Trabajo de grado · 2013
Estado del arte de las metodologías para la coordinación de aislamiento de subestaciones a partir de sobretensiones de tipo atmosférico
En el desarrollo de este trabajo de grado se realiza un estudio del estado del arte de las metodologías para coordinación de aislamiento aplicado a subestaciones. En la exploración se hace énfasis en la forma de determinar el nivel de aislamiento requerido para sobretensiones de origen atmosférico. En esta exploración, se analiza la expresión que describe la Norma IEC 60071-2 para el cálculo de sobretensiones representativas de coordinación ante impulsos tipo rayo, se realiza un análisis comparativo entre las Normas (IEC, IEEE y otras) respecto a sus metodologías en el tratamiento de sobretensiones de origen atmosférico y la aplicación del factor de corrección atmosférico según la altura de la instalación.
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Contenido
- INTRODUCCIÓNp. 19
- 1. SOBRETENSIONES Y COORDINACIÓN DE AISLAMIENTOp. 20
- 1.1 Introducción a la coordinación de aislamientop. 20
- 1.2 Descargas atmosféricasp. 21
- 1.2.1 Variación temporal y espacialp. 22
- 1.2.2 Parámetros del rayop. 22
- 1.3 Introducción a los transitorios en los sistemas eléctricos de potenciap. 25
- 1.3.1 El estudio de las sobretensionesp. 25
- 1.4 Coordinación de aislamientop. 13
- 1.4.1 Aislamiento externo e internop. 29
- 1.4.2 Aislamiento auto-recuperable y no-autorecuperablep. 29
- 1.4.3 Procedimientos para la coordinación de aislamientop. 29
- 1.5 Sobretensiones representativas (Urp)p. 16
- (UCW)p. 31
- 2. NORMA IEC60071-2 PARA COORDINACIÓN DE AISLAMIENTOp. 32
- 2.1 DETERMINACIÓN DE LA DISTANCIA LÍMITE [60]p. 33
- Protección con pararrayos en la subestaciónp. 33
- 2.1.2 Autoprotección de la subestaciónp. 34
- REPRESENTATIVA TIPO RAYO [61]p. 36
- 2.2.1 Falla en el apantallamientop. 36
- 2.2.2 Flameos inversosp. 37
- 2.3 MÉTODO SIMPLIFICADOp. 39
- Pendiente de una sobretensión de frente rápido (s)p. 39
- 2.3.2 Pendiente de la sobretensión representativa (srp)p. 40
- atmosféricasp. 42
- 2.3 TENSIONES DE SOPORTABILIDAD REQUERIDAp. 44
- 2.3.1 Factor de corrección atmosféricap. 45
- 2.3.2 Determinación de la tensión de soportabilidad requeridap. 50
- 2.3.3 Determinación de la tensión de soportabilidad normalizadap. 50
- 3. ANÁLISIS NORMA IEEE PARA COORDINACIÓN DE AISLAMIENTOp. 53
- STD 1313.2-1999p. 53
- 3.1.1 Configuración del aislamientop. 53
- BASADO EN LA NORMA IEEE STD 1313.2-1999p. 54
- 3.2.1 Tensiones en los equiposp. 55
- 3.2.2 Pendiente de la sobretensión incidentep. 55
- 3.2.3 Determinación de tensiones en el sistemap. 57
- 3.2.4 Proceso para la determinación del los BILp. 60
- 3.2.5 BIL con factor de corrección atmosféricap. 62
- NIVEL MUNDIALp. 66
- 4.1 COMPARACION ENTRE LAS METODOLOGÍAS IEC E IEEEp. 66
- 4.1.1 Resumen metodología IEC 60071-2p. 66
- 4.1.2 Resumen metodología IEEE STD 1313.2-1999p. 66
- 4.1.3 Comparación del factor de corrección atmosféricop. 69
- 4.2 NORMA JAPONESA JEC JAPANESE ELECTROTECHNICAL COMMITEEp. 71
- 4.3 EJEMPLOS DE COORDINACIÓN DE AISLAMIENTOS A NIVEL MUNDIALp. 73
- subestación de 115 kVp. 73
- aplicaciones especiales. ABB - Perú Noviembre 2010p. 74
- Subestación a 220 kV a elevada altitud en Perúp. 75
- 60071-2 (Bangkok)p. 76
- EN SUBESTACIONES COLOMBIANASp. 78
- CONCLUSIONESp. 79
- BIBLIOGRAFÍAp. 81
- ANEXOSp. 87
- Figura 1. Representación esquemática de los diferentes tipos de sobretensiónp. 28
- tipo atmosféricop. 54
- impulso de maniobrap. 48
- tipo atmosféricop. 54
- Figura 5. Características del pararrayosp. 57
- la norma IECp. 68
- la norma IEEEp. 69
- partir de la metodología propuesta por IEC e IEEEp. 71
- Figura 9. Mapa de la densidad de descargas atmosféricas a nivel mundialp. 72
- (acercamiento en Japón)p. 72
- según la norma JECp. 73
- Figura 12. Figura ilustrativa ABB para coordinación de aislamientosp. 74
- en el la norma IEC 60071-2p. 77
- coordinación, a partir del softwarep. 77
- Tabla 1.Constante de amortiguación para el efecto corona Kcop. 34
- una subestación ante descargas atmosféricap. 43
- rango I (1kV<Um≤245kV)p. 51
- rango II (Um˃245kV)p. 52
- Tabla 5.Constante de amortiguamiento por efecto coronap. 56
- Tabla 6.Valores de las constantes A y Bp. 59
- (15kV<Vm≤242kV)p. 63
- Tabla 8.Niveles de aislamiento normalizados para tensiones clase II (Vm˃242kV)p. 64
- Tabla 9.Tabulación final de los BILp. 64
- Normas IEEE-IECp. 70
- 60071-2p. 78