Diseño de una microsubestación de 138/22,9kV – 500kVA para electrificación de poblaciones rurales ubicadas en zonas aledañas a una línea de transmisión de alta tensión

Abstract

El principal objetivo de esta tesis es diseñar una microsubestación de alta tensión de 138/22,9 kV – 500 kVA conectada a una línea de transmisión de alta tensión en zonas aledañas a poblados rurales. Con ello se logrará suministrar energía eléctrica de alta disponibilidad y a un bajo costo de inversión. El método empleado es cuantitativo que, mediante cálculos matemáticos, se determinaron los principales parámetros del sistema eléctrico de la Microsubestación, los cuales permitieron diseñar los sistemas de protección contra sobrecorriente y sobretensiones transitorias de la Microsubestación. Mediante la comparación de costos de inversión, para la construcción de una Microsubestación de Alta Tensión y una Subestación Convencional para Electrificación Rural, se determinó que la construcción de una Microsubestación es una alternativa viable desde el punto de vista técnicoeconómico. Según los resultados obtenidos, se determinó que la protección contra sobrecorriente, en el lado primario de la Microsubestación de Alta Tensión, es una propiedad física del bobinado primario del Transformador de Tensión, de acuerdo al fabricante, tipo SSMV. Además, se verifica una diferencia significativa entre los costos de inversión de una Microsubestación de Alta Tensión y una Subestación Convencional para Electrificación Rural. Finalmente, se concluye, que no es necesaria la instalación de equipos adicionales para proteger la Microsubestación de Alta Tensión contra sobre corriente por lo que la construcción de una Microsubestación de Alta Tensión es una alternativa económica para brindar energía eléctrica a poblados rurales.

The main purpose of this thesis is to design a high voltage microsubstation of 138/22,9 kV – 500 kVA connected to a high voltage transmission line in areas surrounding rural villages. With this design, it will be possible to obtain high availability of electrical energy with a low investment cost. Quantitative method was used and, through mathematical calculations, main parameters of the Microsubstation were determined, which allowed the design of the protection systems against overcurrents and transient overvoltages of the Microsubstation. Through comparing investment costs for the construction of a High Voltage Microsubstation and a Conventional Substation for Rural Electrification, it was determined that the Microsubstation is a viable alternative from a technical-economic point of view. According to the results obtained, it was determined that overcurrent protection, on the primary side of the High Voltage Microsubstation, is a physical characteristic of the primary winding of the Voltage Transformer, according to the manufacturer, type SSMV. In addition, there is a significant difference between the investment costs of a High Voltage Microsubstation and a Conventional Substation for Rural Electrification. Finally, it is concluded that the installation of additional equipment is not necessary to protect the High Voltage Microsubstation against overcurrent and for this reason the construction of a High Voltage Microsubstation is an economical alternative to provide electrical energy to villages rural.