Optimización del aislamiento en subestaciones eléctricas de alta tensión ubicadas a elevadas altitudes sobre los 4000 m.s.n.m., mediante análisis automatizado de programa de cálculo de coordinación de aislamiento en subestaciones de alta tensión – CASAT

Abstract

Análisis de la problemática de diseño de aislamiento de subestaciones de alta tensión ubicadas a alturas sobre los 4000 m.s.n.m, (Gama I). El diseño del aislamiento de subestaciones de Alta Tensión (Gama I), ubicadas a elevados niveles de altura, presentan inconvenientes en el mismo, para ser más específicos en subestaciones ubicadas sobre los 4000 m.s.n.m., pues a consecuencia de la disminución de la rigidez dieléctrica del aire, se llega a que se deberá adoptar valores de aislamiento externo del equipamiento extremadamente elevados. Es así que siendo la subestación el punto de llegada de la energía eléctrica proveniente de generadores de diversa naturaleza, además de ser conocido que la electricidad es uno de los principales vectores energéticos y su transporte, reparto y distribución es muy importante; las subestaciones eléctricas se convierten en el eje principal del sistema. Por lo tanto para cumplir con los estándares de seguridad y confiabilidad del servicio en el sistema, en el diseño de subestaciones se debería analizar la selección de la aparamenta con un BIL (Basic Insulation Level) muy elevado; lo cual, llevara a una especificación especial de equipamiento, como por ejemplo Interruptores de potencia que estarán conformados por dos cámaras, resistencias de preinserción y accesorios antisísmicos, equipos que son utilizados en sistemas de 400 kV y mayores lo que ocasionaría proyectos elevadamente costosos. Es así que la presente investigación pretende mostrar un criterio de optimización del aislamiento, mediante la localización de Pararrayos adicionales en lugares adecuados de la subestación, lo que conduce a valores más bajos de BIL y en consecuencia a adoptar un equipamiento con niveles menores de aislamiento dentro de los valores indicados en Norma. De esta forma con esta optimización de diseño se incrementa la confiabilidad de la subestación en lo que concierne a su comportamiento frente a las sobretensiones ocasionadas por descargas atmosféricas, además de generar un ahorro significativo en el equipamiento de bahía. El análisis de selección de los niveles normalizados de aislamiento se obtiene mediante el estudio de Coordinación de Aislamiento, cuya norma de cálculo es la norma internacional (Francia) IEC 60071-1 e IEC 60071-2, las cuales son base del presente estudio de optimización de aislamiento. Cabe indicar además que es este estudio uno, por no decir el más complejo de los estudios que se elaboran para el diseño de subestaciones de Alta Tensión, por lo tanto para ejecutar las simulaciones de aislamiento debemos de contar con una herramienta de cálculo, la cual garantice que ante cualquier evento que se presente en la subestación obtendremos valores fiables, ante esto nace CASAT – Coordinación de aislamiento de Subestaciones de alta tensión, programa que fue diseñado en base a la norma IEC 60071 – 1 e IEC 60071-2, cuyo objetivo es el de ejecutar un estudio completo de coordinación de aislamiento para obtener niveles de aislamiento normalizados y no solo eso una vez que obtengamos estos niveles de aislamiento, CASAT simula la ubicación de pararrayos adicionales para reducir estos valores, analizando para esto un procedimiento de cálculo técnico y económico.