- 10 -
IEC IEC60071-2: 60071-2: 2018 2018 •• IEC IEC 2018 2018
Coordinación de aislamiento - Parte 2: directrices de aplicación
1 Alcance
Esta parte de la norma IEC 60071 constituye pautas de aplicación y se ocupa de la selección de los niveles de aislamiento de los equipos o instalaciones para los sistemas eléctricos trifásicos. Su objetivo es dar una guía para la determinación de las tensiones soportadas nominales de las gamas I y II de la norma IEC 60071-1 y justificar la asociación de estos valores nominales con los voltajes más altos para los equipos estandarizados.
Esta asociación es sólo para fines de aislamiento de coordinación. Los requisitos para la seguridad de las personas no están cubiertas por este documento. Este documento cubre sistemas trifásicos con tensiones nominales por encima de 1 kV. Los valores derivados o propuestos en este documento son generalmente aplicables solamente a tales sistemas. Sin embargo, los conceptos presentados son también válidas para sistemas bifásicos o monofásicos. Este documento cubre de fase a tierra, fase a fase de aislamiento longitudinal y. , , ` ` , ` , , , ,
Este documento no está destinado a hacer frente a las pruebas de rutina. Estos son especificadas por los comités de productos pertinentes.
` ` ` , , , ` ` ` ` ` , , , , , ` ` ` , , , ` , ` ` , ` , , ` , ` -
El contenido de este documento sigue estrictamente el diagrama de flujo del proceso de coordinación de aislamiento presenta en la figura 1 de la norma IEC 60071-1: 2006. Cláusulas 4 a 7 corresponden a los cuadrados en este diagrama de flujo y dan información detallada sobre los conceptos que rige el aislamiento coordinación proceso que conduce al establecimiento de los niveles de soportar requeridas.
En este documento se hace hincapié en la necesidad de considerar, desde el principio, todos los orígenes, todas las clases y todos los tipos de esfuerzos de tensión en servicio, independientemente de la gama de voltaje más alto para el equipo. Sólo al final del proceso, cuando la selección de la norma tensiones no disruptivas se lleva a cabo, se aplica el principio de cubrir un esfuerzo de tensión de s ervicio particular por una norma soportar aplica voltaje. También, en este paso final, este documento se refiere a la correlación hecho en IEC 60071-1 entre los niveles de aislamiento estándar y la tensión más elevada para el equipo.
Los anexos contienen ejemplos y la información detallada que explican o apoyan los conceptos descritos en el texto principal, y l as técnicas analíticas básicas utilizadas.
2 Referencias normativas
Los siguientes documentos se hace referencia en el texto de t al manera que parte o la totalidad de su contenido constituye requisitos de este documento. Para las referencias con fecha, sólo se aplica la edición citada. Para las referencias sin fecha se aplica la última edición del documento de referencia (incluyendo c ualquier modificación).
IEC 60060-1: 2010, De alta tensión técnicas de ensayo - Parte 1: Definiciones generales y requisitos de prueba
IEC 60071-1: 2006, La coordinación de aislamiento - Parte 1: Definiciones, principios y IEC 60071-1: 2006 / AMD1: 2010
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reglas
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IEC 60071-2: 2018 • IEC 2018
- 11 -
IEC 60505: 2011, Evaluación y calificación de los s istemas de aislamiento eléctrico IEC 60815-1 TS, Definiciones principios, información y generales: Parte 1 - selección y
dimensionamiento de los aisladores de alta tensión
para uso en condiciones de contaminación
ISO 2533: 1975, Standard Atmosphere
3 Términos, definiciones, términos y símbolos abreviados 3.1 Términos y definiciones
No hay términos y definiciones se enumeran en este documento.
ISO e IEC mantienen bases de datos terminológicas para su uso en la normalización en las siguientes direcciones:
•
IEC Elect Electrop ropedi edia: a: dispon disponibl iblee en http:// http://www www.el .elect ectrop roped edia. ia.org org//
•
ISO plataforma plataforma de Naveg Navegación ación en línea línea:: disponi disponible ble en http:// http://www.i www.iso.or so.org/ob g/obpp
3.2 términos abreviados
MOSA oleada de óxido de metal pararrayos SFO sobretensión lenta adelantado
FFO
sobretensión adelantado rápido
VFFO
sobretensión muy rápido por adelantado
LSA
descargador de sobretensiones
EGLA
descargador línea gapped externamente
Ngla
descargador de línea no gapped
LIWV
impulso de ra rayo tensión no disruptiva
SIWV
impulso de ma maniobra te tensió sión no no di disruptiva
SDWV SDWV
de cort cortaa dura duraci ción ón a frec frecue uenc ncia ia tens tensió iónn no no dis disru rupt ptiv ivaa
LIPL
nivel de protección de choque de rayo
SIPL
nivel de conmutación de protección impulso
SIG
conmutador aislado con gas
UHV
alta tensión de ultra
TOV
sobretensiones sobretensiones temporales de frecuencia industrial
SVU
unidad de la serie varistor
ESDD
densidad depósito de sal equivalente
TCV
tensión de carga atrapada
-
` `
, ,
` , ` ` , ` , , ,
` `
` , , , , , ` ` ` ` `
, , ,
` ` `
, , , ,
` , ` ` , , -
3.3 Símbolos
Para el propósito de este documento, se aplican los si guientes símbolos y definiciones. El símbolo es seguido por la unidad a ser normalmente considerado, cantidades adimensionales adimensionales estando indicadas por (-). Algunas cantidades se expresan en pu A por unidad de cantidad es la relación entre el valor real de un parámetro eléctrico (tensión, corriente, frecuencia, potencia, impedancia, etc.) a una dada valor de referencia del mismo parámetro. UNA
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(KV)
parámetro que caracteriza la influencia de la gravedad del rayo para el equipo en función del tipo de línea aérea conectado a él
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- 12 una 1
(metro)
longitud del cable de conexión del descargador de sobretensión a la línea de
una 2
(metro)
longitud del cable de conexión del descargador de sobretensión a la tierra
una 3
(metro)
longitud del conductor de fase entre el pararrayos y el equipo protegido
una 4
(metro)
longitud de la parte activa del descargador de sobretensiones
segundo
(-)
factor utilizado al describir la característica de descarga de fase a fase
do mi
(NF)
capacidad de tierra de los arrollamientos primarios del transformador
do s
(NF)
capacitancia en serie de los arrollamientos arrollamientos primarios del transformador
do 2
(NF)
capacitancia de fase a tierra del devanado secundario del transformador
do 12
(NF)
capacitancia entre los devanados primario y secundario de los transformadores
do 1 en
(NF)
equivalente transformers
capacitancia de entrada del terminal 1 de trifásico
do 2en
(NF)
equivalente transformers
capacidad de entrada de la terminal 2 de trifásico
do 3 en
(NF)
equivalente transformers
capacitancia de entrada del terminal 3 de trifásico
do
(M / mu s)
velocidad de la luz
do F
(Pu)
factor de acoplamiento de las tensiones entre el cable de tierra y conductor de fase de las líneas aéreas
mi 0
(KV / m)
gradiente de ionización suelo
función que describe la distribución acumulada de amplitudes de sobretensión, donde B.3 Cláusula
F
-
` `
F (U) = 1 - P (U); ver
función que describe la densidad de probabilidad de las amplitudes de sobretensión
F
, ,
IEC IEC60071-2: 60071-2: 2018 2018 •• IEC IEC 2018 2018
re r
(-)
relación de división de los aumentos repentinos capacitivamente transferidos
H
(metro)
altitud sobre el nivel del mar
h
(-)
tensión a frecuencia industrial transformers
H t
(metro)
altura sobre el suelo
yo
(KA)
amplitud de la corriente del rayo
l sol
(KA)
limitar la corriente del rayo en el cálculo de la resistencia a pie de la torre
yo n orte
(KA)
corriente de descarga nominal de un descargador
J
(-)
bobinado factor de sobretensiones inductivamente transferidos en transformadores
K
(-)
factor de brecha teniendo en cuenta la influencia de la configuración de brecha en la fuerza
K una
(-)
factor de corrección de altitud
K do
(-)
coordinación factor de
K s
(-)
factor de seguridad
K discos compactos
(-)
factor de coordinación determinista
K co
(S / (KVM)) constante de amortiguamiento corona
K cs
(-)
factor de coordinación estadística
K f + f
(-)
factor de separación para los impulsos de frente rápido de polaridad positiva
K ff
(-)
factor de separación para los impulsos de frente rápido de polaridad negativa
K ev
(-)
