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LUIS EDUARDO SOLÍS I.E.
INGENIERÍA ELÉCTRICA
FORMATO MEMORIAS DE CÁLCULO
LS-F-CON-297-EL
30 –Abr-09
Rev. 01
Pág. 1 de 9
Nombre del documento: MEDIDA DE RESISTIVIDAD DEL TERRENO- SUBESTACION CUMARAL 34.5kV
Consecutivo del documento: LS-F-CON-C297-EL-01
MEDIDA DE RESISTIVIDAD DEL TERRENO
SUBESTACION CUMARAL 34.5kV
REVISIÓN
A
FECHA
DESCRIPCIÓN
ELABORÓ
APROBÓ LA
SALIDA AL
CLIENTE
APROBÓ
CLIENTE
02-05-10
Revisión inicial
LES IE
LES
MAC
FIRMAS
Luis Eduardo Solís I.E., garantiza que lo presentado se ha realizado cumpliendo con las condiciones requeridas por el Sistema de Calidad de la
empresa. Si desean expresar algún comentario les rogamos se dirijan al responsable del proceso que lo ha elaborado, o si lo prefieren, al Gerente
General en la Cra. 33ª No. 40 – 50 oficina 302 edificio Office Center – Villavicencio (Meta).
Teléfono: 6 62 53 74, fax: 6 62 85 13,
E-mail: [email protected]
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CONTENIDO
1
OBJETIVO _______________________________________________________________ 3
2
ALCANCE ________________________________________________________________ 3
3
DESARROLLO DE LA CONSULTORÍA_________________________________________ 3
3.1
MEDICIÓN DE RESISTIVIDAD DEL TERRENO ____________________________________ 5
3.2
ANALISIS DE LOS VALORES DE RESITIVIDAD TOMADOS EN TERRENO._____________ 6
4
CONCLUSIONES __________________________________________________________ 8
5
REFERENCIAS ____________________________________________________________ 8
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empresa. Si desean expresar algún comentario les rogamos se dirijan al responsable del proceso que lo ha elaborado, o si lo prefieren, al Gerente
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OBJETIVO
Presentar al Cliente ELECTRIFICADORA DEL META SA-ESP los criterios aplicados para medir la
resistividad del Terreno de la Subestación Cumaral 34.kV
2
ALCANCE
Describir la Metodología aplicada para medir la resistividad del terreno y el análisis de los
valores tomados en el terreno donde actualmente existe la subestación Cumaral 34.5kV.
3
DESARROLLO DE LA CONSULTORÍA
Para efectuar la medición de la resistividad del terreno, se desplazaron hasta el lote donde se
localiza la subestación Cumaral 34.5kV, los ingenieros de LES IE, los cuales realizaron las
mediciones de resistividad del terreno y recolectaron la información necesaria para dicha
labor, cumpliendo a cabalidad con los procedimientos para la realización trabajo seguro
implementados por nuestro sistema de calidad y exigidos por el Cliente.
Las mediciones de resistividad del terreno se realizaron en la zona verde vecina al patio de
conexiones 34.5kV existente, como se muestra en la Figura 1.
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FIGURA No 1
A Restrepo ←
→ A Yopal
Subestación Cumaral
Entrada
D1
Caseta de control
D2
Patio de conexiones
Existente
A) Medición de Resistividad del Terreno
DISTANCIA
DIRECCION 1
DIRECCION 2
Separación
entre
electrodos
a [m]
Medida
Dirección 1
[Ω.m]
Medida
Dirección 2
[Ω.m]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
167,5
258
404
477
440
343
318
275
262
204
306
280
245
213
163
115,9
125,3
149,3
Notas:
1. Equipo utilizado: EUROTEST 61557-MI 2086 Serie
Se anexa certificación de calibración del equipo utilizado.
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MEDICIÓN DE RESISTIVIDAD DEL TERRENO
Para la medición de la resistividad del terreno se usó un telurómetro digital EUROTEST 61557SERIE No. 17011191, con el método de Wenner, el cual consiste en la inyección de corriente al
terreno y la medición de la tensión que aparece entre dos electrodos dispuestos en el camino
de la corriente a una distancia conocida. La razón entre la corriente conocida y la tensión
medida proporciona la resistencia del camino de la corriente. Conocida la distancia
interelectródica se puede calcular la resistividad del terreno mediante la relación:
ρ = 2πRd donde R es la resistencia medida y d es la distancia interelectródica.
La figura 2 muestra esquemáticamente la conexión del equipo para la medición de resistividad
del terreno.
Figura 2. Conexión del equipo para la medición de resistividad
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Para realizar las mediciones, se desplegaron los electrodos tomando como referencia dos (2)
ejes en forma de cruz, dispuestos en la zona donde se encuentra la subestación Cumaral 34.5
kV.
En cada eje se realizaron mediciones variando la separación entre electrodos desde 1, hasta 9
metros. En total se realizaron nueve (9) mediciones por cada eje. La Figura 1 presenta la
ubicación exacta de los ejes seleccionados para la medida.
Una vez se construya la malla de puesta a tierra de la subestación debe verificarse que la
resistencia de puesta a tierra corresponda al valor calculado en diseño. Al interconectar todos
los sistemas de puesta a tierra el valor de resistencia medido debe ser inferior. De no ser así,
deben instalarse contrapesos adicionales.
