3.0 Sobretensiones de Maniobra

Resumen Proyecto Suministro Eléctrico Enap Refinerías Aconcagua Noviembre 2005Marzo 2010

CURSO EIE 467-01FENÓMENOS TRANSITORIOS EN SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIA

Profesor : Carlos Rojas Agüero

CAPÍTULO 3SOBRETENSIONES DE MANIOBRA

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE VALPARAÍSOFACULTAD DE INGENIERÍAESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

Noviembre 2005Marzo 2006Resumen Proyecto Suministro Eléctrico Enap Refinerías Aconcagua Noviembre 2005EIE 467-01 Fenómenos Transitorios en Sistemas Eléctricos de Potencia Carlos Rojas Agüero Marzo 2010

Sobretensiones de Maniobra

• Apertura y cierre de interruptores u otro equipo de maniobra.

• Los cortocircuitos, las fallas a tierra y las descargas atmosféricas son las causas principales de estas perturbaciones.

• Fenómenos electromagnéticos que se manifiestan con ondas viajeras en las líneas, cables, barras y oscilaciones energéticas entre inductancias y capacidades del sistema.

• Fenómenos que tienen duración de algunos milisegundos.

Orígenes de las Sobretensiones de Maniobra



100 kHz

10 kHz

50 Hz

0,1 Hz

-

-

-

-

Sobretensiones de ManiobraOndas de frente lento20 kHzII

Reignición – Subestaciones SF6Ondas de frente muy rápido50 MHzIV

Sobretensiones AtmosféricasOndas de frente rápido3 MHzIII

Sobretensiones TemporalesOscilaciones de baja frecuencia3 kHzI

APLICACIONESDESIGNACIONRANGO DE FRECUENCIASGRUPO

Clasificación según Rango de Frecuencias



Orígenes de las Sobretensiones de Maniobra (cont.)

Despeje de la falla

Aplicación de la falla

Fallas

Rechazo de carga (cambios bruscos de carga)

Maniobra de circuitos inductivos (transformadores, reactores, líneas terminadas en reactor y/o en transformador)

Maniobras de circuitos capacitivos

Apertura y desenergización de líneas

Energización y recierre de líneas

Operación de Interruptores



1,5Ocurrencia de falla - tensión en circuito acoplado

1,7 - 1,9Eliminación de la falla

2,1

1,4 - 1,6

2,0 - 2,2

3,0 - 3,4

Sobretensión (pu)

Ocurrencia de falla - tensión de fase sana

Recierre con dos etapas de resistencias de preinserción

Recierre con una etapa de resistencias de preinserción

Recierre de líneas sin resistencias de preinserción

Causa

Magnitudes Típicas de Sobretensiones de Maniobra



Efecto de los Parámetros Eléctricosen las Sobretensiones de Maniobra


xEfecto corona

xSaturación de los reactores shunt de la línea

xxGrado de compensación serie

xxTerminación de línea (abierta o transformador)

xExistencia de carga atrapada en la línea sin resistencias de preinserción

x

x

Alta

x

x

x

Media

xExistencia de carga atrapada en la línea con resistencias de preinserción

xAmortiguamiento de los reactores shunt de la línea

x

x

Baja

Grado de compensación paralelo

Longitud de la línea

Dependencia de los parámetros dependientes de la frecuencia

Resistencia, inductancia y capacidad de la línea

Parámetros inherentes a la línea

Efecto de Parámetros en la Sobretensiones de Maniobra



xÁngulos de fase en los instantes de cierre

xxTiempos de inserción de las resistencias de preinserción

x

x

Alta

x

x

Media

x

Baja

Valores de las resistencias de preinserción

Existencia de resistencias de preinserción

Características dieléctricas durante el cierre

Discrepancia de polos

Parámetros inherentes al interruptor

Efecto de Parámetros en la Sobretensiones de Maniobra (cont.)



xLíneas en paralelo con la línea maniobrada

xxRed inductiva o “compleja”

xRelación de impedancia de secuencia positiva a cero

x

Alta

x

Media

x

x

x

Baja

Factores de amortiguamiento dependientes de lafrecuencia en transformadores y generadores

Potencia de cortocircuito total

Frecuencia de servicio

Tensión de servicio

Parámetros inherentes a la fuente

Efecto de Parámetros en la Sobretensiones de Maniobra (cont.)



Objetivos:

• Determinar los requerimientos de aislación de líneas y subestaciones.

• Asegurar que la operación de los pararrayos no excedan la capacidad de disipación de energía.

• Identificar un rango aceptable de valores de resistencias de preinserción.

• Determinar las configuraciones convenientes de operación del sistema o identificar aquellas configuraciones de operación que deberían evitarse.



Resultados de interés:

• Tensiones fase a tierra y entre fases de la línea maniobrada, para los siguientes lugares de interés:

- Extremo emisor- Extremo receptor- Punto medio- Al menos otros dos puntos a lo largo de la línea.

• Tensiones, corrientes y energía en los pararrayos.

• Corrientes de línea para la línea maniobrada.


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