de IEC-61000-5-2, tal como aparece en la Figura 15.1
12
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Circulación de corrientes por Tierra Esquemas de Puesta a Tierra
RETIE CAPITULO 15
Cuando por requerimientos de un edificio existan varias PUESTAS a TIERRA , todas ellas deben estar interconectadas eléctricamente, según criterio adoptado de IEC-61000-5-2, tal como aparece en la Figura 15.1
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Circulación de corrientes por Tierra EL CIRCUITO ELÉCTRICO SISTEMA SÓLIDAMENTE PUESTO A TIERRA I Tensión V
60 Hz
z
Pararrayos kHz a MHz
Conductor de Tierra de Protección
Electrodo de Puesta a Tierra
Conductor EQUIPOTENCIAL de TIERRAS
Circuito Monofásico
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Circulación de corrientes por Tierra
La circulación de corrientes por el conductor de Tierra en un circuito eléctrico se debe principalmente a los factores siguientes: ① Corrientes de Modo Común, causadas por UNIONES NEUTRO- TIERRA adicionales a la realizada en el punto Y del Transformador Principal. ② Corrientes de Modo Común, causadas por CARGAS CONECTADAS entre el CONDUCTOR DE FASE y el CONDUCTOR DE TIERRA. ③ Corrientes de Modo Común, causadas por la forma de conexión de EQUIPOTENCIALIZACION de los VARIADORES DE VELOCIDAD y otros equipos Electrónicos. ④ Corrientes de Modo Común, causadas por Sistema de Puesta a Tierra (SPT) mal ejecutado o MAL EQUIPOTENCIALIZADO. ⑤ Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de Fuentes de Corriente Continua, MAL EQUIPOTENCIALIZADAS. ⑥ Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de conexión entre GENERADORES y TRANSFORMADORES con conductor de NEUTRO común. ⑦ Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de conexión entre equipos conectados a diferentes circuitos o fuentes de alimentación ⑧ Corrientes de Modo Común, causadas por Inducción de corrientes sobre estructuras metálicas.
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Circulación de corrientes por Tierra
① Corrientes de Modo Común, causadas por UNIONES NEUTRO- TIERRA adicionales a la realizada en el punto Y del Transformador Principal.
L1 L2 N
Cable de Comunicación
Modo Diferencial
Modo Común
L3 SISTEMA SÓLIDAMENTE PUESTO A TIERRA
Corriente en Modo Diferencial y en Modo Común
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Circulación de corrientes por Tierra
① Corrientes de Modo Común, causadas por UNIONES NEUTRO- TIERRA adicionales a la realizada en el punto Y del Transformador Principal. Instalación correctamente ejecutada TRANSFORMADOR
L1 L2 10 A Neutro
Modo Diferencial 10 A
Fase
L3 Tierra 0A
Electrodo de Puesta a Tierra
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Circulación de corrientes por Tierra
① Corrientes de Modo Común, causadas por UNIONES NEUTRO- TIERRA adicionales a la realizada en el punto Y del Transformador Principal. Instalación Incorrectamente ejecutada L1 L2 N
10 A Modo Común
PROHIBIDA POR EL RETIE
L3
10 A Electrodo de Puesta a Tierra
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Circulación de corrientes por Tierra ① Circulación de Corrientes de Modo Común, causadas por UNIONES NEUTRO- TIERRA adicionales
Instalación Eléctrica Correctamente Instalada Tablero de Distribución Secundaria 2
10 A
Fase Neutro Tablero de Distribución Principal
AT 13,8 kV/ √3
BT
10 A
10 A
10 A
0 A Tablero de Distribución Secundaria 1
10 A
120 V 10 A
Tierra 0 A
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Circulación de corrientes por Tierra
SISTEMA ELECTRICO Tensión Neutro - Tierra Instalación Correctamente ejecutada
13,8 kV/ √3
FUENTE: SEGELECTRICA
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Circulación de corrientes por Tierra
