Ingeniería Eléctrica · 2020
Normativa para el diseño de líneas de transmisión de alta tensión en corriente directa -hvdc.
Los sistemas de transmisión de alta tensión en corriente continua -HVDC ofrecen beneficios técnicos, medio ambientales y económicos respecto a los sistemas convencionales de transmisión HVAC, convirtiéndose así, en una alternativa costo-eficiente, sostenible y confiable para el desarrollo energético del país. Dada la proyección de interconexiones HVDC en el proceso de transmisión de potencia en Colombia establecido por la unidad de planeación minero energética - UPME, aun cuando se encuentra avalada por el RETIE, no cuenta con la referencia normativa para su implementación, en consecuencia, el presente trabajo de grado utiliza un grupo de normas de asociaciones internacionales, relacionadas con los requerimientos mínimos exigidos para el diseño eléctrico de una línea de transmisión en HVDC, presentes en el reglamento nacional RETIE. Debido a la amplitud en temas constitutivos de un sistema HVDC, este trabajo de grado solamente hace énfasis en el diseño eléctrico de la línea, como elemento transportador de potencia, y no como un todo (el sistema HVDC), es decir no se trata el diseño de estaciones convertidoras, ni sus elementos constitutivos, esto con el fin de puntualizar la información, generando así un documento compacto, basado en los requerimientos nacionales en cohesión con referentes normativos de asociación internacional, haciendo hincapié en características y parámetros relevantes para el diseño óptimo de la línea como componente de un sistema HVDC.
Texto completo 97 páginas con texto
Leer la tesis completa Ficha en el repositorio
Contenido
- Introducciónp. 13
- 1. Objetivosp. 15
- 1.1 Objetivo Generalp. 15
- 1.2 Objetivos Específicosp. 15
- 2. Enlaces HVDCp. 16
- 2.1 Beneficiosp. 16
- 2.2 Elementos constitutivos de un sistema de transmisión HVDCp. 19
- 2.3 Modos de operación y configuracionesp. 20
- 2.3.1 Modos de operaciónp. 20
- 2.3.2 Configuracionesp. 22
- 3.1 Comparativa HVAC-HVDC basada en requerimientos RETIEp. 25
- continua- HVDC en Colombiap. 61
- Stand 1030, 1987)p. 30
- 4.1.1 Parámetros medioambientalesp. 30
- 4.1.2 Potencia nominal, tensión y corrientep. 31
- 4.1.3 La transferencia de energía mínima y estado de espera sin cargap. 33
- 4.2 Confiabilidad de la línea (IEEE Stand 1030, 1987)p. 33
- 4.2.1 Potencia base (Pb)p. 33
- 4.2.2 Apagónp. 34
- 4.2.3 Indisponibilidad de energía (EU)p. 34
- 4.2.4 Disponibilidad de energía (EA)p. 35
- 4.2.5 Número máximo permitido de cortes forzadosp. 35
- 4.2.6 Probabilidad estadística de las interrupcionesp. 35
- 4.3 Coordinación de aislamiento (IEEE Std. 1243, 1997)p. 36
- 4.4 Coordinación de protecciones (IEEE Stand 1899, 2017)p. 37
- 4.5 Distancias de seguridad (Ministerio de Minas y Energía, 2013)p. 38
- 4.6 Establecer los parámetros de la línea (IEEE Stand 1030, 1987)p. 39
- 4.6.1 Parámetros eléctricosp. 39
- 2010 )p. 40
- 4.7.1 Tensión crítica de flameo (CFO)( 𝑽𝟓𝟎%)p. 41
- 4.7.2 Corriente crítica de arqueo del rayop. 41
- 4.7.3 Cálculo del ángulo de apantallamientop. 42
- 4.7.4 Modelo electrogeométricop. 43
- 4.8 Estudio de flujo de cargas (Damian Calderon, s.f.)p. 43
- 4.8.1 Método Simultáneop. 44
- 4.8.2 Método de eliminación de variablesp. 44
- 4.8.3 Método Secuencialp. 44
- 4.9 Estudio de pérdidas de energía (Terrones Ranz, s.f.)p. 45
- 4.10 Evaluar el efecto corona y gradientes superficiales. (Sarma & Janischewskyj, s.f.)p. 47
- 4.10.1 Monopolarp. 47
- 4.10.2 Bipolarp. 49
- Voltage Laboratories Technische, s.f.)p. 50
- Regulación de Energía y Gas - CREG, 2019)p. 51
- 4.12.1 Campo Magnéticop. 51
- 4.12.2 Campo Eléctricop. 53
- CREG, 2019)p. 54
- 4.14 Nivel de ruido audible (Comisión de Regulación de Energía y Gas - CREG, 2019)p. 55
- 4.15 Puesta a tierra (Van Hertem, Leterme, Tielens, & De Boeck, 2014)p. 56
- 4.16 Conductor económico (Singh, Britten, Stephen, & Muftic, 2005)p. 57
- 4.17 Cálculo de pérdidas por efecto corona (Terrones Ranz, s.f.)p. 58
- HVDCp. 26
- HVDC en Colombiap. 61
- 6. Conclusionesp. 67
- Referencias Bibliográficasp. 68
- Figura 1. Relación Costo de inversión-Distancia de transmisiónp. 17
- Figura 2. Corredor de paso para una misma potencia (10.000 MW). a) HVDC b) HVACp. 18
- Figura 3. Elementos en un enlace HVDCp. 19
- Figura 4. Modo de operación monopolo. a) retorno por tierra. b) retorno metálicop. 21
- Figura 5.Modo de operación bipolarp. 22
- Figura 6. Configuración back – to – backp. 23
- Figura 7. Configuración multiterminal. a) paralelo. b) seriep. 23
- Figura 8. Angulo de apantallamientop. 43
- HVDCp. 26
- Tabla 1. Comparativa de líneas HVAC-HVDC, basada en requerimientos RETIEp. 26
- Tabla 2. Parámetros medioambientalesp. 30
- Tabla 3. Número discos estándar (254 mm x 146 mm), en dependencia del nivel de tensiónp. 36
- Tabla 4. Distancias de seguridad en servidumbre para líneas HVDCp. 38
- Tabla 5. Valores límites de exposición a campos magnéticos estáticosp. 52
- Tabla 6. Valores límites de exposición a campos eléctricosp. 53
- directa -HVDCp. 60
- Apéndice A. Cálculo de indisponibilidad de energía-EUp. 76
- Apéndice B. Cálculo tensión crítica de flameo -CFO -𝑉50%p. 77
- Apéndice C. Impedancia del conductor ante el frente de onda atmosféricop. 79
- soluciónp. 81
- Apéndices F. Apéndice A. Modelo Electrogeométricop. 82
- Apéndice G. Efecto corona en líneas HVDCp. 85