PROTECCION CONTRA RAYOS EN REDES DE BAJA TENSION

Diego Fdo. Vargas Moreno

Danny Alexander Zamudio

TRADUCCION

PROTECCION CONTRA RAYOS EN REDES DE BAJA TENSION

Tabla de contenido

RESUMEN GENERAL

1 Introducción

2 Resumen de los temas tratados en la Parte 1 y Parte 2

2.1 Resumen de la Parte 1 [1]

2.2 Resumen de la Parte 2 [2]

3 redes de baja tensión 

3.1 Configuración de la red aérea 

3.2 Practica de Puesta a tierra 

3.3 Transformadores de distribución

4. Instalaciones de baja tensión

4.1 Rayo capacidad de resistencia de los aparatos típicos de baja tensión

4.2 Comportamiento dependiente de Frecuencia

5 Rayos como mecanismos de generación de sobretensión

5.1 descargas nube 

5.2 Impactos directos 

5.3 Impactos indirecta 

5.3.1 Magnitud de la corriente  y forma de onda

5.3.2 Distancia entre la línea y el punto de impacto de rayo

5.3.3 instalaciones eléctricas de baja tensión

5.3.4 Parámetros eléctricos de la Tierra

5.4 La transferencia de la red de media tensión

5.4.1 Ataques Directos

5.4.2 Ataques indirectos

5.4.2.1 Resultados de simulación

5.4.2.2 Comentarios generales

 6 Principales principios de la protección para  los relámpagos

6.1 Dispositivos de protección contra sobretensiones

6.2 Aplicación de los dispositivos de protección contra sobretensiones

7 Protección de líneas de bajo voltaje líneas

7.1 Transformadores de distribución

7.2 Instalaciones eléctricas de baja tensión

8 Protección contra rayos para aplicaciones específicas

8.1 sistemas de tracción de corriente continua

8.1.1 Tensiones en los sistemas de tracción de corriente continua

8.1.2 Medidas de protección en los sistemas de tracción de corriente continua

8.1.3 MO descargadores de sobretensiones para sistemas de tracción de corriente continúa

8.2 Turbinas de viento

8.2.1 Configuración de una turbina eólica típica

8.2.2 zonas de protección contra rayos (LPZ)

8.2.3 Selección de SPDs

8.3 Sistemas fotovoltaicos

8.3.1 Instalación y ubicación de los documentos únicos de programación

8.3.2 Selección de los documentos únicos de programación instalados en el lado de corriente continua de sistemas fotovoltaicos

9 Conclusiones

Referencias

RESUMEN GENERAL

La Mejora de la fiabilidad y potencia de los niveles de calidad de los sistemas eléctricos es ampliamente reconocido como una cuestión de creciente preocupación y prioridad; esto es principalmente así porque los equipos de hoy en redes de media tensión (MV) y de baja tensión (LV) es mucho más susceptible a las deficiencias en la calidad de energía que en el pasado. Las redes de distribución a menudo se encuentran en zonas de altas concentraciones de rayos, y por lo tanto, están inherentemente sujetas a interrupción por un rayo. Sin embargo, no es un fenómeno nuevo en los sistemas de MT - ¿cuáles son los nuevos factores de mayor densidad de clientes conectados de MT y BT que antes era el caso, y el consiguiente crecimiento de lo expuesto y equipo eléctrico vulnerable siendo utilizado en las redes BT en particular. La investigación hecha durante el pasado de 20 a 25 años en los aspectos de MT de este problema se ha centrado en la necesidad de obtener una mejor  comprensión de las características de las sobretensiones de rayos. Esta investigación se ha ampliado para incluir líneas LV. La principal razón para hacer esto es que la sobretensión mucho menor soportar niveles de líneas y redes BT (En comparación con los de líneas de MT) hacer tales redes y, especialmente, las grandes cantidades de electrónica, vulnerable equipo conectado a ellos, inherentemente susceptibles a los rayos. Por lo tanto, se ha encontrado necesario y de hecho, deseable, hacer más investigación y con ello aprovechar el excelente trabajo ya realizado en sistemas de media tensión.

En consecuencia, la investigación revisada en este ofertas de TB no sólo con las características de los transitorios en redes de baja tensión, sino también el desarrollo y estandarización de protección contra sobretensiones para el equipo conectado. Con lo anterior como telón de fondo, se puede afirmar que la disposición de una revisión actualizada, fecha de la situación de por qué y cómo las redes LV deben ser protegidos contra rayos es la razón esencial de la preparación de esta TB.