① Circulación de Corrientes de Modo Común, causadas por UNIONES NEUTRO- TIERRA adicionales
Instalación Eléctrica Incorrectamente Instalada Tablero de Distribución Secundaria 2
UNIONES NEUTRO- TIERRA
10 A
Fase Neutro Tablero de Distribución Principal
AT 6 581 V
BT
10 A
10 A
10 A UNION NEUTRO-TIERRA
10 A
Tablero de Distribución Secundaria 1
120 V 10 A
Tierra
PROHIBIDA POR NTC 2050 21
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Circulación de corrientes por Tierra ① Circulación de Corrientes de Modo Común, causadas por UNIONES NEUTRO- TIERRA adicionales
Instalación Eléctrica Incorrectamente Instalada Lazos de corrientes circulantes de Modo Común UNIONES NEUTRO- TIERRA
Tablero de Distribución Secundaria 2 10 A
Fase Neutro
10 A
5A Tablero de Distribución Principal
AT 13,8 kV/ √3
BT
10 A
10 A
5 A Tablero de
UNION NEUTRO-TIERRA
Distribución Secundaria 1
5A
120 V 5 A 5A 5 A Tierra Al unir el Neutro y la Tierra en el tablero de distribución secundario aparecen corrientes circulantes de MODO COMUN por el conductor de Tierra
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① Circulación de Corrientes de Modo Común, causadas por UNIONES NEUTRO- TIERRA adicionales
Instalación Eléctrica Incorrectamente Instalada Tablero de Distribución Secundaria 2
Lazos de corrientes circulantes de Modo Común
Neutro
UNIONES NEUTRO- TIERRA Tablero de Distribución Principal
AT 13,8 kV/ √3
BT
10 A
10 A
Fase 10 A
5A 10 A
5 A Tablero de 10 A
UNION NEUTRO-TIERRA
Distribución Secundaria 1
120 V 5 A 2,5 A
2,5 A
Tierra
2,5 A
① Circulación de Corrientes de Modo Común, causadas por UNIONES NEUTRO- TIERRA adicionales
Instalación Eléctrica Incorrectamente Instalada Tablero de Distribución Secundaria 2
Lazos de corrientes circulantes de Modo Común
10 A
Fase
UNIONES NEUTRO- TIERRA
Neutro
10 A
2,5 A
5A Tablero de Distribución Principal
AT 13,8 kV/ √3
BT
10 A
10 A
2,5 Tablero A de 10 A
UNION NEUTRO-TIERRA
Distribución Secundaria 1
120 V 5 A 2,5 A
2,5 A
Tierra
2,5 A
2,5 A
① Circulación de Corrientes de Modo Común, causadas por UNIONES NEUTRO- TIERRA adicionales
Instalación Eléctrica Incorrectamente Instalada LAZOS DE TIERRA MULTIPLES
TS2 10 A 5 A
10 A
2,5 A
10 A
2,5 A
TP TS1 20 A
5 A
120 V 10 A
13,8 kV/ √3 10 A 8 A
2,5 A 10 A 10 A
5 A
2 A 0,5 A
5,5 A 8 A
8 A
① Circulación de Corrientes de Modo Común, causadas por UNIONES NEUTRO- TIERRA adicionales
ACCIONES DE MEJORA
Tablero de Distribución Secundaria 2
TRANSFORMADOR DE AISLAMIENTO
10 A
Fase Neutro
Tablero de Distribución Principal
10 A
10 A 13,8 kV/ √3
10 A
Tablero de Distribución Secundaria 2
10 A 10 A
120 V
Tierra
① Circulación de Corrientes de Modo Común, causadas por UNIONES NEUTRO- TIERRA adicionales
ACCIONES DE MEJORA
Tablero de Distribución Secundaria 2
TRANSFORMADOR DE AISLAMIENTO
10 A
Fase Neutro
Tablero de Distribución Principal
10 A
10 A 13,8 kV/ √3
10 A
Tablero de Distribución Secundaria 2
10 A 10 A
120 V
Tierra
① Circulación de Corrientes de Modo Común, causadas por UNIONES NEUTRO- TIERRA adicionales
ACCIONES DE MEJORA Tablero de Distribución Secundaria 2 Fase
10 A
Neutro Tablero de Distribución Principal
13,8 kV/ √3
10 A
10 A
10 A 120 V
Tierra
TRANSFORMADOR DE AISLAMIENTO
Tablero de Distribución Secundaria 1
Circulación de corrientes por Tierra ① Circulación de Corrientes de Modo Común, causadas por UNIONES NEUTRO- TIERRA adicionales
ACCIONES DE MEJORA UPS
Tablero de Distribución Secundaria 2 Fase
10 A
Neutro Tablero de Distribución Principal
10 A
UPS
10 A
Tablero de Distribución Secundaria 1
10 A 13,8 kV/ √3
(Fuente de Alimentación No interrumpida)
120 V
Tierra
29
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Circulación de corrientes por Tierra 2.- Corrientes de Modo Común, causadas por CARGAS CONECTADAS entre el CONDUCTOR DE FASE y el CONDUCTOR DE TIERRA.
