Parámetros eléctricos y ambientales, y coordinación de aislamientos

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Tabla de contenido

Lista de abreviaturas        3

INTRODUCCIÓN        4

OBJETIVOS        4

Objetivo general        4

Objetivo específicos        4

1.        PARÁMETROS DEL PROYECTO        5

1.1.        PARÁMETROS ELÉCTRICOS        5

1.2.        PARÁMETROS AMBIENTALES        6

2.        COORDINACIÓN DE AISLAMIENTOS        9

2.1.        Definiciones         9

Criterios de diseño        10

2.2.        Programación MATLAB        10

2.3.        Resultados        11

2.4.        Análisis de resultados        12

3.        ANEXOS        13

3.1.        NIVELES DE AISLAMIENTO NORMALIZADOS (IEC 60071-1)        14

Referencias        15

Tablas

Tabla 1. Parámetros eléctricos de la subestación        3

Tabla 2. Parámetros ambientales de la subestación        6

Tabla 3. Niveles de aislamiento normalizados para la gama I (1 kV < Um ≤ 245 kV)        10

Tabla 4. Niveles de aislamiento normalizados para la gama II (Um > 245 kV)        11

Figuras

Fig. 1. Mapa ampliado de subestaciones y centrales generadoras del SIN.        4

Fig. 2. Ubicación geográfica en Colombia.        5

Fig. 3. Ubicación geográfica de Caldas en Antioquia.        5

Fig. 4. Mapa del nivel de contaminación.        7

Lista de abreviaturas

BIL        Nivel básico de aislamiento ante impulsos tipo rayo

BSL        Nivel básico de aislamiento ante impulsos tipo maniobra

COV        Tensión continua de operación

DSP        Descargador de sobre potencial

        Corriente de corto circuito asimétrica[pic 6]

        Factor de corrección atmosférico[pic 7]

        Factor de falla a tierra[pic 8]

        Factor de diseño del descargador[pic 9]

        Factor de seguridad[pic 10]

        Factor de conversión[pic 11]

NPM        Nivel de protección para impulso de maniobra

NPR        Nivel de protección del descargador o tensión residual

OFAF        Refrigeración aceite forzado aire forzado

ONAF        Refrigeración aceite natural aire forzado

ONAN        Refrigeración aceite natural aire natural

        Tensión nominal del descargador[pic 12]

        [pic 13]

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TOV        Sobretensión temporal

        Tensión más elevada para el material[pic 15]

        Resistividad del terreno[pic 16]

INTRODUCCIÓN

El presente trabajo tiene como objetivo principal el diseño de una subestación eléctrica de transformación de 230 kV a 115 kV la cual se encuentra ubicada en el municipio de Caldas (Antioquia). La topología de la subestación es de barraje doble principal seccionado con campo de seccionamiento y reserva, con seccionadores en bypass. Adjunto se encontrarán los cálculos, resultados, equipos y demás elementos correspondientes para elaborar un diseño completo de la subestación eléctrica.

OBJETIVOS

Objetivo general

Implementar el diseño integral de una subestación de barraje doble principal seccionado con campo de seccionamiento y reserva, con seccionadores en bypass; la cual tiene una tensión en barras de 230kV, teniendo en cuenta las condiciones ambientales de la ubicación especificada.

Objetivo específicos

• Presentar los parámetros eléctricos y ambientales de la subestación mencionada.
• Calcular la coordinación de aislamientos para la subestación mencionada.

1. PARÁMETROS DEL PROYECTO

1. PARÁMETROS ELÉCTRICOS

Los equipos suministrados deben cumplir con las siguientes características eléctricas del sistema y se resumen en la tabla 1:

Tabla 1. Parámetros eléctricos de la subestación

A la subestación llegarán 2 circuitos de transformación provenientes de las hidroeléctricas Miel I y Guatapé ubicadas a una distancia de 120 km y 80 km respectivamente. Además de la subestación saldrán 4 circuitos de línea, los cuales llegarán a las subestaciones de Salamina, El siete, Belén, Bolombolo; las cuales tienen un nivel de tensión de entrada de 115Kv, mostradas en la figura 2.

En la figura se puede observar la configuración de todas las subestaciones y centrales generadoras del SIN, incluidas las generadoras que llegan a los circuitos de transformación y las subestaciones a las cuales llegan nuestros circuitos de línea; a continuación, se muestra el mapa general del SIN en una imagen y en otra la zona en la cual está ubicada la subestación a diseñar:

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Fig. 1. Mapa ampliado de subestaciones y centrales generadoras del SIN.

En el mapa podemos observar las centrales generadoras que llegarán a los 2 circuitos de transformación, correspondientes a las hidroeléctricas Miel I y Guatapé, ubicadas a una distancia de la subestación a diseñar de 120 km y 80 km respectivamente.

Además, podemos ver las 4 subestaciones que saldrán de los 4 circuitos de línea de nuestra subestación, los cuales llegarán a las subestaciones de Salamina, El siete, Belén, Bolombolo; las cuales tienen un nivel de tensión de entrada de 115kV.

1. PARÁMETROS AMBIENTALES

Como sabemos, la subestación a diseñar estará ubicada en el municipio de Caldas, Antioquia; el mapa de la ubicación geográfica se muestra a continuación y estará separado en dos imágenes, una nos mostrará la ubicación del municipio en Colombia y la otra imagen nos muestra la ubicación del municipio dentro del departamento de Antioquia (los mapas fueron obtenidos de la aplicación Google Maps):

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Fig. 2. Ubicación geográfica en Colombia.

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Fig. 3. Ubicación geográfica de Caldas en Antioquia.

El municipio de Caldas en el departamento de Antioquia cuenta con los siguientes parámetros ambientales los cuales se resumen en la tabla 2:

Tabla 2. Parámetros ambientales de la subestación

Caldas se encuentra entre los municipios y ciudades más contaminadas de Colombia ocupando el tercer lugar según la revista La Republica ^[1] la cual tiene un puntaje de 49 clasificado por nivel PM10 (concentración media anual de material particulado de menos de 10 micras de diámetro), por esta razón debemos tener en cuenta los niveles de aislamiento de los quipos que se ven afectados directamente por el alto grado de contaminación; en la siguiente imagen se muestra un mapa obtenido de la UPME, en el cual se pueden ver los niveles de sensibilidad ambiental en Colombia, del cual obtenemos este dato para la subestación a diseñar:

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