lineas de trasmision
Páginas: 9 (2227 palabras)
Publicado: 15 de diciembre de 2013
1. SELECCIÓN AISLAMIETO PARA LINEAS DE TRASMISION
Una línea opera la mayor parte del tiempo a unas condiciones que se denominan normales, las cuales se caracterizan por estar cerca al voltaje nominal de operación. Para que la calidad de la potencia sea adecuada, la variable voltaje debe estar alrededor del voltaje nominal y presentar unas variaciones de acuerdo a la regulación de voltajepermitida en el nivel de voltaje correspondiente.
Sobre una línea de transmisión de energía se presentan eventos de tipo interno o externo ocasionando alteraciones importantes en el voltaje. El estudio de estos eventos y como impactan la línea, es lo que corresponde a un estudio del aislamiento. En una línea en etapa de diseño corresponde a la selección del aislamiento.
La selección del aislamientode una línea de transmisión depende de los esfuerzos representados en sobre voltajes. Estos sobre voltajes son de tres (3) tipos:
A frecuencia industrial
Por maniobra
Por descargas atmosféricas
En el diseño del aislamiento hay que considerar cuales elementos hacen parte de dicho sistema. Estos elementos son los siguientes:
La cadena de aisladores.
La mínima separación entreconductores y las estructuras.
El apantallamiento o disposición del cable de guarda con respecto a las fases.
La resistencia de la puesta a tierra de torre, incluyendo la utilización de conductores de compensación o "contrapesos". En la literatura técnica también se conoce con el nombre de “contra antenas”.
1.1 SELECCIÓN DE LA DISTANCIA DE FUGA DE LAS CADENAS DE AISLADORES
De acuerdo a lasnormas IEC 71-1 y 71-2 la tensión de operación y las sobretensiones temporales determinan la longitud de la cadena de aisladores según el grado de contaminación de la zona. Si el factor de falla a tierra está por debajo de un valor de 1.3, que es un valor usual en sistemas multiaterrizados, la norma sugiere como suficiente el diseño de la cadena de aisladores para que soporte la máxima tensión enestado estacionario del sistema de fase a tierra. Si el factor de falla está por encima de 1.3 es necesario tener en cuenta las sobretensiones temporales para el diseño de la cadena de aisladores.
Grados de Contaminación de acuerdo a Normas IEC 71-72. En la sig. Tabla 1.
Tabla 1: Grados de contaminación.
Grafica de número de aisladores vrs hsnm.
1.2 NUMERO DE AISLADORES REQUERIDO PORSOBRETENSIONES POR MANIOBRA
El número de aisladores para soportar las sobretensiones de maniobra se puede determinar de manera estadística considerando los diferentes eventos de manera probabilística, lo cual se puede realizar utilizando programas de simulación como el ATP, el cual permite realizar simulaciones de maniobra de tipo estadístico, para modelar el comportamiento aleatorio de la operaciónde los interruptores durante el cierre.
El método convencional, que es de tipo determinístico, es el que se va a ilustrar en este documento.
Se supone una máxima sobretensión de maniobra del sistema eléctrico donde se diseña el aislamiento. Para el nivel de 230 kV esta sobretensión es del orden de 2.5 p.u. y constituye lo que se llama el factor de sobre voltaje (Fv).
Máxima sobretensiónesperada= Fv**
Máxima sobretensión esperada= 2.5*245*= 500.1 Kv pico
Para determinar la tensión que debe soportar el aislamiento se considera que debe ser el 15% más sobre la máxima sobretensión esperada. Este 15% adicional se considera un factor de seguridad (Fs).
Tensión de soporte = Fs*Max. Sobretensión esperada
Tensión de soporte = 1.15*500.1= 575.1 Kv*pico
El aislamiento responde de maneraprobabilística de acuerdo a la siguiente curva acumulada de probabilidad de la Fig. 1. El valor del 50% corresponde al CFO (Critical Flashover Overvoltage) del aislamiento. En la figura el CFO es unitario y la desviación estándar (σ) es del 6%, que es la correspondiente desviación sugerida para eventos de maniobra.