factor de evaluación de la relación de sobretensión rayo con respecto a la forma estándar de voltaje
` , `
factor
para
sobretensiones transferidas
` , ` , , ,
` `
` , , , , , ` ` ` ` `
, , ,
` ` `
, , , ,
` , ` ` , , -
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en
IEC 60071-2: 2018 • IEC 2018
- 13 -
k
(-)
factor de falla a tierra
k h
(-)
parámetro para corrección de humedad
re
(metro)
distancia de separación entre descargador de sobretensiones y equipo protegido
L una
(metro)
longitud línea aérea de ceder a una tasa de corte de igual uno aceptable (relacionado con R u na)
L t
(metro)
longitud de la línea aérea para el que la tasa de corte de rayo es igual a la tasa de retorno adoptado (relacionado con R t)
L sp
(metro)
longitud de tramo
METRO
(-)
número de aislamientos en paralelo considerados subrayarse simultáneamente por una sobretensión
metro
(-)
exponente en la fórmula factor de corrección atmosférica para el aislamiento externo soportar
norte
(-)
número de desviaciones convencionales entre T 5 0 y T s pec de un aislamiento auto-restauración
norte
(-)
número de líneas aéreas consideradas conectado a una estación en la evaluación de la amplitud que incide contra sobretensiones
PAG
(%)
probabilidad de descarga de un aislamiento auto-restauración
PAG w
(%)
probabilidad de soportar de aislamiento auto-restauración
q
(-)
factor de respuesta de devanados del transformador de sobretensiones transferidas inductivamente
Q rs
(DO)
calificación de transferencia de carga repetitiva de un descargador
Q º
(DO)
Puntuación de transferencia de carga térmica de un descargador
R
(-)
riesgo de fallo (fallos por evento)
R una
(1 / a)
tasa de fracaso aceptable para el aparato; para líneas de transmisión, este parámetro se expresa normalmente en términos de (1 / a) / 100 km
R hc
( Ω)
alto valor actual de la resistencia a la torre de pie
R km
(1 / (MA))
tasa de corte de línea aérea por año para un diseño correspondiente a la primera kilómetro en frente de la estación
R lc
( Ω)
bajo valor actual de la resistencia a la torre de pie
R pag
(1 / a)
blindaje tasa de penetración de las líneas aéreas
R sf
(1 / a)
blindaje tasa flashover fracaso de líneas aéreas
R t
(1 / a)
adoptada tasa de retorno de sobretensión (valor de referencia)
R u
(KV)
radio de un círculo en el lento-delanteras
R 0
( Ω)
resistencia de secuencia cero
R 1
( Ω)
resistencia de secuencia positiva
R 2
( Ω)
resistencia de secuencia negativa
S
(KV / mu s)
pendiente de una oleada rayo que incide sobre una subestación
S mi
(KV)
desviación convencional de la distribución de sobretensión de fase a tierra
S pag
(KV)
desviación convencional de la distribución de sobretensión de fase a fase
S rp
(KV / mu s)
pendiente representante de una oleada rayo que incide
s mi
(-)
valor normalizado de la desviación convencional S e ( S e refiere
T + / T -
al
plano que describe la tierra de fase de fase sobretensiones
T e 50) s pag
(-)
valor normalizado de la desviación convencional S p ag ( S p referido a 50) T p
t s
(mu s)
el tiempo de viaje a una descarga de rayo
- - `,` ,, `,` `,` ,,, `` `,,,,,` `` `` ,,, -`-`` ,, ,, `,` `,, ---
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- 14 -
IEC IEC60071-2: 60071-2: 2018 2018 •• IEC IEC 2018 2018
T
(KV)
amplitud de una sobretensión (o de una tensión)
U +
(KV)
componente de impulso de conmutación positivo
en una fase de fase a
prueba de aislamiento T -
(KV)
componente de impulso de conmutación negativa
en una fase de fase a
prueba de aislamiento T especulación
(KV)
valor de truncado de la función de probabilidad de descarga auto: P (U ≤ T s pec) = 0
T 0+
(KV)
positiva equivalente de fase a tierra componente usado para representar la sobretensión más crítico de fase a fase
T 1e
(KV)
sobretensión temporal a la tierra en el neutro del devanado primario de un transformador
T 2e
(KV)
sobretensión temporal a la tierra en el neutro del devanado secundario de un transformador
T 2N
(KV)
tensión nominal del devanado secundario de un transformador
T 10
(KV)
valor de la tensión de descarga del 10% de aislamiento auto-restauración; este valor es la tensión no disruptiva estadística del aislamiento se define en
P (U) de un aislamiento de la restauración de
3.23 b) de la norma IEC 60071-1: 2006 T d ieciséis
(KV)
valor de la tensión de descarga del 16% de aislamiento auto-restauración
T 50
(KV)
valor de la tensión de descarga del 50% de aislamiento auto-restauración
T 50M
(KV)
valor de la tensión de descarga del 50% de
T 5 0RP
(KV)
valor de la tensión de descarga del 50% de una brecha de varilla plano
T do
(KV)
tensión de funcionamiento continuo de un descargador
T c +
(KV)
componente positivo que define el centro de un círculo que describe la-fase-tierra fase sobretensiones lento-delanteras
T do-
(KV)
componente negativo que define el centro de un círculo que describe la-fase-tierra fase sobretensiones lento-delanteras
T cw
(KV)
coordinación tensión no disruptiva del equipo.
T mi
(KV)
amplitud de una sobretensión de fase a tierra
T et
(KV)
valor de truncamiento de la distribución acumulativa T e t) = 0 (véase la cláusula B.3)
T e2
(KV)
valor de la sobretensión de fase a tierra que tiene una probabilidad de 2% de ser excedido: =0 ,02 (véase la cláusula B.3)
T e50
(KV)
valor 50% de la distribución acumulativa F (U e ) de las sobretensiones fase a tierra (ver B.3 Cláusula)
T yo
(KV)
amplitud de la que incide un rayo Las sobretensiones
T m etro
(KV)
voltaje más alto para el equipo
T pag
(KV)
amplitud de una sobretensión de fase a fase
T p2
(KV)
valor de la sobretensión de fase a fase que tiene una probabilidad de 2% de ser excedido: =0 ,02 (véase la cláusula B.3)
T p50
(KV)
valor 50% de la distribución acumulativa F (U p ) de las sobretensiones fase a fase (véase B.3 Cláusula)
T r
(KV)
tensión nominal de un descargador de sobretensiones temporales sobre la base de
T s
(KV)
alta tensión de un sistema de
T w
(KV)
estándar de tensión no disruptiva
T pl
(KV)
relámpago nivel de protección de impulso de un descargador
T PD
(KV)
nivel de conmutación de protección impulso de un descargador
islamiento de auto-restauración paralelas METRO A
) de las F (U e
sobretensiones de fase-tierra:
F (U mi ≥
F (U mi ≥ T e2)
-
` `
, ,
` , ` ` , ` , , ,
` `
` , , , , , ` ` ` ` `
, , ,
` ` `
, , , ,
` , ` ` , , -
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F (U pag ≥ T p 2)
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IEC 60071-2: 2018 • IEC 2018
- 15 -
T pt
(KV)
valor de truncamiento de la distribución acumulativa ≥ T p t) = 0 (véase la cláusula B.3)
) de las F (U p
sobretensiones de fase a fase:
T rp
(KV)
amplitud de la sobretensión representante
T rw
(KV)
requerido tensión no disruptiva
T T1
(KV)
sobretensión aplica en el devanado de un transformador que produce (por transferencia) primaria una sobretensión en el devanado secundario.
T T2
(KV)
sobretensión en el devanado secundario de un transformador producida (por transferencia) por una sobretensión aplicada sobre el devanado primario.
UHV
(-)
de alta tensión: la tensión más alta del sistema de transmisión superior a 800 kV.
u
(Pu)
por unidad de valor de la amplitud de una sobretensión sobretensión (o de de una una tensión) a que se refiere T s 2 3.
w 21
(-)
relación de secundario del transformador a la tensión primaria de fase a fase.
W
(KJ)
absorción de energía requerida de un descargador.
W º
(KJ / kV)
Clasificación de energía térmica de un pararrayos.
X
(metro)
distancia entre el punto del rayo y subestación golpeado.
X pag
(Km)
límite de distancia de la línea aérea en la que eventos de rayos tienen que ser considerados.
X T
(Km)
longitud de la línea aérea para ser utilizado en los cálculos simplificados rayo de sobretensión.
X 0
( Ω)
cero secuencia de reactancia de un sistema.
X 1
( Ω)
reactancia de secuencia positiva de un sistema.
X 2
( Ω)
secuencia de reactancia negativa de un sistema.
X
(-)
la variable normalizada en una función de probabilidad de descarga auto-restauración.
X METRO
(-)
la variable normalizada en una función de probabilidad de descarga P (U) de auto-restauración aislamientos paralelos.
Z
(KV)
desviación convencional de la función de probabilidad de descarga auto-restauración.
Z 0
( Ω)
cero impedancia de secuencia.
Z 1
( Ω)
impedancia de secuencia positiva.
Z 2
( Ω)
impedancia de secuencia negativa.
Z mi
( Ω)
sobretensiones impedancia del cable de línea de tierra por encima.
Z L
( Ω)
sobretensiones impedancia de la línea aérea.
