ESCUELA SUPERIOR POLIT

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ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL

• COORDINACION DE PROTECCION DE SOBREVOLTAJE

• Presentada por
• Roberto Loor S.
• Fabricio Granda Q.
• Gabriel Jiménez B.

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Introducción

• La construcción de instalaciones eléctricas
  requiere adquirir equipamientos eléctricos que
  deben seleccionarse entre los existentes en el
  mercado, en general no se construyen equipos
  especialmente para una dada instalación, por lo
  tanto se inicia desarrollando estudios que
  tienden a fijar las características que deberían
  tener estos equipos, y se verifican que éstas
  características entren dentro de los rangos
  normales de producción.

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Comparación de las sobretensiones

• - La tensión máxima que puede presentarse en modo
  permanente, define la tensión nominal de los
  equipos.
• - Las sobretensiones temporarias, resultan de
  cambios de configuración de la red, y se
  presentan ante pérdidas de carga, resonancias,
  fallas a tierra. Su duración es del orden del
  tiempo de actuación de los reguladores o las
  protecciones.

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Comparación de las sobretensiones

• Las sobretensiones de maniobra se presentan ante
  los cambios bruscos de configuración de la red,
  asociadas a cierres y aperturas de interruptores
  o a fallas.
• Se presentan por interrupciones de carga
  reactiva, de líneas de transformadores, por
  fallas, durante el cierre y el recierre, etc.

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Comparación de las sobretensiones

• - Sobretensiones atmosféricas se presentan
  particularmente en redes expuestas, ante fallas
  del blindaje dado por el hilo de guardia y la
  sobretensión puede provenir de una línea o
  producirse en la estación, que son las partes de
  la red eléctrica expuestas a la atmósfera.

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Comparación de las sobretensiones

• La descarga puede ser directa pero un buen
  blindaje garantiza contra este efecto. También
  puede producirse contorneo inverso de la cadena
  de aisladores. Esta situación es muy poco
  probable que se presente en la estación por la
  baja resistencia de puesta a tierra de la misma,
  pero es probable en la línea (porque la
  resistencia de tierra de los soportes es
  elevada), y de esta manera se originan las
  sobretensiones atmosféricas que penetran a la
  estación.

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Características de los aislamientos

• Los aislamientos, de una forma general, abarcan
  las distancias en aire, los aislamientos sólidos
  y los inmersos en líquido aislante. De acuerdo
  con la finalidad a que se destinan, se los
  clasifica como aptos para uso externo o uso
  interno, conforme se los utilice en instalaciones
  sujetas a agentes externos, tales como humedad,
  polución, intemperie, etc., o no respectivamente.

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Características de los aislamientos

• En una subestación, los aislamientos
  autoregenerativos de los componentes pueden ser
  clasificados en dos grupos, dependiendo del tipo
  de utilización.

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Características de los aislamientos

• El primer grupo es el de los aislamientos de los
  equipamientos, tales como parte externa de los
  aisladores de los transformadores de potencia,
  reactores y transformadores de medición y parte
  externa de los equipamientos de maniobra y de
  medición (interruptores, seccionadores y
  divisores capacitivos de tensión). Las partes
  internas de esos equipamientos, son de tipo no
  regenerativo y, por lo tanto, los equipamientos
  citados anteriormente poseen ambos tipos de
  aislamientos.

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Características de los aislamientos

• El segundo grupo de aislamientos es el que se
  refiere, solamente, a instalaciones propiamente
  dichas. En este grupo están incluidos los
  aislamientos en aire, correspondientes a la
  distancia conductorestructura,
  barrasestructura, parte con tensión del
  equipamientoestructura y conductor conductor,
  los soportes aisladores, las cadenas de
  aisladores y las columnas aislantes de las
  bobinas de bloqueo. Todos estos son regenerativos.

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Principios básicos de coordinación del aislamiento

• Se denomina coordinación del aislamiento al
  conjunto de procedimientos, utilizados
  principalmente para la especificación de los
  equipamientos, que tiene por objetivo fundamental
  la reducción, a nivel económico y operacional
  aceptable, de la probabilidad de fallas en los
  equipamientos y falta de suministro de energía,
  teniendo en cuenta las solicitaciones que pueden
  ocurrir en el sistema y las características de
  los dispositivos de protección.

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Principios básicos de coordinación del aislamiento

• Para efectuar la coordinación del aislamiento se
  actúa en dos direcciones
• las máquinas y los aparatos se construyen de
  manera que sean capaces de soportar sin daños las
  solicitaciones provocadas por las sobretensiones
  de tipo atmosférico o de origen interno
  (maniobra) contenidas dentro de ciertos niveles,
• con oportunos aparatos de protección
  (descargadores) y adoptando particulares
  criterios de construcción de las instalaciones,
  se trata de contener las sobretensiones dentro de
  los niveles tolerables para las máquinas y los
  equipos.

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Coordinación de la aislación (relación entre
valores)

• Veamos algún ejemplo
• La red de 132 kV, tiene una tensión máxima de
  servicio de 145 kV, por lo tanto los equipos que
  se utilizan en ella tienen tensión nominal 145
  kV, no habiendo objeción en utilizar equipos de
  mayor tensión (170 kV) pero que cuestan más.
• En media tensión la industria produce equipos de
  tensiones nominales de 12 kV, y 17.5 kV según el
  origen (país) de los equipos. Nuestras redes de
  media tensión son de tensión nominal 13.2 kV, y
  con tensión máxima de servicio de 14.5 kV y por
  lo tanto sólo admiten el uso de equipos de 17.5
  kV (o de 24 kV) pero no de 12 kV.

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Métodos de Coordinación de Aislamiento

• En forma semejante a las lineas de transmisión
  para la coordinación de aislamiento en
  subestaciones electricas existen básicamente dos
  metodos
• 1.- Semiprobabilisticos o convencionales.
• 2.- Probabilisticos

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Selección de las caracteristicas del apartarrayo

• Esta selección deberia basarse en las condiciones
  de sobretensiones maximas esperadas, de manera
  que el apartarrayo empleado debe ser capaz de
  soportar estas condiciones con un riesgo minimo
  de falla en el mismo.

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Suponiendo que se emplean apartarrayos en la
instalación, seleccionar los niveles básicos de
aislamiento por rayo (NBI) ypor maniobra de
interruptores (NBS).

• En sistemas de extra alta tensión, los
  apartarrayos se localizan tan cerca como sea
  posible del transformador. Las caracteristicas
  de protección del apartarrayos se usan con un
  margen de protección, para determinar de esta
  forma los niveles básicos de aislamiento por
  impulso y por maniobra de interruptor para el
  transformador para otros equipos, como el
  interruptor y las cuchillas desconectadoras,
  estos niveles se calculan de la misma forma.

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Para niveles de extra alta tensión y ultra alta
tensión (mas de 400Kv) en el aislamiento
autorrecuperables, se determinan los niveles
básicos de aislamiento por maniobra de
interruptores (NBS).

• En estos niveles de tensión en el sistema, existe
  la posibilidad de que se permitan valores
  inferiores de NBS, dado que las características
  de protección del apartarrayos para ondas de
  switcheo pueden ser mayores que las ondas
  producidas por las maniobras de interruptores en
  el sistema.