Resumen de la Segunda Parcial de Técnicas de Alta Tensión

Resumen de la Segunda Parcial de Técnicas de Alta Tensión.

1. Método de control de sobretensión.

Las sobretensiones en un sistema de transmisión no pueden ser evitadas, así como su total anulación es muy difícil. Sin embargo sus magnitudes pueden ser limitadas de modo a que sean compatibles con los niveles de aislamiento de los equipos del sistema. Existen diversas formas para controlar las sobretensiones, siendo que los mecanismos especiales utilizados para este fin deben llevar en consideración que cada tipo de sobretensión es dependiente de las características de los equipos utilizados, de la configuración del sistema y de sus criterios operativos.

1. Inserción de resistores:

Uno de los medios más efectivos en la reducción de sobretensión causados por operaciones de cierre, es la inserción de resistores.

En el caso de la energización de línea, inicialmente se cierra la llave A colocando al resistor R en serie, entre la fuente y la línea de transmisión. Luego de un breve periodo de tiempo, se cierra la llave B, cortocircuitando de esta forma al resistor. Con esto la línea tiene dos estados, con cada uno produciendo una determinada sobretensión. La primera debido a la energización a través del resistor y la segunda causada por el “bypass”. Las magnitudes de ambas sobretensiones dependen del valor del resistor de pre inserción. Se puede encontrar el valor óptimo del resistor, en el punto en que se une la curva del bypass y la de inserción, esta magnitud depende de la potencia de cortocircuito de la fuente, la longitud de la línea y el grado de compensación de la misma.[pic 1]

Los tiempos de inserción normalmente utilizados se encuentran en la faja de 6 a 15 ms, siendo que la condición a ser obedecida es que el resistor no puede ser cortocircuitado antes de que la primera onda reflejada en la extremidad abierta de la línea retorne a la terminal de la fuente, es decir, el tiempo de pertenencia del resistor debe ser mayor a dos veces el tiempo de propagación de la onda.

Un factor que debe ser llevado en cuenta para el dimensionamiento del resistor es la cantidad de energía que el debe disipar.  Con el aumento del valor del resistor la corriente que fluye por el disminuye, haciendo que absorba poca energía. Por esta razón se debe elegir uno de igual o mayor magnitud que aquel que corresponde al valor optimo.

Las sobretensiones transitorias causadas por las aberturas de disyuntores pueden ser reducidas por este método.

1. Pararrayos:

La utilización de pararrayos en el control de sobretensión permite que se puedan reducir los niveles de aislamiento de distintos equipos en el sistema de transmisión. Los pararrayos son formados por bloques de resistores no lineales, pudiendo tener o no gaps en serie, que dispararían a penas el nivel de tensión de sus terminales sea superior a un determinado valor.

De modo ideal los pararrayos deben comportarse de la siguiente manera:

• Comenzar a conducir solamente a partir de una tensión superior al valor de la nominal.
• Mantener esta tensión, con pequeñas variaciones, durante todo el tiempo que permanezca la sobretensión.
• Cesar la conducción a una tensión muy próxima a aquella que comenzó a conducir.

De esta manera, los pararrayos conducirían solamente la corriente requerida para la reducción de sobretensión a los niveles de protección del mismo. Así el funcionamiento del pararrayo seria optimo,  si la tensión al cual son sometidos fuese independiente de la corriente que pasa por ellos. Sin embargo, tal hecho no ocurre, una vez que las características de V*I no son perfectas.

La tensión en los terminales de un pararrayo dependen básicamente de dos factores: la magnitud y la forma de onda de la corriente a través del mismo. La magnitud de la corriente es fuertemente influenciada por la impedancia del circuito Z entre el pararrayo y la fuente de sobretensión.

1. Actuación de los transistores muy veloces (VFT) en la GIS.

Los transistores muy veloces ocurren en las subestaciones GIS de alto voltaje como un resultado directo de las operaciones de maniobra. Hasta la fecha no se ha encontrado ninguna manera económica de prevenirlas completamente. Los programas de computador desarrollados especialmente permiten el cálculo preciso de los transistores muy veloces en las subestaciones GIS y equipos adyacentes aislados por aire. Los cálculos están basados sobre diagramas de circuitos equivalentes derivados de las mediciones obtenidas sobre el mismo equipo permanente. Hoy en día, los resultados pueden ser verificados experimentalmente con la ayuda de técnicas de medición avanzadas que pueden ser empleadas tanto en el laboratorio como en el campo.

Las operaciones de maniobra en gas SF6 provocan la ocurrencia de voltajes transitorios cuya característica compleja es conformada parcialmente por el equipo instalado y parcialmente por la disposición física de la subestación.

1. Origen de los VFT en las subestaciones GIS de alto voltaje.[pic 2]

Su origen se encuentra en la abrupta descomposición del gas SF6 aislante que ocurre toda vez que sean operadas llaves de desconexión, algunas veces en disyuntores, y como resultados de fallas de aislación.

Los voltajes transitorios que estos causan son de dos tipos:

• VFTs internos, o sea, impulsos de voltaje que actúan entre un conductor interno y el envólucro metálico del GIS.
• VFTs externos, o sea, impulso de voltajes que actúan entre el envólucro y las partes aterradas.

Los parámetros de los VFTs pueden ser resumidos de la siguiente manera: Tiempo de elevación; Frecuencia de oscilación; Velocidad de repetición y Magnitud.

1. Voltajes transitorios internos:

En la faja de los ns el voltaje desciende abruptamente en el lado de la alimentación y asciende (pocos ns) en el lado de la carga, estos impulsos de voltajes son propagados como ondas viajeras alejándose desde ambos lados de la llave de desconexión. El equipo de la subestación GIS causa que su característica de voltaje cambie debido a la refracción y reflexión. Después de varios reflejos, el frente abrupto de la onda viajera se achata debido al efecto atenuante de la barra y las propiedades eléctricas de los equipos instalados. Los transitorios cambian a una oscilación mono frecuente. A medida que esta oscilación decae, los transitorios muy veloces desaparecen, a ser seguidos por transitorios en la faja de los  a ms que pertenecen en efecto a los voltajes de maniobras.[pic 3]

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