Z METRO
(KV)
desviación convencional de la función de probabilidad de descarga
P (U) d e un aislamiento
METRO
e un aislamiento P (U) d
P (U) de
METRO auto-restauración aislamientos paralelos.
Z s
( Ω)
impedancia característica del conductor de fase de la subestación.
z
(-)
valor normalizado de la desviación convencional Z r eferido a T 50.
α
(-)
relación del componente de impulso de conmutación negativa a la suma de ambos componentes (negativos + positivos) de una sobretensión de fase a fase.
β
(KV)
parámetro de escala de una función acumulativa de Weibull.
T 0
(KV)
valor de truncamiento de una función acumulativa de Weibull.
η
(-)
factor de utilización del campo eléctrico.
función integral de Gauss.
Φ - - `,` ,, `,` `,` ,,, `` `,,,,,` `` `` ,,, -`-`` ,, ,, `,``,, ---
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F (U pag
- dieciséis -
IEC 60071-2: 2018 • IEC 2018
φ
(-)
ángulo de inclinación de una característica de aislamiento de fase a fase.
γ
(-)
forma parámetro de una función acumulativa Weibull-3.
σ
(Pu)
por unidad de valor de la desviación convencional ( S eo S p ) de una distribución de sobretensión.
ρ
( Ω metro)
resistividad del suelo.
τ
(mu s)
constante de una sobretensión rayo debido a copias de descargas disruptivas en líneas aéreas tiempo cola.
4 tensión Representante subraya en servicio 4.1 Origen y clasificación de los esfuerzos de tensión
En IEC 60071-1, los esfuerzos de tensión se c lasifican por parámetros adecuados, tales como la duración de la tensión a frecuencia o la forma de una sobretensión de acuerdo con su efecto sobre el aislamiento o en el dispositivo de protección. Los esfuerzos de tensión dentro de estas clases tienen varios orígenes: -
continua (a frecuencia) Tensiones: proceden de la operación del sistema en condiciones de funcionamiento normales;
-
sobretensiones temporales: pueden proceder de faltas, operaciones tales como rechazo de carga, las condiciones de resonancia, las no linealidades de conmutación (ferroresonances) o por una c ombinación de éstos;
-
sobretensiones lento delanteros: que pueden proceder de faltas, operaciones o caídas de rayos directos de cambiar a los conductores de las líneas aéreas;
-
sobretensiones de frente rápido: pueden provenir de operaciones, caídas de rayos o fallos de conmutación;
-
sobretensiones muy rápido-delanteros: que pueden proceder de fallos o las operaciones de conmutación en subestaciones aisladas gas y (SIG);
-
sobretensiones combinados: pueden tener cualquier origen mencionado anteriormente. Se producen entre las fases de un sistema (fase a fase), o en la misma fase entre partes separadas de un sis tema (longitudinal).
Todas las tensiones de sobretensión precedentes, excepto las sobretensiones combinadas, se discuten como elementos separados bajo 4.3. sobretensiones combinados se discuten en su caso dentro de uno o más de estos elementos.
En todas las clasificaciones de esfuerzos de tensión, la transferencia a través de transformadores debe tenerse en cuenta (véase el anexo D).
En general, pueden existir todas las clases de sobretensiones en ambos rangos de voltaje I y II (ver IEC 60071-1). Sin embargo, la experiencia ha demostrado que ciertas clasificaciones de voltaje son de importancia más crítica en un rango de voltaje determinado; esto va a ser tratado en este documento. En cualquier caso, cabe señalar que el mejor conocimiento de las tensiones (valores de pico y formas) se obtiene con estudios detallados que emplean modelos adecuados para el sistema y para las características de la sobretensión dispositivos de limitación.
En el análisis del sistema de energía, herramientas de simulación digital, como herramienta de simulación electromagnética transitorios, se han utilizado en muchos países. En algunos países, la comparación de resultados de análisis y valores de medición también se realiza en cada país. Su validez ha sido confirmada hasta sistemas de ultra alto vacío. Por ejemplo, en el caso de líneas de UHV en Japón y China, el error máximo entre las mediciones y la s imulación de sobretensiones de conmutación se trata de
- - `,` ,, `,` `,` ,,, `` `,,,,,` `` `` ,,, -`-`` ,, ,, `,``,, ---
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5%, lo que está bien en el diseño de líneas de transmisión. De la información más detallada, se puede hacer referencia a la actividad CIGRE [1] 1. 4.2 Características de los dispositivos de protección contra sobretensiones
4.2.1 Observaciones generales
Para garantizar un diseño seguro, fiable y económica y el funcionamiento de las redes de alta tensión, subestaciones y equipos, el uso de dispositivos de protección contra sobretensiones es necesario. Los dispositivos de protección contra sobretensiones deben ser diseñados e instalados para limitar la magnitud de las sobretensiones en los bornes del equipo a proteger. Generalmente, se proporciona una protección contra sobretensiones eficaz contra sobretensiones lento-frontales (SFO) y sobretensiones de frente rápido (FFO).
Tiene que ser considerado que, especialmente bajo condiciones FFO, la sobretensión en los bornes del dispositivo de protección contra sobretensión y de los equipos a ser protegidos son, en general, no es lo mismo. tensión inductiva cae a través de cables de conexión y, mucho más, los procesos de ondas progresivas son responsables de eso.
descargadores de sobretensión de óxido de metal (MOSA) sin brechas son los descargadores "estándar" que se van a instalar en todas las subestaciones o directamente en el polo montado transformadores y terminaciones de cables en las líneas de distribución. Como descargadores de sobretensión tienen una distancia de una protección limitada en el rango de sólo unos pocos, hasta varias decenas de metros, dependiendo del nivel de tensión del sistema, deberán instalarse lo más cerca posible del equipo a proteger. Puede ser necesaria la instalación de pararrayos adicionales en las entradas de línea de subestaciones.
En algunos países, MOSA con huecos serie internos se utilizan, que se aplican a los sistemas de energía de T s h asta 52 kV y que están cubiertos por su propio estándar de prueba (IEC 60099-6). Además de esta aplicación general de MOSA como dispositivos de protección, los descargadores de sobretensiones de línea (LSA) se utilizan a menudo para líneas de transmisión y de distribución aérea. Evitan descargas disruptivas del aislador debido a la caída de rayos directos al conductor de una línea sin blindaje, por un fallo de protección de una línea blindado o debido a descargas disruptivas atrás. Para este propósito, gapped externamente (EGLA) y descargadores de línea no gapped (Ngla) se utilizan.
Además, vías de chispas están todavía a v eces tienen en cuenta como un dispositivo alternativo de limitación de s obretensiones, aunque las normas no están disponibles dentro de IEC. En general, sin embargo, los descargadores de sobretensiones deben preferirse, como vías de chispas producen tensión empinada se eleva directamente en el equipo a proteger, y su característica de cebado bajo FFO a veces es crítico. Como no existe una norma, su tensión de reacción frente a las características de tiempo debe solicitarse al fabricante o establecido por el usuario sobre la base de sus propias especificaciones.
4.2.2 descargadores de sobretensiones de óxido metálico sin huecos (MOSA)
4.2.2.1
General
Las características de protección y aplicación de MOSA son especificados por la norma IEC 60099-4 e IEC 60099-5.
El procedimiento general para la selección de los descargadores de sobretensión se recomienda en la norma IEC 60099-5:
-
determinación de la tensión de funcionamiento continuo T do;
-
determinación de la tensión nominal T r s obre la base de sobretensiones temporales; _____________
1 Los números entre corchetes se refieren a la Bibliografía. - - `,` ,, `,` `,` ,,, `` `,,,,,` `` `` ,,, -`-`` ,, ,, `,``,, ---
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- 18 -
IEC IEC 60071-2: 60071-2: 2018 2018 •• IEC IEC 2018 2018
-
Determinación de la absorción de de la la energía requerida
selección de W y
la corriente de descarga nominal
-
determinación del nivel de protección de choque de rayo rayo T pl y nivel de conmutación de protección impulso T PD.
yo n orte;
Los niveles de protección se pueden utilizar para sobretensiones de frente lento y rápido-delanteros representativos. El rayo impulso coordinación soportar tensión se determina en consideración de la actuación del rayo de las líneas aéreas, la tasa de fracaso aceptable de los equipos y la zona de protección del descargador.
El procedimiento es iterativo. Si, después de que el procedimiento de selección, los niveles de protección de MOSA son demasiado altos, una tensión más baja continua, una corriente de descarga nominal superior, una capacidad de absorción de energía más alta o una distancia reducida entre el descargador y el equipo protegido deben ser investigadas. Estas medidas tendrán como resultado ya sea en bajas t ensiones residuales MOSA a una amplitud de corriente de choque impresionado dada o en los niveles de sobretensión reduce en el equipo protegido para una tensión residual MOSA dado.
La evaluación de los niveles de protección da un valor que representa una aproximación generalmente aceptable. IEC 60099-5 proporciona información detallada sobre el rendimiento de la protección de los pararrayos.