Fig. 1: Distribución acumulada normalizada.
1.3 AISLAMIENTO POR DESCARGA...
Una línea opera la mayor parte del tiempo a unas condiciones que se denominan normales, las cuales se caracterizan por estar cerca al voltaje nominal de operación. Para que la calidad de la potencia sea adecuada, la variable voltaje debe estar alrededor del voltaje nominal y presentar unas variaciones de acuerdo a la regulación de voltajepermitida en el nivel de voltaje correspondiente.
Sobre una línea de transmisión de energía se presentan eventos de tipo interno o externo ocasionando alteraciones importantes en el voltaje. El estudio de estos eventos y como impactan la línea, es lo que corresponde a un estudio del aislamiento. En una línea en etapa de diseño corresponde a la selección del aislamiento.
La selección del aislamientode una línea de transmisión depende de los esfuerzos representados en sobre voltajes. Estos sobre voltajes son de tres (3) tipos:
A frecuencia industrial
Por maniobra
Por descargas atmosféricas
En el diseño del aislamiento hay que considerar cuales elementos hacen parte de dicho sistema. Estos elementos son los siguientes:
La cadena de aisladores.
La mínima separación entreconductores y las estructuras.
El apantallamiento o disposición del cable de guarda con respecto a las fases.
La resistencia de la puesta a tierra de torre, incluyendo la utilización de conductores de compensación o "contrapesos". En la literatura técnica también se conoce con el nombre de “contra antenas”.
1.1 SELECCIÓN DE LA DISTANCIA DE FUGA DE LAS CADENAS DE AISLADORES
De acuerdo a lasnormas IEC 71-1 y 71-2 la tensión de operación y las sobretensiones temporales determinan la longitud de la cadena de aisladores según el grado de contaminación de la zona. Si el factor de falla a tierra está por debajo de un valor de 1.3, que es un valor usual en sistemas multiaterrizados, la norma sugiere como suficiente el diseño de la cadena de aisladores para que soporte la máxima tensión enestado estacionario del sistema de fase a tierra. Si el factor de falla está por encima de 1.3 es necesario tener en cuenta las sobretensiones temporales para el diseño de la cadena de aisladores.
Grados de Contaminación de acuerdo a Normas IEC 71-72. En la sig. Tabla 1.
Tabla 1: Grados de contaminación.
Grafica de número de aisladores vrs hsnm.
1.2 NUMERO DE AISLADORES REQUERIDO PORSOBRETENSIONES POR MANIOBRA
El número de aisladores para soportar las sobretensiones de maniobra se puede determinar de manera estadística considerando los diferentes eventos de manera probabilística, lo cual se puede realizar utilizando programas de simulación como el ATP, el cual permite realizar simulaciones de maniobra de tipo estadístico, para modelar el comportamiento aleatorio de la operaciónde los interruptores durante el cierre.
El método convencional, que es de tipo determinístico, es el que se va a ilustrar en este documento.
Se supone una máxima sobretensión de maniobra del sistema eléctrico donde se diseña el aislamiento. Para el nivel de 230 kV esta sobretensión es del orden de 2.5 p.u. y constituye lo que se llama el factor de sobre voltaje (Fv).
Máxima sobretensiónesperada= Fv**
Máxima sobretensión esperada= 2.5*245*= 500.1 Kv pico
Para determinar la tensión que debe soportar el aislamiento se considera que debe ser el 15% más sobre la máxima sobretensión esperada. Este 15% adicional se considera un factor de seguridad (Fs).
Tensión de soporte = Fs*Max. Sobretensión esperada
Tensión de soporte = 1.15*500.1= 575.1 Kv*pico
El aislamiento responde de maneraprobabilística de acuerdo a la siguiente curva acumulada de probabilidad de la Fig. 1. El valor del 50% corresponde al CFO (Critical Flashover Overvoltage) del aislamiento. En la figura el CFO es unitario y la desviación estándar (σ) es del 6%, que es la correspondiente desviación sugerida para eventos de maniobra.
Fig. 1: Distribución acumulada normalizada.
1.3 AISLAMIENTO POR DESCARGA...
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