Instalación Eléctrica Incorrectamente Instalada
CORRIENTE DE RETORNO POR EL CONDUCTOR DE TIERRA CONEXIÓN ERRONEA
30
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Circulación de corrientes por Tierra 2.- Corrientes de Modo Común, causadas por CARGAS CONECTADAS entre el CONDUCTOR DE FASE y el CONDUCTOR DE TIERRA.
Instalación Eléctrica Correctamente Instalada
CORRIENTE DE RETORNO POR EL CONDUCTOR DE NEUTRO CONEXIÓN CORRECTA
31
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Circulación de corrientes por Tierra 2.- Corrientes de Modo Común, causadas por CARGAS CONECTADAS entre el CONDUCTOR DE FASE y el CONDUCTOR DE TIERRA.
Instalación Eléctrica Correctamente Instalada
220/120 V
CORRIENTE DE RETORNO POR EL CONDUCTOR DE NEUTRO CONEXIÓN CORRECTA
32
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Circulación de corrientes por Tierra ③ Corrientes de Modo Común, causadas por la forma de conexión de EQUIPOTENCIALIZACION de los VARIADORES DE VELOCIDAD y otros equipos Electrónicos. Corrientes relacionadas con el RUIDO ELÉCTRICO
Estas corrientes de ruido pueden hacer que los equipos sensibles funcionen mal si se les permite propagarse.
Utilizar esquemas de conexión a tierra adecuados para reducir el ruido al instalar Variadores PWM de CA para reducir señales que pueden producir corrientes de ruido en modo común de alta frecuencia (acopladas de salida a tierra). Fuente: Rockwell Automation Publication DRIVES-IN001N-EN-P - August 2016
33
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Circulación de corrientes por Tierra Circulación de corrientes por Tierra
Abrazadera
Diseño de SPT ACEPTABLE para la instalación de una VARIADOR DE VELOCIDAD
Sin embargo, el conducto no ofrece el bajo camino de impedancia para cualquier ruido de alta frecuencia. Si el conduit está montado de manera que esté en contacto el acero estructural de un edificio, es probable que el acero estructural ofrece una impedancia baja y provoca ruido en la red ó malla de tierra. Fuente: Rockwell Automation Publication DRIVES-IN001N-EN-P - August 2016
34
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Circulación de corrientes por Tierra Circulación de corrientes por Tierra Diseño de SPT ACEPTABLE para la instalación de una VARIADOR DE VELOCIDAD
Este esquema reemplaza el conducto con cable apantallado o blindado que tiene una chaqueta exterior de PVC. Esta chaqueta de PVC evita el contacto accidental con el acero estructural del edificio y reduce la posibilidad de que el ruido puede entrar la red de tierra.
Fuente: Rockwell Automation Publication DRIVES-IN001N-EN-P - August 2016
35
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Circulación de corrientes por Tierra Recomendaciones Óptimas de puesta a tierra
Este esquema proporciona la mejor contención de ruido de modo común. Utiliza el PVC con chaqueta y cable blindado tanto en la entrada como en la salida del variador de velocidad . Este método también proporciona una ruta de ruido contenida en el transformador, limpiando la malla de puesta a tierra.
Fuente: Rockwell Automation Publication DRIVES-IN001N-EN-P - August 2016
36
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Circulación de corrientes por Tierra Circulación de corrientes por Tierra ④ Corrientes de Modo Común, causadas por Sistema de Puesta a Tierra (SPT) mal ejecutado o MAL EQUIPOTENCIALIZADO.
FUENTE: IEEE FUNDAMENTALS Std 1100-1999
37
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Circulación de corrientes por Tierra
Fuente: ABB SWITHGEAR MANUAL
38
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Circulación de corrientes por Tierra
⑤ Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de Fuentes de Corriente Continua, MAL EQUIPOTENCIALIZADAS.
+
+
-
-
Gnd
39
Copyright: 2021 Eng Jairo Flechas V.
Circulación de corrientes por Tierra
⑤ Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de Fuentes de Corriente Continua, MAL EQUIPOTENCIALIZADAS.
+
-
+ Gnd
40
-
Copyright: 2021 Eng Jairo Flechas V.
Circulación de corrientes por Tierra
⑤ Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de Fuentes de Corriente Continua, MAL EQUIPOTENCIALIZADAS.
+
-
+ Gnd
41
-
Copyright: 2021 Eng Jairo Flechas V.