4.2.2.2
Características de protección relacionados con las sobretensiones de frente rápido
Los siguientes tensiones caracterizan el nivel de protección rápida frente a un MOSA: -
nivel de protección de choque de rayo rayo T pl ( t ambién designado como LIPL);
-
tensión residual máxima a impulso de corriente empinada. El nivel de
protección de choque de rayo
es la tensión máxima residual al nominal
corriente de descarga con un 8 mu s a 20 mu s (IEC 60099-4). Para el aislamiento de la coordinación de los sistemas de ultra alto vacío, descargadores de sobretensión con bajos niveles de protección son de particular importancia. La corriente de descarga nominal para descargadores de UHV es típicamente 20 kA.
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El impulso de corriente empinada resultante (con un tiempo de delante de 1 microsegundo) Tensión de protección tiene que ser considerado en el caso de tensión inductiva cae a través de los cables de conexión y la longitud descargador. El fondo se describe en la norma IEC 60099-5.
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4.2.2.3
Características de protección relacionados con el lento frente a sobretensiones
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El nivel de protección frente lenta de una MOSA se caracteriza por el nivel de protección de impulso de conmutación T ps ( t ambién designado como SIPL), que es la tensión máxima residual en la corriente de descarga de impulso de conmutación especificado como se especifica en la norma IEC 60099-4 o en otras magnitudes actuales sobre acuerdo entre el fabricante de sobretensiones y el usuario. caídas de tensión inductivos y los fenómenos de ondas que viajan (distancias de protección) no tiene que ser considerado.
Para descargadores de distribución, la conmutación de los niveles de protección de impulso no se especifican, ya que esto no suele ser una preocupación en los sistemas de distribución.
Especialmente para los descargadores de UHV, otras corrientes de impulso de conmutación pueden ser utilizados debido a la posible supresión de sobretensiones lento-delanteros en sistemas de ultra alto vacío mediante la adopción de las siguientes medidas:
•
conmutación controlada;
•
interruptores de circuito con el cierre o el cierre / apertura de resistencias;
•
cualquier combinación de las medidas anteriores.
4.2.2.4
La capacidad de manejo de energía
Energía capacidad de manejo de un MOSA se define por dos características. Derechos de autor de la Comisión Electrotécnica Internacional proporcionados por IHS Markit bajo licencia con la norma IEC
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a) Para la distribución ( "D") descargadores, que son más sub-clasificarse como DH, DM, descargadores de DL (las letras "H", "M" y "L" en la designación de pie para "alto", "medio" y el deber "bajo", respectivamente): -
repetitivo calificación de transferencia de carga, Q rs;
-
Evaluación térmica de transferencia de carga, Q XX.
b) para la estación de descargadores ( "S"), que son más sub-clasificarse como SH, SM, descargadores SL:
-
repetitivo calificación de transferencia de carga, Q rs;
-
Clasificación de energía térmica, W XX.
NOTA La antigua IEC 60099-4: 2014. 4.2.3
Sistema Clase de descarga de línea para descargadores de la estación ya no existe desde
descargadores de sobretensiones de línea (LSA) para líneas de transmisión y de distribución aérea
Propósito y características de los descargadores de sobretensiones de línea se describen en la norma IEC 60099-5. descargadores de línea gapped no (Ngla) son básicamente MOSA estándar, probado de acuerdo con IEC 60099-4, mientras que los descargadores de línea gapped externamente (EglÃ) se prueban según IEC 60099-8.
Energía capacidad de manejo de NGLAs se define, además de las características de MOSA, por s u capacidad de descarga de impulso del rayo. EGLAs protegen montajes de aisladores sólo de descargas disruptivas causados por rayos. Por lo tanto, es importante para determinar las características de protección de choque de rayo del descargador comprende la tensión de reacción para las tensiones residuales de la corriente de descarga nominal rápido frente y de impulso de rayo estándar, y. Además, la resistencia de aislamiento de la EGLA con respecto al máximo de sobretensiones lento-delanteras en el sistema tiene que ser determinada.
La correcta coordinación entre las características de flameo del conjunto aislante y la tensión de reacción de la EGLA se demostrará con tensión de impulso de rayo estándar y las tensiones residuales. Cualquier operación de cebado bajo voltaje de impulso de rayo tendrá lugar en la brecha serie externa de la EGLA sin causar ninguna descarga disruptiva del conjunto de aislador a proteger.
EGLAs no tienen funciones de operación de los aumentos repentinos de lento delanteros y sobretensiones de frecuencia temporal (TOV).
EGLAs no operará, en el sonido, así como en no cumplen la condición (sobrecargado) de la unidad de la serie varistor (SVU), en el especificado impulso de maniobra soportar voltaje y nivel máximo TOV del sistema.
La tensión nominal de un EGLA es el valor RMS máximo permisible de tensión a frecuencia industrial entre sus terminales, en la que está diseñado para funcionar correctamente. Será, por lo tanto, ser igual o mayor que la sobretensión temporal máxima potencia-frecuencia esperada en la instalación prevista. La tensión nominal también se utiliza como un parámetro de referencia para la especificación de funcionamiento y las características de interrupción de corriente.
EGLAs se clasifican por sus corrientes de descarga nominales y su alto impulso de corriente soportar capacidades. Dos sistemas de clasificación alternativos están disponibles ( "Serie X" y "Series Y"; para más detalles véase I EC 60099-8).
4.3 voltajes representativos y sobretensiones 4.3.1 continua (a frecuencia) Tensión
En condiciones normales de funcionamiento, la tensión a frecuencia se puede esperar que varían un poco en magnitud y a diferencia de un punto del sistema a otro. Para los fines de diseño de aislamiento y la coordinación, la tensión a frecuencia continua representante -
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IEC IEC 60071-2: 60071-2: 2018 2018 •• IEC IEC 2018 2018
deberá, sin embargo, ser considerada como constante e igual a la tensión más alta del sistema. En la práctica, hasta 72,5 kV, la tensión más alta del sistema T s p uede ser sustancialmente menor que el voltaje más alto para el equipo T m etro, m ientras que, con el aumento de la tensión, ambos valores tienden a ser iguales.
4.3.2
sobretensiones temporales
4.3.2.1
General
sobretensiones temporales se caracterizan por sus amplitudes, su forma de tensión y su duración. Todos los parámetros dependen del origen de las sobretensiones y las amplitudes y las formas pueden variar incluso durante la duración de la sobretensión.
Para fines de aislamiento de coordinación, la sobretensión temporal representativa se considera que tiene la forma de la t ensión a frecuencia de corta duración estándar (1 min). Su amplitud puede ser definido por un valor (el máximo asumido), un conjunto de valores de pico, o una distribución estadística completa de valores de pico. La amplitud seleccionada de la sobretensión temporal representativa tendrá en cuenta
-
la amplitud y la duración de la sobretensión real en el servicio, y
-
el / potencia duración amplitud considerado.
a frecuencia industrial característico de
el aislamiento
Si la última característica no es conocido, como una simplificación de la amplitud puede ser tomado como igual a la sobretensión máxima real que tiene una duración real de menos de 1 min en el servicio, y la duración puede ser tomado como 1 min.
En casos particulares, un procedimiento de coordinación estadística se puede adoptar la descripción de la sobretensión representante por una frecuencia de distribución de amplitud / duración de las sobretensiones temporales esperados en el servicio (v éase 5.3.2).
4.3.2.2
faltas a tierra
Un fallo de fase a tierra puede resultar en sobretensiones de fase a tierra que afectan a las otras dos fases. sobretensiones temporales entre las fases o a través de aislamiento longitudinal normalmente no surgen. La forma de sobretensión es una tensión a frecuencia.
Las amplitudes de sobretensión dependen del sistema de puesta a tierra neutral y el lugar del fallo. Guía para su determinación se da en el Anexo A. En configuraciones normales del sistema, la amplitud de sobretensión representante se supondrá igual a su valor máximo. configuraciones de sistema anormal, de piezas de ejemplo del sistema con los neutrales descubierto en un sistema neutral normalmente conectado a tierra, deben ser tratados por separado, teniendo en cuenta la probabilidad de ocurrencia de forma simultánea con los defectos a tierra. La duración de la sobretensión corresponde a la duración de la falla (hasta eliminación de la avería). En los si stemas de neutro puesto a tierra, es generalmente menos de 1 s. En los sistemas de neutro puesto a tierra de r esonancia con la avería de compensación es generalmente menos de 10 s. En los sistemas sin compensación de falta a tierra, la duración puede ser de varias horas. En tales casos, puede ser necesario definir la tensión a frecuencia continua como el valor de sobretensión temporal durante defecto a tierra.
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NOTA Se llama la atención al hecho de que el voltaje más alto al encender frecuencia que puede aparecer en una fase de sonido durante la ocurrencia de una falla a tierra no sólo depende del factor de falla a tierra, sino también en el valor de la tensión de servicio en el momento de la avería que puede ser generalmente se toma como el voltaje más alto del sistema T s.
