Optimization design of ground grid mesh of 69/13,8 KV substation using ETAP

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Saltos-González, Joan
Data de Publicação: 2023
Outros Autores: Saltos-Aráuz, Wilber, Pico-Mera, Hugo Adrián
Tipo de documento: Artigo
Idioma: eng
Título da fonte: Sapienza (Curitiba)
Texto Completo: https://journals.sapienzaeditorial.com/index.php/SIJIS/article/view/693
Resumo: This scientific document presents the analysis and optimization of the mesh of the grounding system of a 69 / 13.8 kV substation in Ecuador. The mesh is made up of horizontal and vertical conductors connected with vertical electrodes buried under the ground of the substation. The function of the structure is to effectively dissipate the high short-circuit currents generated in the system. The objective is to determine the safety parameters of the ground mesh by comparing the mesh design analysis using the IEEE method and the Finite Element Analysis (FEM) method. These two methods are used differently to determine the electrical parameters of the ground mesh, the step voltage and touch voltage, the number of horizontal conductors, the number of vertical conductors, the number of electrodes, and the earth resistance of the Substation. ETAP 16.0 software is used for analysis. First, the maximum short-circuit current of the substation of 69 / 13.8 kV is determined. Second, the analysis is performed to determine the input and output parameters of the ground mesh structure using the IEEE and FEM methods. It ends with the results of the optimization of each of the specific methods, making a comparison of the two methods used and giving a recommendation regarding the best method for the design of the ground mesh.
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spelling Optimization design of ground grid mesh of 69/13,8 KV substation using ETAPDiseño de optimización de malla de sistema de puesta a tierra en subestación de 69/13,8 kV usando ETAPProjeto de otimização de malha do sistema de aterramento em uma subestação 69/13,8 kV utilizando ETAPMalha de Aterramento, DWTP, Otimização, Corrente de Curto-Circuito, Análise de Elementos Finitos.Grounding Mesh, ETAP, Optimization, Short circuit current, Finite element analysisMalla de Puesta a tierra, ETAP, Optimización, Corriente de Cortocircuito, Análisis de Elementos Finitos.This scientific document presents the analysis and optimization of the mesh of the grounding system of a 69 / 13.8 kV substation in Ecuador. The mesh is made up of horizontal and vertical conductors connected with vertical electrodes buried under the ground of the substation. The function of the structure is to effectively dissipate the high short-circuit currents generated in the system. The objective is to determine the safety parameters of the ground mesh by comparing the mesh design analysis using the IEEE method and the Finite Element Analysis (FEM) method. These two methods are used differently to determine the electrical parameters of the ground mesh, the step voltage and touch voltage, the number of horizontal conductors, the number of vertical conductors, the number of electrodes, and the earth resistance of the Substation. ETAP 16.0 software is used for analysis. First, the maximum short-circuit current of the substation of 69 / 13.8 kV is determined. Second, the analysis is performed to determine the input and output parameters of the ground mesh structure using the IEEE and FEM methods. It ends with the results of the optimization of each of the specific methods, making a comparison of the two methods used and giving a recommendation regarding the best method for the design of the ground mesh.El documento científico presenta el análisis y optimización de la malla del sistema de puesta a tierra de una subestación del Ecuador de 69/13,8 kV. La malla está compuesta por conductores horizontales y verticales conectados con electrodos verticales enterrados debajo de la tierra de la subestación. La función de la estructura es disipar de manera efectiva las elevadas corrientes de cortocircuito generadas en el sistema. Se tiene como objetivo el determinar los parámetros de seguridad de la malla de tierra comparando el análisis del diseño de la malla usando el método IEEE y el método de Análisis de Elementos Finitos (FEM). Estos dos métodos son utilizados de manera diferente para determinar los parámetros eléctricos de la malla de tierra, el voltaje de paso y voltaje de toque, número de conductores horizontales, número de conductores verticales, número de electrodos y resistencia de tierra de la Subestación. El software ETAP 16.0 es usado para el análisis. En primer lugar, se determina la máxima corriente de cortocircuito de la subestación de 69/13,8 kV. En segundo lugar, se realiza el análisis para determinar los parámetros de entrada y salida de la estructura de la malla de tierra usando los métodos de IEEE y FEM. Se finaliza con los resultados de la optimización de cada uno de los métodos presentados, realizando una comparación de los dos métodos utilizados y se da una recomendación con respecto al mejor método para el diseño de la malla de tierra.Este documento científico apresenta a análise e otimização da malha do sistema de aterramento de uma subestação 69/13,8 kV no Equador. A malha é composta por condutores horizontais e verticais conectados com eletrodos verticais enterrados abaixo do solo da subestação. A função da estrutura é dissipar efetivamente as altas correntes de curto-circuito geradas no sistema. O objetivo é determinar os parâmetros de segurança da rede terrestre comparando a análise do projeto da rede utilizando o método IEEE e o método de Análise de Elementos Finitos (FEM). Esses dois métodos são utilizados de forma diferente para determinar os parâmetros elétricos da rede de aterramento, a tensão de passo e a tensão de toque, número de condutores horizontais, número de condutores verticais, número de eletrodos e resistência de terra da Subestação. O software ETAP 16.0 é utilizado para a análise. Primeiramente é determinada a corrente máxima de curto-circuito da subestação 69/13,8 kV. Em segundo lugar, a análise é realizada para determinar os parâmetros de entrada e saída da estrutura da rede terrestre utilizando os métodos IEEE e FEM. Termina com os resultados da otimização de cada um dos métodos apresentados, fazendo uma comparação dos dois métodos utilizados e é feita uma recomendação quanto ao melhor método para o dimensionamento da malha terrestre..Sapienza Grupo Editorial2023-09-01info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfhttps://journals.sapienzaeditorial.com/index.php/SIJIS/article/view/69310.51798/sijis.v4i3.693Sapienza: International Journal of Interdisciplinary Studies; Vol. 4 No. 3 (2023): Regular Issue: Interdisciplinary Studies; e23038Sapienza: International Journal of Interdisciplinary Studies; Vol. 4 Núm. 3 (2023): Fascículo Regular: Estudios Interdisciplinarios; e23038Sapienza: International Journal of Interdisciplinary Studies; v. 4 n. 3 (2023): Número Regular: Estudos Interdisciplinares; e230382675-9780reponame:Sapienza (Curitiba)instname:Sapienza Grupo Editorialinstacron:SAPIENZAenghttps://journals.sapienzaeditorial.com/index.php/SIJIS/article/view/693/487Copyright (c) 2023 Joan Saltos-González, Wilber Saltos-Aráuz, Hugo Adrián Pico-Merahttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0info:eu-repo/semantics/openAccessSaltos-González, Joan Saltos-Aráuz, Wilber Pico-Mera, Hugo Adrián 2023-09-26T00:56:20Zoai:ojs2.journals.sapienzaeditorial.com:article/693Revistahttps://journals.sapienzaeditorial.com/index.php/SIJISPRIhttps://journals.sapienzaeditorial.com/index.php/SIJIS/oaieditor@sapienzaeditorial.com2675-97802675-9780opendoar:2023-09-26T00:56:20Sapienza (Curitiba) - Sapienza Grupo Editorialfalse
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