Circulación de corrientes por Tierra
⑤ Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de Fuentes de Corriente Continua, MAL EQUIPOTENCIALIZADAS.
+
+
-
-
Gnd
42
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Circulación de corrientes por Tierra ⑥ Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de conexión entre GENERADORES y TRANSFORMADORES con conductor de NEUTRO común. CIRCUITOS Y SISTEMAS DE CORRIENTE ALTERNA (C.A.) QUE SE DEBEN PONER A TIERRA Ejemplo: Sistemas derivados independientes Sistemas derivados independientes: Sistema de alambrado cuya energía procede de una fuente de energía eléctrica, que no tiene conexión eléctrica directa, ni siquiera mediante un conductor del circuito sólidamente puesto a tierra, con conductores que proceden de otro sistema.
Fuente: HANDBOOK NEC 2005
43
Copyright: 2021 Eng Jairo Flechas V.
Circulación de corrientes por Tierra Circulación de corrientes por Tierra ⑥ Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de conexión entre GENERADORES y TRANSFORMADORES con conductor de NEUTRO común.
Fuente: Siemens
44
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Circulación de corrientes por Tierra Circulación de corrientes por Tierra ⑥ Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de conexión entre GENERADORES y TRANSFORMADORES con conductor de NEUTRO común.
Fuente: ABB ELECTRICAL INSTALLATIONS HANDBOOK
45
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Circulación de corrientes por Tierra SISTEMA DE PUESTA A TIERRA SUBESTACIONES ELECTRICAS 34,5 kV
GENERADOR EMERGENCIA
TRANSFORMADOR
25 OHMIOS
100 A TABLERO DISTRIBUCÓN PRINCIPAL 440 V
BARRAJE DE TIERRA
BARRAJE DE NEUTRO
440 V
TRANSFORMADOR
100 A
M MOTOR
M
M
MOTOR
MOTOR
TABLERO DISTRIBUCÓN PRINCIPAL 220 V BARRAJE DE NEUTRO
BARRAJE DE TIERRA ILUMINACIÓN
CORRIENTES CIRCULANTES POR CONDUCTORES DE NEUTROS Y TIERRA
46
1 220V
UPS
M
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Circulación de corrientes por Tierra ⑥ Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de conexión entre GENERADORES y TRANSFORMADORES con conductor de NEUTRO común. TABLERO DE DISTRIBUCIÓN PRINCIPAL
TRANSFORMADOR
FASE
NEUTRO
N G
N TIERRA
G
TUBERÍA
Electrodo de Puesta a Tierra
TABLERO DE DISTRIBUCIÓN SECUNDARIO
Fuente: ONAN Corp LARRY BEY
47
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Circulación de corrientes por Tierra ⑥ Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de conexión entre GENERADORES y TRANSFORMADORES con conductor de NEUTRO común.
Fuente: ONAN Corp LARRY BEY
48
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Circulación de corrientes por Tierra ⑥ Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de conexión entre GENERADORES y TRANSFORMADORES con conductor de NEUTRO común.
Operación Normal Teóricamente TRANSFORMADOR
Pn = 500 kVA Vn = 480 / 277 V
100 A
100 A
FASE
Pn = 500 kVA (400 kW) Vn = 480 / 277 V
FASE
NEUTRO
Z=6%
N G
N
N TIERRA
G
TUBERÍA
Electrodo de Puesta a Tierra
GENERADOR
100 A
Z=6% In = 601 A
TABLERO DE TRANSFERENCIA
In = 601 A
G TUBERÍA
100 A
100 A
TUBERÍA
Cargas Monofásicas TABLERO DE DISTRIBUCIÓN SECUNDARIO
Fuente: ONAN Corp LARRY BEY
49
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Circulación de corrientes por Tierra ⑥ Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de conexión entre GENERADORES y TRANSFORMADORES con conductor de NEUTRO común.
Operación Normal Realmente TRANSFORMADOR
Pn = 500 kVA Vn = 480 / 277 V
100 A
100 A
FASE
G
TIERRA
Z=6%
N
N
50 A
50 A
G
TUBERÍA
Electrodo de Puesta a Tierra
Pn = 500 kVA (400 kW) Vn = 480 / 277 V
50 A
NEUTRO
N
GENERADOR
FASE
50 A
Z=6% In = 601 A
TABLERO DE TRANSFERENCIA
In = 601 A
G TUBERÍA
100 A
100 A
TUBERÍA
Cargas Monofásicas TABLERO DE DISTRIBUCIÓN SECUNDARIO
Fuente: ONAN Corp LARRY BEY
50
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Circulación de corrientes por Tierra ⑥ Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de conexión entre GENERADORES y TRANSFORMADORES con conductor de NEUTRO común.