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4.3.2.3
rechazo de carga
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Fase a tierra y sobretensiones temporales longitudinales debido al rechazo de carga dependerá de la carga rechazada, en la disposición del sistema después de la desconexión y de las características de las fuentes (potencia de cortocircuito en la estación, la velocidad y la regulación de voltaje de los generadores, etc. .).
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Los tres subidas de voltaje de fase a tierra son idénticos y, por lo tanto, las mismas sobretensiones relativos se producen de fase a tierra y fase a fase. Estos aumentos pueden ser especialmente importantes en el caso de rechazo de c arga en el extremo remoto de una línea larga (efecto Ferranti) y afectan principalmente el aparato en la estación conectado en el lado de la fuente de la interruptor abierto remoto.
Las sobretensiones temporales longitudinales dependen del grado de diferencia de ángulo de fase después de la separación de la red, la peor situación posible de ser una oposición de fase. Desde el punto de vista de sobretensiones, una distinción debe hacerse entre varios ti pos de formatos del sistema. A modo de ejemplo, los siguientes casos extremos pueden ser considerados: -
sistemas con líneas relativamente cortos y altos valores de la potencia de cortocircuito en las estaciones terminales, donde se producen bajas sobretensiones;
-
sistemas con líneas largas y valores bajos de la potencia de cortocircuito en el sitio de generación, que son por lo general en el rango extra-alta tensión en su fase inicial, y en el que pueden surgir muy altas sobretensiones si una carga grande se desconecta de repente.
En el análisis de sobretensiones temporales, se recomienda que se considere a la siguiente (donde la tensión de referencia es igual a 1,0 pu T
s
2 3 ).
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En los sistemas moderadamente extendidos, un rechazo de carga completa puede dar lugar a la fase-a-tierra sobretensiones con amplitud por lo general por debajo de 1,2 pu La duración de sobretensión depende de la operación del equipo de control de tensión y puede ser de hasta varios minutos;
-
En sistemas extendidos, después de un r echazo de carga completa, las sobretensiones de fase a tierra pueden alcanzar
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1,5 pu, o incluso más cuando se producen Ferranti o efectos de resonancia. Su duración puede ser del orden de algunos segundos; -
Si sólo cargas estáticas están en el lado rechazado, la sobretensión temporal longitudinal es normalmente igual a la sobretensión de fase a tierra. En sistemas con motores o generadores en el lado rechazado, una separación de la red puede dar lugar a una longitudinal temporal sobretensión compone de dos componentes de sobretensión de fase a tierra en oposición de fase, cuya amplitud máxima es normalmente por debajo de 2,5 pu (valores mayores pueden ser observadas para los casos excepcionales, tales como sist emas de alta tensión muy extendidos).
4.3.2.4
Resonancia y ferrorresonanci a
sobretensiones temporal debido a la resonancia y generalmente surgen ferrorresonancia cuando los circuitos con grandes elementos capacitivos (líneas compensadas líneas, cables, series) y elementos inductivos (transformadores, reactores en derivación) habiendo son energizados características de magnetización no lineales, o como resultado de rechazos de carga.
sobretensiones temporales debidas a fenómenos de resonancia pueden alcanzar valores muy altos. Deberán evitarse o limitarse mediante medidas recomendadas en 4.3.2.7. Ellos no deberán, por tanto, normalmente se considerarán como base para la s elección de la tensión nominal del descargador de sobretensión o para el diseño de aislamiento a menos que estas medidas correctivas no son suficientes (véase 4.3.2.8). 4.3.2.5
sobretensiones longitudinal durante la sincronización
El longitudinal representante sobretensiones temporales se derivan de la esperada sobretensión en servicio que tiene una amplitud igual a dos veces la tensión de funcionamiento de fase a tierra y una duración de varios segundos a algunos minutos. Además, cuando la sincronización es frecuente, se considerará que la probabilidad de ocurrencia de un defecto a t ierra y la consiguiente sobretensión. En esos casos, el representante amplitudes de sobretensión son la suma de la sobretensión de falla a tierra máximo asumido en un terminal y la tensión de funcionamiento continuo en oposición de fase en el otro.
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- 22 4.3.2.6
IEC IEC 60071-2: 60071-2: 2018 2018 •• IEC IEC 2018 2018
Las combinaciones de orígenes de sobretensiones temporales
4.3.2.6.1
General
sobretensiones temporales de diferentes orígenes se tratarán c omo combinado sólo después de un examen cuidadoso de su probabilidad de ocurrencia simultánea. Tales combinaciones pueden dar lugar a mayores puntuaciones de pararrayos con la consecuencia de los niveles de protección y de aislamiento superiores; esto es técnicamente y económicamente justificado sólo si esta probabilidad de ocurrencia simultánea es suficientemente alta.
4.3.2.6.2
defecto a tierra con rechazo de carga
El fallo combinación tierra con rechazo de carga puede existir cuando, durante un fallo en la línea, el interruptor del lado de carga se abre primero y la carga desconectada causa una sobretensión rechazo de carga en la parte todavía de fallo del sistema hasta que el lado de alimentación del circuito-disyuntor se abre. También puede existir El fallo combinación tierra con rechazo de carga cuando una carga grande se desconecta y la sobretensión temporal debido a esta causa un defecto a tierra posterior en el sistema restante. La probabilidad de un evento, sin embargo, es pequeña cuando las sobretensiones debido al cambio de carga son en sí mismos pequeños, y un fallo posterior sólo es probable que ocurra en condiciones extremas, tales como en condiciones masivas de contaminación.
La combinación se puede producir aún más como resultado de un fallo de la línea seguida por el fallo de un interruptor para abrir. La probabilidad de tal combinación, aunque pequeña, no es despreciable ya que estos eventos no son estadísticamente independientes. Tal acontecimiento, lo que resulta en un generador conectado a través de un transformador a una línea larga de fallo, puede resultar en sobretensión significativo en las fases sanas. La sobretensión transitoria consiste en una lenta delantera y una variable de sobretensión temporal prolongada que es una función de las características del generador y las acciones del regulador de voltaje gobernador.
Si tales combinaciones se consideran probable, se recomiendan estudios de sistemas. Sin este tipo de estudios, uno puede llegar a creer que es necesario combinar estas sobretensiones, pero esto se considera demasiado pesimista por las siguientes razones: -
el factor de falla a tierra cambia cuando se relaciona con la sobretensión rechazo de carga;
-
la configuración del sistema ha cambiado después de que el cambio de carga - por ejemplo, el factor de fallo a tierra en el generador transformadores con neutro a tierra es inferior a 1 después de estar desconectado del sistema;
-
para transformadores de la red, la pérdida de la carga nominal total no es habitual.
4.3.2.6.3
otras combinaciones
Como fenómenos de resonancia deben ser evitados, s u combinación con otros orígenes sólo debe considerarse como un resultado adicional de estas resonancias. En algunos sistemas, sin embargo, no es fácilmente posible para evitar fenómenos de resonancia, y, para tales sistemas, es importante para llevar a cabo estudios detallados.
4.3.2.7
Limitación de sobretensiones temporales
4.3.2.7.1
sobretensiones de falla a tierra
sobretensiones de falla a tierra dependen de los parámetros del sistema y sólo se pueden controlar mediante la selección de estos parámetros durante el diseño del sistema. Las amplitudes de sobretensión son normalmente menos severas en los sistemas de neutro a tierra. Sin embargo, existe una excepción en los sistemas de neutro puesto a tierra, una parte del cual en sit uaciones inusuales puede llegar a ser separada con neutrales transformador descubiertos. En tal situación, la duración de las sobretensiones debidas a defectos a tierra en la parte separada puede ser controlado por la puesta a tierra rápida en estos neutrales, por interruptores o por descargadores de sobretensiones neutral especialmente seleccionados, que un cortocircuito en la neutral después de no.
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IEC 60071-2: 2018 • IEC 2018 4.3.2.7.2
- 23 -
Los cambios repentinos de carga
Estas sobretensiones pueden ser controlados por los reactores en derivación, condensadores en serie o compensadores estáticos.
4.3.2.7. 3
Resonancia y ferrorresonanci a
Estas sobretensiones deben limitarse por de-sintonizar el sistema a partir de la frecuencia de resonancia, cambiando la configuración del sistema, o por amortiguación resistencias. 4.3.2.8
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Protección contra sobretensiones pararrayos contra las sobretensiones temporales
Por lo general, la selección de la tensión nominal del descargador de sobretensión se basa en la envolvente de la sobretensión temporal era de esperar, teniendo en cuenta la capacidad de disipación de energía del descargador de sobretensión. En general, igualando la calificación descargador de sobretensiones con el estrés sobretensión temporal es más crítica en el rango II, donde los márgenes son más bajos, que en rango I. Por lo general, la capacidad de energía del descargador de sobretensión bajo estrés sobretensión temporal se expresa como una amplitud / característica de duración, proporcionado por el fabricante.
