Método de montecarlo para coordinación de aislamiento

COORDINACIÓN DE AISLAMIENTO ANTE DESCARGAS ATMOSFÉRICAS DE UNA LÍNEA EMPLEANDO EL MÉTODO DE SIMULACIÓN MONTECARLO
Javier Ortega Pérez, Víctor Álvarez Acevedo, Juan David Jaramillo Márquez
Universidad Nacional de Colombia sede Medellín
jdortegap@unal.edu.co
vdalvare@unal.edu.co
jdjaramim@unal.edu.co
Abstract— Con base en el método de Montecarlo lo que se desea es simular y concluir acercade diferentes casos sobre el apantallamiento de líneas de trasmisión de energía eléctrica así como las diferentes puntas que deben ser distribuidas en una zona con diferentes edificios con la ayuda del método Eletrogeométrico así como el software AUTOCAD.

La combinación de métodos estadísticos como el método Montecarlo con el método electrogeométrico puede ser de gran utilidad para poderanalizar y saber cómo puede ser el comportamiento en el tiempo de diferentes sistemas eléctricos y/o físicos frente a descargas atmosféricas.

Palabras claves — Método Montecarlo, Rayo polaridad positiva, Rayo polaridad negativa, Apantallamiento, Angulo de incidencia del Rayo.

L
Introducion
as descargas atmosféricas representan gran porcentaje de las fallas en las líneas de transmisión y en lasredes de distribución, por lo tanto se debe emplear un mecanismo que disminuya o elimine la influencia de las descargas sobre las líneas, esta función se logra conseguir con un buen diseño de apantallamiento, en líneas de transmisión el cable de guarda cumple la función de apantallar la línea disminuyendo el número de rayos que caen en ellas. A continuación conoceremos el Método de Montecarloutilizado para diseñar el apantallamiento de líneas.

Procedimiento

1. Métodos de Simulación
La combinación de métodos estadísticos como el método Montecarlo con el método Electrogeométrico puede ser de gran utilidad para poder analizar y saber cómo puede ser el comportamiento en el tiempo de diferentes sistemas eléctricos y/o físicos frente a descargas atmosféricas a los largo de diferentesperiodos de tiempo.

2.1. Método Montecarlo
El método de simulación Montecarlo es un procedimiento matemático que utiliza la función de distribución de cada una de las variables aleatorias con el fin de generar valores aleatorios de las mismas, sin necesidad de dar una solución analítica al problema que se quiere resolver. La solución analítica en la mayoría de los casos no existe o essupremamente difícil llegar a ella.

Por este método se deben realizar muchas iteraciones para poder tener convergencia. Esta convergencia no se da en un valor único. La simulación Montecarlo genera el valor de todas las variables de acuerdo al conocimiento que se tenga de todas las variables, que pueden ser determinísticas o aleatorias. En cada nueva simulación las variables toman un valor deacuerdo a la distribución de probabilidad asociada a cada una de las variables involucradas en el proceso.

Debido a la aleatoriedad de todas las variables que intervienen en la selección y coordinación de aislamiento, se hace necesario emplear un método como el anteriormente enunciado. Entre las variables que influyen en los sobrevoltajes y coordinación de aislamiento están: magnitud de lacorriente de rayo, polaridad de la descarga, el ángulo de incidencia de la descarga, el punto de impacto en el suelo, el valor de la resistencia de puesta a tierra, entre otros.

2.2. Método Electrogeométrico
El objetivo de este modelo es determinar el punto de impacto de una descarga teniendo en cuenta su intensidad máxima de corriente y la localización del canal de esta descarga, que sesupone tiene una trayectoria vertical. Al acercarse una descarga a tierra hay un momento en que se supera la rigidez dieléctrica del aire y se produce el salto hacia el objeto más cercano, que puede ser un árbol, una línea o la misma tierra.

La distancia de ruptura, o distancia a la que salta el arco, depende de la magnitud de la corriente de la descarga. Sin embargo, en general la distancia de...