Implementación de protección eléctrica contra fallas a tierra en subestaciones de transmisión con sistema delta aislado

Abstract

Los sistemas eléctricos de transmisión deben ser cada vez más confiables, para brindar un servicio de calidad y seguro en su operación y mantenimiento, en ese sentido el desarrollo de los sistemas de protección eléctrica han evolucionado, logrando tener una alta confiabilidad, selectividad y coordinación para los diferentes tipos de fallas que se presentan en las redes y equipos; logrando discriminar la gran mayoría de perturbaciones del sistema, el análisis de fallas es una herramienta importante que ayuda a mejorar y optimizar los sistemas de protección. Es así, que hemos analizado las fallas en las subestaciones de transformación, producidas en los 10 últimos años, encontrando una necesidad no cubierta de protección, para las fallas monofásicas en los sistemas delta con neutro aislado de 10 kV de las subestaciones de transformación, fallas monofásicas, que fueron despejadas en tiempos mayores, luego de evolucionar a cortocircuitos bifásicos. Al culminar la presente tesis planteamos la alternativa técnica, económica más viable para solucionar esta problemática. En el Capítulo I “Introducción” describimos el problema que se presenta en los sistemas eléctricos que tienen un conexionado Delta con Neutro Aislado, se definen los objetivos de la presente Tesis de Grado, la evaluación de la problemática actual con un tipo de falla que no es despejada adecuadamente y se establece como alcance la búsqueda y análisis para encontrar la solución técnico económico al problema presentado. Capítulo II “Marco Teórico”, describimos las Generalidad de los Sistemas Eléctricos, Generación, Transmisión y Distribución, detallando los Componentes principales de las Subestaciones de Transformación, Los sistemas de Protección Eléctrica que se encuentran estandarizados, las fallas más comunes que se presentan en los sistemas de Distribución y Transmisión y los tipos de Cortocircuito que sufren estos sistemas eléctricos. Capítulo III “Cálculo estadístico, caso de estudio y obtención de resultados”, cuyo propósito es explicar los aspectos relacionados al caso de estudio, presentamos un análisis de las fallas en el sistema de Transmisión ocurridas en los últimos 10 años, y el análisis de una falla en la subestación de transformación Puente, sistema delta con neutro aislado en el lado 10 kV, el análisis de la perturbación inicial su evolución y el despeje por la protección. Capítulo IV “Análisis de resultados y contrastación de hipótesis”.- Explicamos el desarrollo de la solución. Los criterios Generales utilizados para la protección de una subestación de transformación, los tipos de protección existentes, los alcances de zonas de la protección existente, la determinación de la zona desprotegida y la evaluación de las alternativas de solución. También se detalla los costos de implementación de la protección contra fallas monofásicas a tierra en el sistema delta con neutro aislado dentro de las Subestaciones de Transformación, el análisis y cuantificación de los ingresos, ahorros o beneficios obtenidos con la implementación del proyecto y el cálculo de los Indicadores del proyecto para determinar su factibilidad económica. Finalmente, en la parte de “Conclusiones y Recomendaciones” presentamos los resultados que nos sustentan, la implementación de la función de protección por tensión homopolar en las subestaciones de transformación con sistema delta neutro aislado y los beneficios obtenidos para ser considerados en las diversas empresas que cuentan con el mismo sistema