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A efectos prácticos, los pararrayos no limitan las sobretensiones temporales. Una excepción se da para sobretensiones temporales debido a la resonancia efectos, para el que los descargadores de sobretensiones pueden ser aplicadas para limitar o incluso impedir a tales sobretensiones. Para tal aplicación, los estudios cuidadosos en las tensiones térmicas impuestas a los descargadores de sobretensión se deben realizar para evitar su sobrecarga.
4.3.3
sobretensiones Slow-delanteras
4.3.3.1
General
sobretensiones lento delanteros tienen duraciones frente a unas decenas a algunos miles de microsegundos y duraciones de cola en el mismo orden de magnitud, y son por naturaleza oscilatoria. Por lo general se deben a: -
energización de la línea y re-energización;
-
fallos y eliminación de la avería;
-
rechazos de carga;
-
conmutación de capacitivo o corrientes inductivas;
-
relámpago distante Trazos en el conductor de líneas aéreas. El estrés tensión
representativa se caracteriza por -
una forma de tensión representativa, y
-
una amplitud representante que puede ser o bien una sobretensión máxima supuesta o una distribución de probabilidad de las amplitudes de sobretensión.
La forma tensión representativa es el estándar de conmutación de impulsos (tiempo hasta el pico 250 mu s, y el tiempo a la mitad del valor en la cola 2 500 mu s). La amplitud representativa es la amplitud de la sobretensión considerado independientemente de su tiempo real a pico. Sin embargo, en algunos sistemas en gama II, sobretensiones con frentes muy largos puede ocurrir y la amplitud representante puede derivar tomando en cuenta la influencia de la duración frente a la r esistencia dieléctrica del aislamiento.
La distribución de probabilidad de las sobretensiones sin la operación del descargador de sobretensión está caracterizada por su valor 2%, su desviación y su valor de truncamiento. Aunque no es perfectamente válido, la distribución de probabilidad puede ser aproximado por una distribución gaussiana entre el valor de 50% y el valor de truncamiento, por encima del cual se supone que no hay valores de existir. Alternativamente, una distribución de Weibull modificado puede ser utilizado (ver Anexo B).
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IEC IEC 60071-2: 60071-2: 2018 2018 •• IEC IEC 2018 2018
El valor máximo supuesto de la sobretensión representativa es igual al valor de truncamiento de las sobretensiones (véase 4.3.3.2 a 4.3.3.7) o igual que el nivel de conmutación de protección impulso del descargador de sobretensiones (véase 4.3.3.8), el que sea menor valor.
4.3.3.2
Sobretensiones de energización de la línea y re-energización
4.3.3.2.1
General
A energización de la línea trifásica o re-energización produce sobretensiones de maniobra en las tres fases de la línea. Por lo tanto, cada operación de conmutación produce tres de fase a tierra y, correspondientemente, tres sobretensiones de fase a fase [1].
En la evaluación de las sobretensiones para su aplicación práctica, se han introducido varias simplificaciones. En cuanto al número de las sobretensiones por la operación de conmutación, dos métodos están en uso. -
método de fase de pico: de cada proceso de conmutación, el valor pico más alto de la sobretensión en cada tierra de fase a o entre cada combinación de fases está incluido en la distribución de probabilidad de sobretensión, es decir, cada operación contribuye tres valores de pico a la probabilidad de sobretensión representante distribución. Esta distribución entonces tiene que ser asumido para ser igual para cada uno de los tres aislamientos involucrados en cada parte de aislamiento, de fase a tierra, fase a fase o longitudinal.
-
método Case-pico: de cada proceso de conmutación, el valor pico más alto de las sobretensiones de las tres fases a tierra o entre las tres fases está incluido en la distribución de probabilidad de sobretensión, es decir, cada operación contribuye un valor a la distribución de sobretensión representativa. Esta distribución es entonces aplicable a un aislamiento dentro de cada tipo.
Las amplitudes de sobretensión debido a la energización de la línea dependen de varios factores incluyendo el tipo de interruptor automático (cerrando resistor o no), la naturaleza y potencia de cortocircuito de la barra colectora de la que se energiza la línea, la naturaleza de la compensación utilizada y la longitud de la línea de energía, el tipo de la terminación de línea (abierta, transformador, descargador de sobretensiones), etc.
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Trifásicos re-energizaciones pueden generar sobretensiones lento delanteros altos debido a las cargas atrapadas en la línea de re-energizado. En el momento de la re-energización, la amplitud de la sobretensión restante en la línea (debido a la carga atrapada) puede ser tan alto como el pico de sobretensión temporal. La descarga de esta carga atrapada depende del equipo permanece conectado a la línea, conductividad de la superficie aislante, las condiciones de conductor de corona, y re-hora de cierre.
En los sistemas normales de una sola f ase de re-energización (re-cierre) no genera sobretensiones más altos que los de la energización. Sin embargo, para las líneas en el que la resonancia o efectos Ferranti pueden ser significativas, de una sola f ase de re-cierre puede resultar en sobretensiones mayores que tres de energización de fase.
La distribución de probabilidad correcta de las amplitudes de sobretensión sólo puede obtenerse a partir de una cuidadosa simulación de operaciones de conmutación por computación digital, analizadores de transitorios, etc., y los valores típicos como se muestra en la figura 1 debe considerarse sólo como una guía aproximada. Todas las consideraciones se refieren a las sobretensiones en el extremo abierto de la línea (extremo de recepción). Las sobretensiones en el extremo emisor pueden ser sustancialmente más pequeñas que las del extremo abierto. Por razones indicadas en el Anexo C, la Figura 1 puede ser utilizado para los métodos tanto el pico de fase y de casos y de pico.
4.3.3.2.2
sobretensiones de fase a tierra
Un procedimiento para la estimación de la distribución de probabilidad de las sobretensiones representativas se da en el anexo C.
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- 25 -
Como una guía general, la Figura 1 muestra la gama de los valores de sobretensión 2% (en pu de 2 3
T s
) que puede estar prevista entre fase y tierra sin limitación por la oleada
descargadores [5]. Los datos de la Figura 1 se basan en un número de resultados de campo y estudios e incluyen los efectos de la mayoría de los factores que determinan las sobretensiones. Figura 1 debe utilizarse como una indicación de si o no las sobretensiones para una situación dada puede ser lo suficientemente alta como para causar un problema. Si es así, el rango de valores indica en qué medida las s obretensiones pueden ser limitadas. Para este fin, se requieren estudios detallados.
IEC
Figura 1 - intervalo del 2% sobretensiones lento-frontales en el extremo receptor debido a la energización de la línea y re-energización
4.3.3.2.3
Fase a fase sobretensiones
En la evaluación de las sobretensiones de fase a fase, un parámetro adicional necesita ser agregado. A medida que el aislamiento es sensible a la subdivisión de un valor de sobretensión de fase a fase dada en dos componentes de fase a tierra, la selección de un instante específico se tiene en cuenta las características de aislamiento. Dos instantes se han seleccionado [1]:
una)
instante de pico de sobretensión de fase a fase: este instante da el valor más alto de sobretensión de fase a fase. Representa la más alta tensión para todas las configuraciones de aislamiento, para los que la rigidez dieléctrica entre las fases no es sensible a la subdivisión en componentes. Ejemplos típicos son el aislamiento entre los devanados o autorizaciones de aire corto;
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b) sobretensión de fase a fase en el instante del pico de sobretensión de fase a tierra: aunque este instante da valores de sobretensión más bajos que el instante del pico de sobretensión de fase a fase, puede ser más grave para las configuraciones de aislamiento para que la rigidez dieléctrica entre las fases está influenciada por la subdivisión en componentes. Ejemplos típicos son grandes distancias en el aire, para lo cual el instante del pico de fase a tierra positivo es más severa, o subestaciones aisladas por gas (encerrada de tres fases), para el que el pico negativo es más severa.
Las características estadísticas de las sobretensiones de fase a fase y las relaciones entre los valores pertenecientes a los dos instantes se describen en el anexo C. Se concluye que para todos los tipos de aislamiento, a excepción de espacios libres de aire en la gama II, la sobretensión representativa entre fases es igual al pico de sobretensión de fase a fase. Para distancias al aire en el rango II, y más particularmente para el sistema de tensiones iguales o superiores a 500 kV, el representante de sobretensión de fase a fase debe determinarse a partir de los picos de sobretensión fase a tierra y fase a fase como se describe en anexo C.
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El valor de sobretensión de fase a f ase 2% aproximadamente se puede determinar a partir de la sobretensión de fase a tierra. La Figura 2 muestra la gama de posibles relaciones entre los valores 2% de fase a fase y fase-tierra. El límite superior de este intervalo se aplica a las sobretensiones re-energización de tres fases rápidas, el límite inferior a las sobretensiones de energización trifásicos.