Operación en condición de Falla con Neutro TRANSFORMADOR 10 000 A Pn = 500 kVA
FASE
10 000 A
Vn = 480 / 277 V
TABLERO DE TRANSFERENCIA
GENERADOR
Pn = 500 kVA (400 kW) Vn = 480 / 277 V
FASE
5 000 A
Z=6%
NEUTRO
5 000 A
N
In = 601 A
G
N
N 5 000 A TIERRA
G
TUBERÍA
Electrodo de Puesta a Tierra
Operación con Red Fuente: ONAN Corp LARRY BEY
Z=6%
5 000 A
In = 601 A
G
TUBERÍA
10 000 A TUBERÍA
10 000 A
Cargas Monofásicas TABLERO DE DISTRIBUCIÓN SECUNDARIO
51
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Circulación de corrientes por Tierra ⑥ Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de conexión entre GENERADORES y TRANSFORMADORES con conductor de NEUTRO común.
Operación en condición de Falla con Neutro TABLERO DE TRANSFERENCIA
TRANSFORMADOR
GENERADOR 10 000 A
Pn = 500 kVA
FASE
Vn = 480 / 277 V
NEUTRO
5 000 A
N G
5 000 A TIERRA
N G
Pn = 500 kVA (400 kW) Vn = 480 / 277 V Z=6%
N
TUBERÍA
Electrodo de Puesta a Tierra
10 000 A
5 000 A
Z=6% In = 601 A
FASE
5 000 A
In = 601 A
G
TUBERÍA
10 000 A TUBERÍA
10 000 A
Cargas Monofásicas TABLERO DE DISTRIBUCIÓN SECUNDARIO
Fuente: ONAN Corp LARRY BEY
52
Operación con Planta Copyright: 2021 Eng Jairo Flechas V.
Circulación de corrientes por Tierra ⑥ Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de conexión entre GENERADORES y TRANSFORMADORES con conductor de NEUTRO común.
Operación en condición de Falla a Tierra TRANSFORMADOR 10 000 A Pn = 500 kVA
FASE
10 000 A
Vn = 480 / 277 V
TABLERO DE TRANSFERENCIA
GENERADOR
Pn = 500 kVA (400 kW) Vn = 480 / 277 V
FASE
5 000 A
Z=6%
NEUTRO
5 000 A
N
In = 601 A
G
N
N 5 000 A TIERRA
G
TUBERÍA
Electrodo de Puesta a Tierra
Operación con Red Fuente: ONAN Corp LARRY BEY
Z=6%
5 000 A
In = 601 A
G
TUBERÍA
10 000 A TUBERÍA
10 000 A
Cargas Monofásicas TABLERO DE DISTRIBUCIÓN SECUNDARIO
53
Copyright: 2021 Eng Jairo Flechas V.
Circulación de corrientes por Tierra ⑥ Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de conexión entre GENERADORES y TRANSFORMADORES con conductor de NEUTRO común.
Operación en condición de Falla a Tierra TABLERO DE TRANSFERENCIA
TRANSFORMADOR
GENERADOR 10 000 A
Pn = 500 kVA
FASE
Vn = 480 / 277 V
NEUTRO
5 000 A
N G
5 000 A TIERRA
N G
Pn = 500 kVA (400 kW) Vn = 480 / 277 V Z=6%
N
TUBERÍA
Electrodo de Puesta a Tierra
10 000 A
5 000 A
Z=6% In = 601 A
FASE
5 000 A
In = 601 A
G
TUBERÍA
10 000 A TUBERÍA
10 000 A
Cargas Monofásicas TABLERO DE DISTRIBUCIÓN SECUNDARIO
Fuente: ONAN Corp LARRY BEY
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Operación con Planta Copyright: 2021 Eng Jairo Flechas V.
Circulación de corrientes por Tierra ⑥ Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de conexión entre GENERADORES y TRANSFORMADORES con conductor de NEUTRO común.
