Cálculo de sobretensiones y selección del aislamiento para equipos de alta tensión en subestaciones ubicadas a más de 3000 msnm

Abstract

El presente informe de suficiencia, está relacionado con la aplicación de las recomendaciones de las norma IEC 60071-1 y 60071-2, las mismas que tratan de la coordinación del aislamiento eléctrico para equipos de alta tensión; además, contempla aportaciones teóricas y aplicaciones prácticas en cuanto al procedimiento de cálculo en la selección de aislamiento eléctrico para equipos de alta tensión en nuestro país encontradas en materiales bibliográficos y experiencia obtenida en subestaciones eléctricas de potencia. Se realizó una revisión teórica y analítica de la norma IEC y se presenta una metodología de cálculo, para luego ser aplicada en una subestación eléctrica modelo, con una tensión máxima de 245kV, con una configuración en doble barra, ubicada aproximadamente a 4100 msnm y con un nivel de polución equivalente a 25mm/kV. La estructura general del presente informe consta de 5 capítulos, que a continuación se detallan: El primer capítulo, “Introducción”, presenta los antecedentes de este tipo de cálculo, una breve reseña comparando lo que se hace actualmente y la innovación que se plantea. También hace mención de los objetivos, alcances, justificaciones y limitaciones aplicables. El segundo capítulo, “Marco Teórico”, contiene los conceptos y terminología básica que se usó en el desarrollo del presente informe, los mismos que son definidos en la norma IEC. También presenta información general de los pararrayos de Óxido de Zinc, el cual es el equipo más importante para una adecuada coordinación del aislamiento eléctrico. En el tercer capítulo, denominado: “Metodología para la selección del nivel de aislamiento", se presenta la secuencia a seguir según las recomendaciones de la norma IEC, para obtener los valores que definirán el aislamiento eléctrico de los equipos, así como todos los factores internos o externos a tener en cuenta durante su aplicación. En el cuarto capítulo, denominado: “Aplicación de la selección del nivel de aislamiento para equipos en 220k\l", se desarrolla la metodología de cálculo aplicada a una subestación eléctrica modelo de 220kV, con configuración en doble barra, con una altura de instalación de 41 00msnm, de las que existen en nuestro país. También, se hace referencia a las fórmulas y consideraciones según las recomendaciones de la norma IEC para obtener los valores que definirán el aislamiento eléctrico de los equipos. Se indica también los valores de distancias de seguridad luego de ejecutado el cálculo, que nos sirven como información para un posterior diseño de la subestación. En el quinto capítulo, que lleva como título: “Resultados: Solución Técnica- Económica”, se mencionan las ventajas técnicas del uso del presente cálculo para optimizar el aislamiento eléctrico y se muestra una rápida evaluación económica enfocada principalmente a la inversión inicial, donde se tiene el mayor impacto de ahorro económico. Finalmente se presentan las “Conclusiones” y “Recomendaciones” del presente informe en base a los resultados obtenidos.