3.2
ANALISIS DE LOS VALORES DE RESITIVIDAD TOMADOS EN TERRENO.
De acuerdo con la recomendación de la norma IEEE 80-2000, en su numeral 13.1 , los valores
tomados en terreno se deben tabular , con el fin de determinar si el suelo tiene un
comportamiento homogéneo o si es necesario asumir que el suelo es de tipo de dos capas.
Un suelo se considera de tipo homogéneo , cuando los valores de resistividad tomados en
terreno tiene un comportamiento uniforme es decir ,no tienen una desviación mayor al 30%
respecto al valor mas alto medido. Si se encuentran valores con desviaciones mayores al 30% ,
se debe asumir que el suelo es de dos capas , ver Tabla No 1 :
TABLA No 1
DESVIACION DESVIACION
Medida
Medida
DESVIACION DESVIACION
DEL 30% DEL DEL 30% DEL
SEPARACION Dirección 1 Dirección 2 PROMEDIO
50%
50%
VALOR MAS VALOR MAS
[Ω.m]
[Ω.m]
MUESTRA 1 MUESTRA 2
ALTO 1
ALTO 2
1
167,5
204
185,75
-36,47
-22,63
-9,83
9,83
2
258
306
282,00
-2,15
16,06
38,90
64,74
3
404
280
342,00
53,22
6,19
117,50
50,74
4
477
245
361,00
80,91
-7,08
156,80
31,90
5
440
213
326,50
66,88
-19,22
136,88
14,67
6
343
163
253,00
30,09
-38,18
84,66
-12,25
7
318
115,9
216,95
20,61
-56,04
71,20
-37,60
8
275
125,3
200,15
4,30
-52,48
48,05
-32,54
9
262
149,3
205,65
-0,63
-43,38
41,05
-19,62
10
11
PROMEDIO
327,17
200,17
263,67
NOTA:De las desviaciones columnas E y F , hay valores con una desviacion mayor al 50% los cuales se deben descartar
para cualquier analisis estadistico. Igualmente hay valores mayores al 30% en las columnas G y H,
por tal razon el suelo no es homogeneo.
Es necesario un analisis de suelo de dos capas.
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El modelo de suelo de dos capas ,se representa por un suelo con una capa superior de
profundidad finita y con una resistividad ρ1 y una capa inferior de profundidad infinita con
una resistividad ρ2.
Se grafica la curva de resistividad , asumiendo el promedio de las resistividades en las
direcciones tomadas en terreno y con las distancias del cuadro de la Tabla No 2.
TABLA No 2
Medida
Medida
SEPARACION Dirección 1 Dirección 2 PROMEDIO
[Ω.m]
[Ω.m]
1
167,5
204
185,75
2
258
306
282,00
3
404
280
342,00
4
477
245
361,00
5
440
213
326,50
6
343
163
253,00
7
318
115,9
216,95
8
275
125,3
200,15
9
262
149,3
205,65
PROMEDIO
327,17
200,17
263,67
FIGURA No 3
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Se asume como ρ1 el valor mas alto de la resistividad promedio y como ρ2 el valor de la
resistividad promedio menor.
Se encuentra la relación ρ2/ ρ1, y de la figura No 21 de la norma IEEE 80-2000 y sobre el eje
de las Y, se encuentra el valor de ρa/ ρ1 , donde ρa corresponde al valor de la resistividad
aparente del suelo , y cuyo valor será la base para el cálculo de la malla de puesta a tierra.
De acuerdo con la norma IEEE 80-2000 , para suelos de dos capas se deben seleccionar las resistividades ρ1 y ρ2 , como la maxima y la minima
respectivamente . Para nuestro caso se selecciona :
ρ1= 361,00
ρ2= 185,75
Se determina el valor de ρ2/ρ1 y se selecciona de la curva de la fig No 21 de la norma , el valor de ρa/ρ1 .
Entonces: ρ2/ρ1= 0,5145
DE la fig No 21 de la norma , para un valor de ρ2/ρ1
Ra/R1= 0,641292
De donde se deduce que ρa=ρ1*1=
ρa= 231,5064
4
CONCLUSIONES
De acuerdo con la recomendación de la norma IEEE 80-2000 , en su numeral 13.1, se debe
analizar los valores medidos en terreno para determinar cuando un terreno es homogéneo y
cuando se debe asumir que el suelo tiene un comportamiento de suelo de dos capas .Se
analizaron los valores tomados en terreno y se determino que el suelo tiene un
comportamiento de un suelo de dos capas. De acuerdo con los cálculos el valor de la
resistividad del terreno es el valor obtenido de ρa = 231,5 Ω-m.
5
REFERENCIAS
[1] IEEE Standard 80-2000 "IEEE Guide For Safety In Ac Substation Grounding".
[2] IEEE Standard 142-1991 "Recommended Practice For Grounding Of Industrial And
Commercial Power Systems".
[3] NEC - 2005 Edition “National Electrical Code”
[4] NTC 2050, 1998 “Norma Técnica Colombiana”
[5] Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas RETIE.
6] IEEE Std 1100–1999 (“Powering and grounding sensitive electronic equipment”).
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ELABORÓ:
REVISÓ:
APROBÓ:
Liliana Osorio (RC)
Martha Ordoñez(GG)
LUIS EDUARDO SOLIS (GG)
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