Operación Normalizada con 4 polos
SOLUCIÓN 1 TRANSFORMADOR
Pn = 500 kVA 100 A
Vn = 480 / 277 V
TABLERO DE TRANSFERENCIA
100 A
FASE
GENERADOR
Pn = 500 kVA (400 kW) Vn = 480 / 277 V
FASE
50 A
Z=6%
NEUTRO
N
In = 601 A
G
Z=6%
N
50 A TIERRA
G
TUBERÍA
Electrodo de Puesta a Tierra
Operación con Red Fuente: ANSI IEEE 446-1995 (R2000) ORANGE BOOK Fuente: ONAN Corp LARRY BEY
In = 601 A
G TUBERÍA
100 A
100 A
TUBERÍA
Cargas Monofásicas TABLERO DE DISTRIBUCIÓN SECUNDARIO
55
Copyright: 2021 Eng Jairo Flechas V.
Circulación de corrientes por Tierra ⑥ Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de conexión entre GENERADORES y TRANSFORMADORES con conductor de NEUTRO común.
SOLUCIÓN 1
Fuente: ANSI IEEE 446-1995 (R2000) ORANGE BOOK Fuente: ONAN Corp LARRY BEY
Operación Normalizada con 4 polos
56
Copyright: 2021 Eng Jairo Flechas V.
Circulación de corrientes por Tierra ⑥ Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de conexión entre GENERADORES y TRANSFORMADORES con conductor de NEUTRO común.
Operación Normalizada con 4 polos
SOLUCIÓN 1
TABLERO DE TRANSFERENCIA
TRANSFORMADOR
Pn = 500 kVA Vn = 480 / 277 V
100 A
Z=6% In = 601 A
FASE
GENERADOR 100 A
Pn = 500 kVA (400 kW) Vn = 480 / 277 V
FASE
100 A
NEUTRO
Z=6%
N G
N TIERRA
G
TUBERÍA
Electrodo de Puesta a Tierra
Sistema derivado independiente Fuente: ANSI IEEE 446-1995 (R2000) ORANGE BOOK Fuente: ONAN Corp LARRY BEY
In = 601 A
G TUBERÍA
100 A
100 A
TUBERÍA
Cargas Monofásicas TABLERO DE DISTRIBUCIÓN SECUNDARIO
57
Operación con Planta Copyright: 2021 Eng Jairo Flechas V.
Circulación de corrientes por Tierra ⑥ Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de conexión entre GENERADORES y TRANSFORMADORES con conductor de NEUTRO común.
Operación sin conductor de Neutro
SOLUCIÓN 2 TRANSFORMADOR
10 000 A Pn = 500 kVA
TABLERO DE TRANSFERENCIA
FASE
10 000 A
Vn = 480 / 277 V
GENERADOR
Pn = 500 kVA (400 kW) Vn = 480 / 277 V
FASE
5 000 A
Z=6%
N
In = 601 A
G
Z=6%
N
NEUTRO
5 000 A TIERRA
G
TUBERÍA
Electrodo de Puesta a Tierra
Operación con Red Fuente: ONAN Corp LARRY BEY
In = 601 A
G TUBERÍA
10 000 A TUBERÍA
10 000 A
Cargas Trifásicas TABLERO DE DISTRIBUCIÓN SECUNDARIO
58
Copyright: 2021 Eng Jairo Flechas V.
Circulación de corrientes por Tierra ⑥ Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de conexión entre GENERADORES y TRANSFORMADORES con conductor de NEUTRO común. 34,5 kV
SOLUCIÓN 2
25 OHMIOS
TABLERO DISTRIBUCÓN PRINCIPAL 480 V
GENERADOR EMERGENCIA
TRANSFORMADOR
BARRAJE DE TIERRA
BARRAJE DE NEUTRO
480 V
TRANSFORMADOR
M MOTOR
M
M
MOTOR
MOTOR
BARRAJE DE NEUTRO
BARRAJE DE TIERRA ILUMINACIÓN
1 220V
UPS
Cargas Trifásicas M
Cargas Monofásicas
Operación sin conductor de Neutro 59
Copyright: 2021 Eng Jairo Flechas V.
Circulación de corrientes por Tierra ⑥ Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de conexión entre GENERADORES y TRANSFORMADORES con conductor de NEUTRO común.
Operación sin conductor de Neutro
SOLUCIÓN 2
TABLERO DE TRANSFERENCIA
TRANSFORMADOR
GENERADOR 10 000 A
Pn = 500 kVA
FASE
FASE
Vn = 480 / 277 V Z=6% In = 601 A
NEUTRO
N TIERRA
5 000 A
G
TUBERÍA
In = 601 A
G
TUBERÍA
10 000 A
10 000 A
TUBERÍA
Cargas Trifásicas TABLERO DE DISTRIBUCIÓN SECUNDARIO
Fuente: ONAN Corp LARRY BEY
Pn = 500 kVA (400 kW) Vn = 480 / 277 V Z=6%
N G
Electrodo de Puesta a Tierra
10 000 A
60
Operación con Planta Copyright: 2021 Eng Jairo Flechas V.