El CIRED / CIGRE GTC 05 - "La protección de las redes de MT y BT contra relámpago" fue establecido bajo SC 33 en 1993 con la tarea de preparar una guía de aplicación para los servicios públicos de distribución. Esta guía fue centrarse en práctica métodos de protección contra el rayo para redes de MT y BT, y también a tener en cuenta los aspectos económicos y calidad de la oferta. Después de una interrupción en 1997, el Grupo de Trabajo reanudó su actividad en 2002 bajo SC C4 con el nombre GTC C4.402 - "La protección de Redes de MT y BT contra relámpago", y los siguientes documentos han sido producidos:

- "La protección de las redes de MT y BT contra relámpagos - Parte 1: temas comunes";

- "La protección de Media Tensión y Redes de Baja Tensión contra Rayo - Parte 2: Protección contra rayos de Redes de Media Tensión”.

La "Protección contra el rayo de las redes de baja tensión" CIGRE WG C4.408 se estableció en 2009 para llevar a cabo actividad adicional se centró en las redes eléctricas de baja tensión y para preparar una guía de aplicación para los servicios públicos de distribución de métodos prácticos de protección contra rayos a través de la siguiente ámbito de trabajo:

• documentar una revisión cuidadosa de las características de sobretensiones de origen atmosférico de diferentes orígenes;

• investigar las características de sobretensión en función de parámetros de la línea y del relámpago, cargar en frecuencia comportamiento dependiente, y representación del transformador de distribución;

• presentar métodos específicos de protección de las redes de baja tensión y equipos pertinentes.

Esta TB está organizada en nueve capítulos. El primero, la introducción, establece el contexto del estudio.

Capítulo 2 ofrece un resumen de los temas tratados en los folletos producidos por el Grupo de Trabajo Mixto C4.402 "Protección de los MT y BT Redes contra relámpago”. Parte 1 presenta la información básica y los principios relacionados con el relámpago, la protección de las redes de MT y BT, mientras que la parte 2 presenta una aplicación de la información proporcionada en la Parte 1 de la protección contra el rayo de las redes de media tensión que contiene las líneas aéreas con el voltaje del sistema específicamente en el rango de 1 kV a 36 kV. La guía es aplicable a tensiones de sistema superiores, así, pero se vuelve cada vez menos relevante cuando aumenta la tensión del sistema.

Capítulo 3 presenta información sobre los parámetros de red más importantes necesarios para la evaluación de las características básicas de los rayos y sobretensiones en sistemas de baja tensión, incluyendo los modelos de alta frecuencia de los transformadores de distribución para el análisis de los aumentos repentinos transferidos.

Capítulo 4 se refiere a las instalaciones de los consumidores y proporciona información acerca de la sensibilidad de diversos LV aparato a los efectos de los rayos. Circuitos simplificado, adecuados para la representación de la frecuencia depende comportamiento de las impedancias de entrada de las instalaciones típicas de BT, también se presentan.

Capítulo 5 está dedicado al análisis de los mecanismos principales que pueden dar lugar a los transitorios de rayos en redes LV. Las características básicas de las sobrecargas asociadas a las descargas nube, descargas directas al sistema LV Incluidos las instalaciones del usuario final -, huelgas indirectos (de nube a tierra un rayo), y la transferencia del Sistema de MV se describen. Se hace especial hincapié en los dos últimos, que son en general los más importantes, se tiene en cuenta sus amplitudes y frecuencias de ocurrencia. Las influencias de las características de la alimentación de las instalaciones LV y de parámetros tales como la carrera de magnitud de la corriente y forma de onda, la distancia entre la línea del punto de la huelga, y la resistividad del terreno en voltajes inducidos por rayos se discuten. Tensiones fase-tierra inducida por golpes cercanas puede alcanzar varias decenas de kilovoltios en varios puntos a lo largo de la red y la fase a tensiones simples de algunos kilovoltios, son comunes si no se aplican los dispositivos de protección contra sobretensiones. Con respecto a voltajes transferidos, tanto un sistema radial simple y una configuración más compleja y se consideran los voltajes son evaluados en varios puntos de observación de diferentes lugares y posiciones de los descargadores de sobretensiones con accidente cerebrovascular. Se muestra que el modelo de capacitancia π tiende a sobreestimar las sobretensiones transferidas desde el MV para el lado de baja tensión; el uso de un modelo de transformador de alta frecuencia adecuada es vital para una estimación adecuada de voltajes transferidos. Sistemas de baja tensión son en general más susceptibles a golpes posteriores, pero los aumentos repentinos de las altas magnitudes también pueden ser generados por el primer golpe.

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