EL BLINDAJE Y LA COORDINACIÓN DE AISLAMIENTO EN LAS SUBESTACIONES ELÉCTRICAS

EL BLINDAJE Y LA COORDINACIÓN DE AISLAMIENTO EN LAS SUBESTACIONES ELÉCTRICAS

INTRODUCCIÓN

En el presente trabajo se tratan los temas de la coordinación de protecciones y el apantallamiento o blindaje en las subestaciones eléctricas, se denomina coordinación de aislamiento de una instalación eléctrica, al ordenamiento de los niveles de aislamiento de los diferentes equipos de tal manera que al presentarse una onda de sobretensión, esta se descargue a través del elemento adecuado, sin producir daños a los equipos adyacentes. En las subestaciones de tipo exterior y las áreas externas del equipo primario de las mismas, así como las líneas de transmisión, requieren de la protección contra los impactos directos del rayo y contra las ondas viajeras de sobretensión que llegan de otras partes del sistema, en donde ha habido descargas directas. La protección contra los impactos directos del rayo se logra por medio de lo que se conoce como blindaje, de manera que los rayos impactan al blindaje que está conectado a la red de tierras de la instalación.

GENERALIDADES. NORMAS. ESPECIFICACIONES. EQUIPO PRINCIPAL DE SUBESTACIONES ELÉCTRICAS.

NIVEL DE AISLAMIENTO:

En una subestación, una vez determinada la tensión nominal de operación, se fija el nivel de aislamiento que, en forma indirecta, fija la resistencia de aislamiento que debe tener un equipo eléctrico, para soportar sobretensiones.

Estas pueden tener procedencias diferentes:

• Externa, la debida a descargas atmosféricas (rayos), es la de mayor importancia en las instalaciones eléctricas con tensiones nominales superiores a 300 KV.

• Interna, la debida a maniobras de interruptores. Esta es la de mayor importancia en las instalaciones eléctricas con tensiones nominales superiores a 330 KV.

El nivel de aislamiento de una subestación se fija en función de la tensión nominal de operación, de las normas correspondientes, y de los niveles de sobretensiones existentes en el sistema. Se conoce con el nombre de Nivel Básico de Impulso (NBI) y sus unidades se dan en Kilovoltios.

COORDINACIÓN DE AISLAMIENTO:

Se denomina coordinación de aislamiento de una instalación eléctrica, al ordenamiento de los niveles de aislamiento de los diferentes equipos, de tal manera que al presentarse una onda de sobretensión, ésta se descargue a través del elemento adecuado, que llamaremos Explosor o Pararrayos, sin producir arqueos ni daños a los equipos adyacentes.

La coordinación de aislamiento compara las características de operación de un pararrayos, dadas por sus curvas tensión-tiempo, contra las características de respuesta del aislamiento del equipo por proteger, dadas también por sus propias curvas tensión-tiempo. Dicho de otra forma, la coordinación de aislamiento se refiere a la correlación entre los esfuerzos dieléctricos aplicados y los esfuerzos dieléctricos resistentes.

En un sistema eléctrico es muy importante coordinar los aislamientos entre todo el equipo de la instalación. Para ello, se pueden considerar tres niveles de aislamiento, como se observa en la Figura 2-1.

La figura muestra un diagrama unifilar. En su parte superior se encuentran los tres niveles de sobretensión considerados en la coordinación de aislamiento, indicando el nivel que corresponde a cada aparato. Vn es la tensión nominal del sistema.

NIVEL 1:

También llamado nivel alto. Se utiliza en los aislamientos internos, no autorrecuperables (sin contacto con el aire), de aparatos como: transformadores, cables o interruptores.

NIVEL 2:

También llamado nivel medio o de seguridad. Está constituido por el nivel de aislamiento autorrecuperable d elas partes vivas de los diferentes equipos, que están en contacto con el aire. Este nivel se adecua de acuerdo con la altura sobre el nivel del mar de la instalación y se utiliza en todos los aisladores de aparatos, buses y pasamuros d ela subestación que están en contacto con el aire.

NIVEL 3:

También llamado nivel bajo o de protección. Está constituido por el nivel de tensión de operación de los explosores de los pararrayos de protección.

Respecto a los intervalos entre los niveles de tensión, se considera que la diferencia entre los niveles medio y alto puede ser entre 0 y 25%. La diferencia entre los niveles medio y bajo (pararrayos) parece ser suficiente con un 15%. Sin embargo, como los pararrayos pueden estar instalados a una distancia algo mayor que la debida de los aparatos por proteger, las sobretensiones que llegan a estos aparatos pueden ser ligeramente superiores a las de operación del pararrayos. Por lo tanto, es conveniente también, fijar una diferencia de 25% entre estos dos últimos niveles.

TENSIÓN NOMINAL:

En la Tabla 2-1 se indican los valores normalizados de las tensiones nominales entre fases, adoptados por la Comisión Electrotécnica

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