Circulación de corrientes por Tierra ⑥ Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de conexión entre GENERADORES y TRANSFORMADORES con conductor de NEUTRO común.
Instalación de protección diferencial de Falla a Tierra
SOLUCIÓN 3
TABLERO DE TRANSFERENCIA
TRANSFORMADOR
Pn = 500 kVA
Pn = 500 kVA (400 kW) Vn = 480 / 277 V
FASE
FASE
Vn = 480 / 277 V
GENERADOR
GFCI
GFCI
Z=6% In = 601 A
N G
Z=6%
NEUTRO
N
N
TIERRA
G
TUBERÍA
In = 601 A
G TUBERÍA
Electrodo de Puesta a Tierra
TUBERÍA
Cargas Monofásicas TABLERO DE DISTRIBUCIÓN SECUNDARIO
Fuente: ONAN Corp LARRY BEY
61
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Circulación de corrientes por Tierra ⑥ Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de conexión entre GENERADORES y TRANSFORMADORES con conductor de NEUTRO común.
SOLUCIÓN 4 TRANSFORMADOR
TABLERO DE TRANSFERENCIA
100 A
FASE
GENERADOR
FASE
100 A NEUTRO
N G
N
N TIERRA
G
TUBERÍA
Electrodo de Puesta a Tierra
G TUBERÍA
100 A
100 A
TUBERÍA
Cargas Monofásicas TABLERO DE DISTRIBUCIÓN SECUNDARIO
Fuente: ONAN Corp LARRY BEY
62
Copyright: 2021 Eng Jairo Flechas V.
Circulación de corrientes por Tierra ⑥ Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de conexión entre GENERADORES y TRANSFORMADORES con conductor de NEUTRO común.
SOLUCIÓN PALEATIVA con FALLA a NEUTRO
SOLUCIÓN 4
TABLERO DE TRANSFERENCIA
TRANSFORMADOR
GENERADOR 10 000 A
Pn = 500 kVA
FASE
FASE
Vn = 480 / 277 V Z=6% In = 601 A
10 000 A
NEUTRO
N G
TIERRA
G
Pn = 500 kVA (400 kW) Vn = 480 / 277 V Z=6%
N
N
TUBERÍA
Electrodo de Puesta a Tierra
10 000 A
In = 601 A
G TUBERÍA
10 000 A TUBERÍA
10 000 A
Cargas Monofásicas TABLERO DE DISTRIBUCIÓN SECUNDARIO
Fuente: ONAN Corp LARRY BEY
63
Copyright: 2021 Eng Jairo Flechas V.
Circulación de corrientes por Tierra ⑥ Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de conexión entre GENERADORES y TRANSFORMADORES con conductor de NEUTRO común.
SOLUCIÓN PALEATIVA con FALLA a Tierra
SOLUCIÓN 4
TABLERO DE TRANSFERENCIA
TRANSFORMADOR
GENERADOR 10 000 A
Pn = 500 kVA
FASE
FASE
Vn = 480 / 277 V 10 000 A
Z=6% In = 601 A
NEUTRO
N G
10 000 A
TIERRA
G
Pn = 500 kVA (400 kW) Vn = 480 / 277 V Z=6%
N
N
10 000 A
TUBERÍA
Electrodo de Puesta a Tierra
10 000 A
In = 601 A
G TUBERÍA
10 000 A TUBERÍA
10 000 A
Cargas Monofásicas TABLERO DE DISTRIBUCIÓN SECUNDARIO
Fuente: ONAN Corp LARRY BEY
64
Copyright: 2021 Eng Jairo Flechas V.
Circulación de corrientes por Tierra ⑥ Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de conexión entre GENERADORES y TRANSFORMADORES con conductor de NEUTRO común.