IEC
Figura 2 - Relación entre los valores 2% de sobretensiones lento-delanteras de fase a fase y de fase a tierra
4.3.3.2.4
sobretensiones longitudinales
sobretensiones longitudinales entre los terminales durante la energización o re-energización se componen de la tensión de funcionamiento continuo en un terminal y la sobretensión de conmutación en el otro. En los sistemas sincronizados, el más alto de conmutación pico de sobretensión y el voltaje de funcionamiento tienen la misma polaridad, y la longitudinal aislamiento tiene una menor sobretensión que el aislamiento de fase a tierra. El aislamiento longitudinal entre sistemas no síncronos, sin embargo, puede ser sometido a la energización sobretensiones en un terminal y la normal pico de tensión de funcionamiento de polaridad opuesta en el otro. , , ` ` , ` , , , ,
Para el componente de sobretensión lento delante, se aplican los mismos principios que para los aislamientos de fase a tierra.
` ` ` , , , ` ` ` ` ` , , , , , ` ` ` , , , ` , ` ` , ` , , ` , ` -
4.3.3.2.5
sobretensiones máximo asumido
Si no se aplica protección de los pararrayos, la energización o reenergización sobretensión máxima supuesta es: -
para la sobretensión de fase a tierra: tierra: el valor de truncamiento truncamiento T et;
-
para la sobretensión sobretensión de fase aa fase: fase: elel valor de truncamiento truncamiento T pt o , para el aislamiento externo en el rango II, el valor determinado de acuerdo con el Anexo C, tanto subdivide en dos componentes iguales con polaridades opuestas;
-
para la sobretensión sobretensión longitudinal: elel valor valor de truncamiento T et d e la sobretensión de fase a tierra debido a la activación en un terminal, y el pico de polaridad opuesta de la tensión de funcionamiento normal en el otro terminal.
Esta definición de la sobretensión longitudinal máximo supone que las frecuencias de alimentación están sincronizados (a través de un c amino paralelo) en ambos terminales de modo que las sobretensiones longitudinales debido a la re-energización no necesitan considerarse por separado (debido a que el efecto de cualquier carga atrapada se toma en cuenta por esta suposición).
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Fallo y sobretensiones-eliminación de la avería
sobretensiones Slow-delanteras se generan en falta-iniciación y de despeje de fallas por el cambio en el voltaje de la tensión de funcionamiento a sobretensión temporal en las fases sanas y el retorno de un valor cercano a cero de nuevo a la tensión de funcionamiento en la fase en falta. Ambos orígenes sólo causan sobretensiones entre fase y tierra. Las sobretensiones entre fases se pueden despreciar. Las estimaciones conservadoras para el valor máximo supuesto de la sobretensión representante T et s on como sigue:
-
la iniciación de falla T e t = (2 k - 1)
T s
2 3
(Cresta kV)
dónde k e s el factor de falla a tierra. -
eliminación de la avería
,0 T et = 2
T s
2 3
(Cresta kV)
En el rango I, las sobretensiones causadas por defectos a tierra se considerarán para sistemas con aisladas o resonantes neutrales transformadores conectados a tierra en el que el factor de falta a tierra es aproximadamente igual a 3. Para estos sistemas, la coordinación de aislamiento se puede basar en la sobretensión máxima supuesta y la probabilidad de sus amplitudes no necesita ninguna consideración.
En la gama II, cuando las sobretensiones debidas a la energización de línea o re-energización son controlados a valores inferiores a 2 pu, culpa y sobretensiones eliminación de la avería requiere un cuidadoso examen si no se controlan en el mismo grado.
4.3.3.4
Sobretensiones debidas al rechazo de carga
sobretensiones Slow-delanteras debido a la carga rechazo sólo son de importancia en los sistemas de gama II en los que las sobretensiones de energización y re-energización se controlan para valores por debajo de 2 pu En estos casos, necesitan examen, sobre todo cuando los transformadores de generador o líneas de transmisión largas son involucrado.
4.3.3.5
Las sobretensione s por maniobra de corrientes inductivas y capacitiv as
La conmutación de corrientes inductivas o capacitivas puede dar lugar a sobretensiones, que pueden requerir atención. En particular, las siguientes operaciones de conmutación se debe tomar en consideración: -
interrupción de las corrientes de arranque de los motores;
-
interrupción de corrientes inductivas, por ejemplo, cuando la interrupción de la corriente magnetizante de un transformador o al desconectar un reactor shunt [6];
-
de conmutación y el funcionamiento de los hornos de arco y sus transformadores, que pueden conducir a la interrupción de corriente;
-
conmutación de cables sin carga y de bancos de condensadores;
-
interrupción de las corrientes de fusibles de alta tensión.
Recebados de interruptores automáticos que ocurren mientras que la interrupción de corrientes capacitivas (desconexión de líneas sin carga, cables o baterías de condensadores) puede generar sobretensiones particularmente peligrosos y el uso de interruptores de libre de reencendido es necesario. Además, cuando energizantes baterías de condensadores, en particular de bancos sin conexión a tierra, se debe tener cuidado para evaluar las sobretensiones de fase a fase (véase también 4.3.4.3).
4.3.3.6
sobretensiones relámpago Slow-delanteras
En sistemas con líneas largas (más de 100 km), sobretensiones relámpago lento delanteros originan a partir de un rayo distante Trazos en el conductor de fase, cuando la corriente del rayo es suficientemente pequeño para no causar una descarga disruptiva del aislamiento de línea y cuando se produce la huelga a una distancia suficiente de la ubicación considerada para producir un frente lento.
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A medida que las corrientes de rayo tienen tiempos a la mitad del valor que raramente sobrepasan los 200 mS, hay sobretensiones con altas amplitudes y tiempos-a-cresta críticos para el aislamiento no se producen. sobretensiones de origen atmosférico lentas por adelantado, por lo tanto, son de menor importancia para la coordinación de aislamiento y por lo general se descuidan.
4.3.3.7
Limitación de las sobretensiones de frente lento
El método más comúnmente utilizado de limitar la línea de c onmutación de sobretensiones es por el uso de resistencias de cierre en los interruptores de línea. Otros medios, como el control y varistores a través de cámaras de interrupción punto-a-onda, también se pueden utilizar para limitar las sobretensiones debidas a la energización de línea y de conmutación inductivo o capacitivo.
transformadores de tensión inductivos conectados a los terminales de línea reducen efectivamente las cargas atrapadas en las fases de la línea después de la apertura. Las sobretensiones delanteros lento debido a una subsiguiente Trifásicos re-energización De este modo se limita al nivel de la línea simple energización. El efecto de saturación de la fuerza de impulso de conmutación tiene un gran impacto a las distancias al aire. Cierre o apertura resistencias, descargadores de sobretensión y / o la conmutación controlada pueden reducir sobretensiones de maniobra.
4.3.3.8
protección de pararrayos contra las sobretension es de frente lento
descargadores de óxido metálico sin lagunas y descargadores especialmente diseñado gapped son adecuados para proteger contra sobretensiones lento-delanteros en sistemas con sobretensiones temporales moderadas, mientras que los descargadores de tipo resistencia no lineal operan para sobretensiones lento-delanteras sólo en casos extremos, debido a las características de descarga disruptiva de la brecha serie.
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NOTA Cuando los descargadores están instalados en los extremos de las líneas de transmisión largas para el propósito de limitar las sobretensiones lento-delanteras, las sobretensiones en el medio de la línea puede ser sustancialmente más alta que en los extremos de la línea. Como regla general, se puede suponer que los descargadores de óxido metálico limitan las amplitudes de sobretensión de fase a tierra (pico kV) a aproximadamente el doble de la tensión nominal de sobretensiones (kV RMS). Esto significa que los descargadores de sobretensiones de óxido de metal son adecuados para la limitación de las sobretensiones lento-delanteras debido a la energización de la línea y r e-energización y la conmutación de las corrientes inductivas y capacitivas, pero no, en general, las sobretensiones causadas por defectos a tierra y eliminación de la avería, ya que el esperado amplitudes de estos últimos son demasiado bajo (excepción puede hacerse en el caso de fallos que se producen en las líneas compensadas en serie).
Las sobretensiones procedentes de energización de la línea y re-energización dan corrientes normalmente de menos de aproximadamente 0,5 kA a 2 kA a través de los descargadores de sobretensiones (véase IEC 60099-4). En este rango de corriente, el conocimiento de la amplitud de corriente exacta no es tan importante debido a la no linealidad extrema del material de óxido de metal. La ligera dependencia de veces delanteros de corriente que el metal-óxido descargadores de sobretensión exposición también es insignificante para las sobretensiones lento-delanteros y puede despreciarse. Además, no es necesario tomar en cuenta los efectos de separación dentro de las subestaciones. aislamiento de la línea aérea Distante, sin embargo, puede hacerse hincapié por sobretensiones sustancialmente más alto que el nivel de protección.
