Métodos de cálculo de sobretensiones transitorias por operaciones de maniobra en sistemas eléctricos de potencia

Abstract

El problema de las sobretensiones en los sistemas eléctricos de potencia ha sido estudiado en el pasado des del punto de vista de diseño de aislamiento o equipo de protección. Pero, el nivel de aislamiento se elegía considerando solamente las sobretensiones causadas por las descargas atmosféricas, porque se creía que éstas eran las más graves, aunque actualmente en algunos sistemas se presenta esta condición. Las sobretensiones debidas a operaciones de interruptor en los sistemas de transmisión también fueron de importancia, pero en el pasado la atención se concentró en el voltaje transitorio-'de reencendido (restriking) que o curre cuando cierra un interruptor, puesto que esto afecta su funcionamiento y por tanto su diseño. Pero estas sobretensiones no llegaban siquiera a alcanzar el nivel- de aislamiento del sistema. A medida que la tensión de operación de los sistemas fue aumentando, se ha visto que las sobretensiones originadas por las operaciones de maniobra dentro del sistema han llegado a ser en muchos casos más graves que las causadas por las descargas atmosféricas. En la actualidad hay muchos sistemas en operación o en vías de entrar en operación, de 400, 500, y 735 KV. y existe la posibilidad de usar tensiones más elevadas en el futuro. A este nivel de tensión las sobretensiones por operaciones de maniobra pueden exceder largamente a las causadas por las descargas atmosféricas, por este motivo, en los últimos años inclusive el diseño del aislamiento está siendo determinado más por el comportamiento del sistema bajo condiciones de operaciones de maniobra que por su respuesta a las descargas atmosféricas. En este contexto, las sobretensiones debidas a la energización de líneas de trasmisión largas han llegado a ser de considerable importancia, puesto que, dadas las condiciones necesarias, sobretensiones de hasta 4 veces la tensión de fase a neutro del sistema son posibles teóricamente. El interés por conocer el comportamiento del sistema bajo condiciones de operaciones de maniobra ha creado la necesidad de disponer de métodos para determinar esa performance los cuales son necesariamente complicados. El uso de analizadores de transitorios ha sido razonablemente efectivo en el pasado, pero ellos son inevitablemente dispositivos de propósitos especiales, tan distinto de la computadora digital de propósitos generales. Un prerrequisito para el uso de ésta última es diseñar análisis teóricos detallados para producir programas que cubran un amplio rango de problemas. El propósito de la presente Monografía es presentar al lector una recopilación de estos análisis teóricos (los más importantes) que se hallan dispersos en diversas publicaciones. En el Capítulo 1 se anotan brevemente ideas gene-rales referente a sobretensiones debido a que existe- abundante material bibliográfico al respecto. Nuestro interés está concentrado en el Capítulo 2, donde se desarrolla los principales análisis teóricos que tienen aplicación en programas digitales, los cuales han sido empleados para estudiar las sobretensiones en sistemas eléctricos de otros países. En el Capítulo 3 se anota las bondades y desventajas de los diferentes métodos. Finalmente se hace las recomendaciones para la aplicación de los métodos en-función del tamaño de la memoria de la computadora y del sistema eléctrico a estudiar.