SOLUCIÓN PALEATIVA con FALLA a Tierra
SOLUCIÓN 4
TABLERO DE TRANSFERENCIA
TRANSFORMADOR
GENERADOR 10 000 A
Pn = 500 kVA
FASE
FASE
Vn = 480 / 277 V 10 000 A
Z=6% In = 601 A
NEUTRO
N G
10 000 A
TIERRA
G
Pn = 500 kVA (400 kW) Vn = 480 / 277 V Z=6%
N
N
10 000 A
TUBERÍA
Electrodo de Puesta a Tierra
10 000 A
In = 601 A
G TUBERÍA
10 000 A TUBERÍA
10 000 A
Cargas Monofásicas TABLERO DE DISTRIBUCIÓN SECUNDARIO
Fuente: ONAN Corp LARRY BEY
65
Copyright: 2021 Eng Jairo Flechas V.
Circulación de corrientes por Tierra ⑦ Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de conexión entre equipos conectados a diferentes circuitos o fuentes de alimentación
PROBLEMA !!
Fuente FIPS PUB 1994
SOLUCIÓN
66
Copyright: 2021 Eng Jairo Flechas V.
Circulación de corrientes por Tierra ⑦ Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de conexión entre equipos conectados a diferentes circuitos o fuentes de alimentación
PROBLEMA !!
Fuente FIPS PUB 1994
SOLUCIÓN
67
Copyright: 2021 Eng Jairo Flechas V.
Circulación de corrientes por Tierra ⑦ Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de conexión entre equipos conectados a diferentes circuitos o fuentes de alimentación
Fuente FIPS PUB 1994
68
Copyright: 2021 Eng Jairo Flechas V.
Circulación de corrientes por Tierra
Sentido de la corriente
⑧ Corrientes de Modo Común, causadas por Inducción de corrientes sobre estructuras metálicas.
Conductor Eléctrico
Sentido del Campo Magnético producido
Regla de la mano Derecha
Si un conductor portador de corriente se sujeta con la mano derecha con el pulgar apuntando en la dirección del flujo de la corriente, los dedos apuntarán en la dirección de las líneas magnéticas de flujo. 69
Copyright: 2021 Eng Jairo Flechas V.
Circulación de corrientes por Tierra ⑧ Corrientes de Modo Común, causadas por Inducción de corrientes sobre estructuras metálicas.
Inducciones Electromagnéticas
70
Copyright: 2021 Eng Jairo Flechas V.
Circulación de corrientes por Tierra ⑧ Corrientes de Modo Común, causadas por Inducción de corrientes sobre estructuras metálicas.
Inducciones Electromagnéticas
71
Copyright: 2021 Eng Jairo Flechas V.
Circulación de corrientes por Tierra ⑧ Corrientes de Modo Común, causadas por Inducción de corrientes sobre estructuras metálicas.
Inducciones Electromagnéticas
30 Amperios
1 800 Amperios
72
Copyright: 2021 Eng Jairo Flechas V.
Circulación de corrientes por Tierra ⑧ Corrientes de Modo Común, causadas por Inducción de corrientes sobre estructuras metálicas.
Cable
Sentido de la Corriente
SECCION 300. NTC 2050 METODOS DE ALAMBRADO
x Sentido del Campo Magnético
73
Copyright: 2021 Eng Jairo Flechas V.
Circulación de corrientes por Tierra ⑧ Corrientes de Modo Común, causadas por Inducción de corrientes sobre estructuras metálicas.
Inducciones electromagnéticas
74
Copyright: 2021 Eng Jairo Flechas V.
Circulación de corrientes por Tierra ⑧ Corrientes de Modo Común, causadas por Inducción de corrientes sobre estructuras metálicas.
Inducciones electromagnéticas
75
Copyright: 2021 Eng Jairo Flechas V.
Circulación de corrientes por Tierra ⑧ Corrientes de Modo Común, causadas por Inducción de corrientes sobre estructuras metálicas.
Inducciones electromagnéticas
76
Copyright: 2021 Eng Jairo Flechas V.
Circulación de corrientes por Tierra ⑧ Corrientes de Modo Común, causadas por Inducción de corrientes sobre estructuras metálicas.
Inducciones electromagnéticas
En Aluminio No se inducen corrientes 77
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Circulación de Preguntas corrientes por Tierra
78
Copyright: 2021 Eng Jairo Flechas V.
Circulación de corrientes por Tierra
MUCHAS GRACIAS POR SU AMABLE ATENCIÓN ESPERAMOS QUE ESTA PRESENTACION CONTRIBUYA EN EL FUTURO A UNA MAYOR PRODUCTIVIDAD Y COMPETIVIDAD DE NUESTRO PAIS Y A UN MUNDO MÁS SEGURO, EFICIENTE Y SOSTENIBLE. ING. JAIRO FLECHAS VILLAMIL gerencia1@genelec.net Cel 315-3340 761 79
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