Análisis del sistema de protección de puesta a tierra y apantallamiento eléctrico en una planta minera.
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Date
2023
Authors
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Publisher
Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi; UTC.
Abstract
El presente trabajo de investigación trata sobre el análisis del sistema de protección de puesta a tierra y apantallamiento eléctrico en la planta de flotación minera Agroindustrial El Corazón. La propuesta surge ante la necesidad del departamento eléctrico para identificar las perturbaciones y comprobar el correcto rendimiento del sistema de puesta a tierra (SPT) y la evaluación de la factibilidad y diseño un sistema de protección ante descargas atmosféricas.
Se estudia el SPT con mediciones de la resistividad del suelo, la geometría y la resistencia de las tres mallas. En el software ETAP, se establece un modelo de suelo de 2 capas, se cargan las geometrías de cada malla y se aplica la técnica de elementos finitos para obtener la resistencia, voltaje de toque y de paso de cada malla. La simulación entrega que la malla 1 genera un voltaje de toque de 1823V superando el límite tolerable de 988V según IEEE-80. Se realiza las propuestas de equipotencialización de las mallas y se analiza las gráficas de los gradientes de potencial. Con las adecuaciones se obtiene una equipotencialidad en toda la instalación y obtiene voltaje de paso máximo de 900V y una distribución de potencial uniforme.
Con respecto al diseño del sistema de protección contra descargas atmosféricas, se determinó el nivel de riesgo de NPR=1. Para la protección externa se usa el método electrogeométrico de las esferas rodantes mediante la colocación de puntas captadoras de rayo en diez ubicaciones en la planta, se determina los bajantes y tomas de tierra tipo pata de ganso para drenar corrientes de rayo. De la protección interna se realiza el estudio de los DPS para media tensión en el lado MT y los DPS tipo 1 y 2 combinado, Tipo 2 y Tipo 3 que se instalan en las zonas determinadas de baja tensión.
Description
This research work deals with the analysis of the grounding and electrical shielding protection system in the Agroindustrial El Corazón mining flotation plant. The proposal arises from the need of the electrical department to identify disturbances and verify the correct performance of the grounding system (SPT) and the evaluation of the feasibility and design of a protection system against atmospheric discharges.
The SPT is studied with measurements of the soil resistivity, the geometry and the resistance of the three meshes. In the ETAP software, a 2-layer soil model is established, the geometries of each mesh are loaded and the finite element technique is applied to obtain the resistance, touch and step voltage of each mesh. The simulation shows that mesh 1 generates a touch voltage of 1823V, exceeding the tolerable limit of 988V according to IEEE-80. Proposals for equipotentialization of the meshes are made and the graphs of the potential gradients are analyzed. With the adaptations, equipotentiality is obtained throughout the installation and a maximum step voltage of 900V and a uniform potential distribution are obtained.
Regarding the design of the protection system against atmospheric discharges, the risk level of NPR=1 was determined. For external protection, the electrogeometric method of rolling spheres is used by placing lightning capture spikes in ten locations in the plant, downspouts and goose-foot type ground outlets are determined to drain lightning currents. Regarding internal protection, the study is carried out on the SPDs for medium voltage on the MV side and the SPDs type 1 and 2 combined, Type 2 and Type 3 that are installed in certain low voltage areas.
Keywords
SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA, MÉTODOS DE ELEMENTOS FINITOS, SOFTWARE ETAP, APANTALLAMIENTO ELÉCTRICO
Citation
Orbea García , Jefferson Marcelo (2023), Análisis del sistema de protección de puesta a tierra y apantallamiento eléctrico en una planta minera. Latacunga. UTC. 100p.