Coordinación de aislamiento
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Coordinación de aislamiento Document Transcript

  • 1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSAUNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL UNEFA- LARA ENSAYO (COORDINACIÓN DE AISLAMIENTO) INTEGRANTES: Robert López SECCION: 9M1IE BARQUISIMETO, JUNIO DEL 2011
  • 2. Coordinación de aislamiento Se entiende La coordinación del aislamiento a todas aquellas medidas quetienen como finalidad evitar fallas en el sistema como consecuencia de lassobretensiones que se generan en el mismo, al igual que la circunscripción de estassobretensiones en aquellos sitios del sistema donde causen el menor daño, siemprey cuando sea económicamente viable y tratando en lo posible de que el suministrode energía a no se vea interrumpido. Al dar a conocer este enunciado la coordinación del aislamiento se limitaba,a las sobretensiones atmosféricas, pues las tensiones comerciales no habíanexcedido las barreras de la extra alta tensión es por ello que se preferible una fallaen una de las líneas de transmisión y no en una de las subestaciones, dado que allílos daños serían mayores, pues ahí están concentrados equipos de mayor costo. En vista de que existe una gran cantidad de parámetros relacionados coneste tema, y considerando además que las tensiones comerciales se encuentranhoy por hoy en el rango de los 800 kV, con miras a ser incrementadas a 1,200 omás kilovoltios, los sistemas de extra y ultra alta tensión, se presente obra en paíseslatinos contaran con sistemas de 800 kV (Brasil y Venezuela). Los aislamientos se dividen en dos grupos, los autorrestaurables los cualesdespués de una descarga disruptiva recuperan totalmente sus propiedadesdieléctricas. Y los no autorrestaurables estos se caracterizan porque después deuna falla no recuperan de nuevo totalmente sus propiedades dieléctricas. Lacoordinación del aislamiento tiene que diferenciar a ambos tipos, el autorrestaurabledel no autorrestaurable, pues el primero se presta para la obtención de informaciónestadística, por ejemplo llevando a cabo pruebas en los laboratorios de alta tensión,mientras que el segundo, el aislamiento interno de los equipos, no se ve expuesto alas variaciones atmosféricas debido al encapsulamiento (cuba de transformadores,reactores, etc).
  • 3. Por otra parte se dice que la forma de onda de la tensión desempeña unpapel muy importante en el comportamiento del aislamiento, pues las diferentessobretensiones no tienen los mismos tiempos de formación de cresta ysemiamplitud. Es por ello que se han normalizan las diferentes formas de onda queaplican en particular para cada sobretensión. Para las denominadas sobretensionesatmosféricas se ha normalizado un tiempo de formación de onda de 1.2As y uno desemiamplitud de 50 As, mientras que para las sobretensiones de maniobra el tiempode formación del valor máximo o pico es de 250 As y el de semiamplitud 2,500 As.En vista de que en los laboratorios resulta muchas veces difícil oscilografiar la ondade tensión y corriente en todo el desarrollo. Existen una serie de tablas en las cualesestas sobretensiones se encuentran normalizadas y hacen más fácil calcular. Los aislamientos son sometidos a una serie de pruebas con la finalidad deverificar las condiciones en que se encuentra el aislamiento y determinar la rigidezdieléctrica del mismo, haciendo resaltar lo anormal de su comportamiento, otra delas pruebas consiste en determinar simplemente si un equipo cumple con unarigidez dieléctrica determinada, como suele advertirse en muchas especificacionespara la adquisición del mismo. Al referirse a pruebas resulta primordial definir si elaislamiento es externo o interno. Algunas normas, entre ellas ANSI C92.1.,diferencian al aislamiento externo, dado por las distancias en el aire abierto a travésde las superficies de los aislantes sólidos en contacto con el mismo, del aislamientointerno, caracterizado por aislantes sólidos, líquidos o gaseosos, incluidos en unrecipiente, generalmente metálico, que los protege del aire y sus variaciones deacuerdo con las condiciones ambientales. Para demostrar que un aislamientodeterminado cumple con ciertas características, se le expone a las siguientespruebas: • Tensión a frecuencia de régimen. • Impulso atmosférico (rayos). • Impulso de maniobra.
  • 4. La IEC también sugiere la aplicación del método Up and Down, para lo cual latensión, en caso de que el aislamiento la soporte, se incrementa en el porcentajedado por la desviación típica o estándar, hasta que suceda una descarga. Luego latensión disminuye de la misma manera, hasta que el aislamiento soporte un impulsosin descarga. Con un promedio de 30 a 40 impulsos, la tensión 50% de choquedisruptiva se determina con la ayuda de U50% = EnvxUv/E nvDónde: • U50%: es la tension de descarga, para la cual la mitad de los impulsos aplicados conducen a una ruptura del medio. • Uv: es el incremento de tension que se aplica en forma escalonada. • Env: es el número de impulsos. El aire sin lugar a dudas, es el más usado de los aislantes. Solo en lassubestaciones eléctricas se está viendo desplazado por el SF6, mientras que loscables subterráneos no han logrado penetrar comercialmente en los sistemas deextra y ultra alta tensión. Es entonces en el medio aire donde ocurren las descargaseléctricas. En vista de que el aire puede alterar sus propiedades, por ejemplo alincrementarse la altura sobre el nivel del mar disminuye la densidad, y enconsecuencia también su rigidez dieléctrica, es conveniente referir los valoresobtenidos en los laboratorios y en el campo a las condiciones estándar o típicas.Relacionado con: • Densidad relativa. • Efecto de la lluvia y humedad. • El factor espinterómetro. • Nivel básico de aislamiento. • Consideraciones particulares. • Distribución Gaussiana. • Tiempo de formación de cresta. • Longitud de la cadena de aisladores.
  • 5. • Varias cadenas de aisladores en paralelo. • Distancias disruptivas. • Fase central. • Efecto del viento. • Polaridad del impulso. • Etc. El apantallamiento de las líneas de transmisión se han usado durantemuchos años y es bien sabido que mientras menor sea el Angulo de protección 0más efectivo será el apantallamiento dado por el hilo de guarda. Lamentablementela mayoría de los estudios relacionados con este tema se refiere a torres cuya alturamáxima es de 30 m. A partir de la década de los 50 es cuando se comienzan aconsiderar torres de 45 m de altura que soportaban simultáneamente dos circuitos.Últimamente se están estudiando los apantallamientos (shieldings) de torres dehasta 55 m de altura, como las utilizadas por EDELCA en el sistema deTransmisión a 800 kV Guri-Centro. A continuación se mencionan los métodos másutilizados: • Metodo de Burgsdorf-Kostenko. • Metodo de Whitehead. Para realizar el diseño del aislamiento es necesario hacer uso de lo antesmencionado en los cuales se usan actualmente dos métodos como lo son eltradicional y las nuevas tendencias. El diseño convencional del aislamiento parte devalores fijos, normalizados para los equipos mayores que van a conformar elsistema, al igual que de los valores máximos que pueden denotar las posiblessobretensiones. A diferencia de los métodos modernos que se basan en elcomportamiento estadístico de las Sobretensiones