Los descargadores de sobretensiones se instalan normalmente de fase a tierra y debe observarse que, si los descargadores de óxido de metal-se utilizan para limitar las s obretensiones lento-delanteras a un nivel inferior al 70% del valor de 2% de la incontrolada a fase sobretensión tierra, las sobretensiones de fase a fase puede alcanzar aproximadamente el doble del nivel de protección de fase a tierra del descargador. La sobretensión de fase a fase consistirá entonces de dos componentes de fase a tierra con la s ubdivisión más frecuente 1: 1 [7]. Véase también 5.3.4.1.
El valor máximo supuesto de la sobretensión representante de fase a tierra es igual al nivel de protección del protector de sobretensiones: T RP = T PD.
Para las sobretensiones de fase a fase, es dos veces el nivel de protección o el valor de truncamiento de las sobretensiones de fase a fase determinada en el Anexo C, el que es el valor más pequeño. Si Derechos de autor de la Comisión Electrotécnica Internacional proporcionados por IHS Markit bajo licencia con la norma IEC
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Se requieren menores sobretensiones de fase a fase, descargadores adicionales entre fases deben ser instalados.
En todos los casos, la aplicación de los descargadores de sobretensión para controlar las sobretensiones lento delanteros deberán tener en cuenta los requisitos del ciclo de trabajo y de disipación de energía necesaria en la elección de la clasificación del descargador de sobretensión adecuada.
4.3.4
sobretensiones rápido delanteros
4.3.4.1
sobretensiones relámpago que afectan a las líneas aéreas
sobretensiones relámpago son causados por golpes directos a los conductores de fase o por descargas disruptivas back-o son inducidas por caídas de rayos a la tierra cerca de la línea. inducidas por los rayos sobretensiones generalmente causan sobretensiones por debajo de 400 kV en la línea aérea y son, por lo tanto, de importancia sólo para sistemas en el rango de voltaje de sistema inferior. Debido a la alta resistencia de aislamiento, de vuelta de descargas disruptivas son menos probable en el rango II que en rango I y son poco frecuentes en los sistemas de 500 kV y superiores.
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La forma representativa de la sobretensión rayo es el impulso de rayo estándar (1,2 / 50 mu s). La amplitud representante o bien se administra como máximo asumido o por una distribución de probabilidad de los valores máximos por lo general da como el valor de pico depende de la tasa de retorno de sobretensión.
` ` `
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` , ` ` , , -
4.3.4.2
sobretensiones por descargas atmosféricas que afectan a las subestaciones
4.3.4.2.1
General
El rayo sobretensiones en subestaciones y sus tasas de ocurrencia depende de -
el rendimiento del rayo de las líneas aéreas conectados a él,
-
la subestación de diseño, tamaño y, en particular, el número de líneas conectadas a él, y
el valor instantáneo de la tensión de servicio (en el momento de la carrera). La severidad de las sobretensiones de rayos para el equipo de la subestación se determina a partir de la combinación de estos tres factores, y varios pasos son necesarios para asegurar una protección adecuada. Las amplitudes de las sobretensiones (sin limitación por descargador de sobretensiones) son generalmente demasiado alta para el aislamiento de base coordinación en estos valores. En algunos casos, sin embargo, en particular, con las subestaciones de cable conectado, el auto-protección proporcionada por la impedancia baja de los cables puede reducir las amplitudes de las sobretensiones de origen atmosférico a valores bajos (ver Anexo E) adecuadamente.
Para la fase de fase a y el aislamiento longitudinal, se considerará que el valor de tensión de frecuencia de potencia instantánea en los terminales opuestos. Para el aislamiento de fase a fase, s e puede suponer que los efectos de tensión a frecuencia y el acoplamiento entre los conductores de líneas aéreas se anulan entre sí y el terminal opuesto se puede considerar como tierra. Para el aislamiento longitudinal, sin embargo, tales efectos cancelación no existen y la tensión a frecuencia se tendrán en cuenta.
4.3.4.2.2
golpes directos
penetraciones de blindaje se producen en un punto aleatorio en la energía de onda de frecuencia. El efecto de la fuente de frecuencia en el terminal opuesto de un aislamiento longitudinal tiene que ser tomada en cuenta por -
el cálculo de las tasas de retorno del rayo de sobretensión para diferentes valores instantáneos de la tensión de funcionamiento,
-
la evaluación de la probabilidad de fallo de aislamiento para las diversas subdivisiones en componentes - por lo general la suma de los dos componentes es el parámetro decisivo,
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-
la determinación de la tasa de fallo de aislamiento depende de la suma de la sobretensión rayo y del valor instantáneo de la potencia de frecuencia, y
-
aplicando el criterio de rendimiento a esta tasa de fracaso esperado para obtener la cantidad necesaria de los dos componentes.
Si esta suma se subdivide en un componente de impulso de rayo igual a la sobretensión rayo representante de fase a tierra y un componente de frecuencia industrial, el componente de tensión a frecuencia será más pequeño que el pico de t ensión de funcionamiento de fase a tierra. Se ha encontrado que un factor de 0,7 se puede considerar adecuada. Esto significa que, para protección de la penetración, la longitudinal sobretensión representante debe estar compuesto por la relámpago sobretensión representante a la tierra en un terminal y 0,7 veces la tensión de funcionamiento de pico de fase a tierra c on polaridad opuesta en el otro. 4.3.4.2.3
Volver descargas disruptivas
descargas disruptivas de la espalda son más probable que ocurra en la fase que tiene el valor de tensión a frecuencia instantánea más alto de polaridad opuesta. Esto significa que, para subestaciones, la longitudinal representante sobretensión rayo será igual a la suma de la relámpago sobretensión representante a la tierra en un terminal y del pico de tensión de funcionamiento en el otro (polaridad opuesta).
4.3.4.3
Las sobretensiones debidas a las operaciones y fallos de conmutación
se producen sobretensiones cuando el equipo está conectado a o desconectado del sistema a través de conexiones cortas principalmente dentro de subestaciones Fast-frontal de conmutación. sobretensiones rápido delanteros también pueden ocurrir cuando externa aislamiento parpadea terminado. Tales eventos pueden causar particularmente grave tensiones en aislamiento interno cercano (tales como devanados).
Aunque en oscilatorio general, para fines de aislamiento de coordinación la forma de sobretensión representante puede considerarse que corresponden al impulso del rayo estándar (1,2 / 50 mu s). Sin embargo, se debe prestar especial atención a los equipos con arrollamientos debido a las altas tensiones entre espiras.
Las sobretensiones pico máximos dependen del tipo y el comportamiento del equipo de conmutación. Como los valores de pico de sobretensión son generalmente más pequeños que los causados por un rayo, su importancia se limita a casos especiales. Es, por tanto, técnicamente justificado para caracterizar la amplitud de la sobretensión representante por el máximo siguiente valores (en pu de 2 3
T s
):
-
conmutación del interruptor sin reencendido: 2 pu;
-
conmutación con reencendido disyuntor: 3 de la PU; NOTA Cuando la conmutación de cargas reactivas, algunos tipos de interruptores de circuito de media tensión tienden a producir múltiples interrupciones de corriente transitoria que resulta en sobretensiones de hasta 6 pu menos que se tomen medidas de protección adecuadas.
-
seccionador de conmutación: 3 pu
Como ocurrencia simultánea de rápido-frontal de conmutación de s obretensiones en más de una fase es altamente improbable, se puede suponer que las sobretensiones de fase a fase más altos que no existen sobretensiones fase a tierra. Para esto último, los valores máximo asumido previamente definidos se pueden utilizar para comprobar la importancia de tales sobretensiones. Si ellos determinan el rayo de aislamiento impulso tensión no disruptiva, s e recomiendan las investigaciones más cuidadosas.
4.3.4.4
Limitación de las ocurrencias de sobretensiones de frente rápido
ocurrencias relámpago de sobretensión pueden limitarse mediante un diseño adecuado para las líneas aéreas. medidas de diseño en caso de que la limitación de ocurrencias de sobretensión de rayo son los siguientes: -
para que el rayo directo golpes para conductores: diseño de blindaje tierra hilos apropiado;
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para descargas disruptivas de espalda: reducción de la zapata torre puesta a tierra de impedancia o la adición de aislamiento;
-
el uso de descargadores de sobretensiones.
En algunos casos, las crucetas puestas a tierra o vías de chispas se han utilizado cerca de subestaciones en un intento de limitar la amplitud de sobretensiones de origen atmosférico entrantes. Sin embargo, estas medidas tienden a aumentar la probabilidad de descargas disruptivas cerca de la estación con la consiguiente generación de rápido delante subidas de tensión. Además, se debe prestar especial atención a blindaje y puesta a tierra de la torre cerca de la estación para reducir la probabilidad de descargas disruptivas de nuevo en este lugar.
Desde las torres de transmisión en la gama II son más altos y las distancias entre fases son más largos que los de gama I, un rayo directo acaricia a la fase conductores deben ser un motivo de preocupación en la gama II a pesar de que un cable de tierra está equipado, en especial más de 550 sistemas kV . La severidad de las sobretensiones-rápidas frente generados por operaciones de conmutación puede estar limitada por la selección de los equipos de conmutación adecuada (restrike libres de interruptores o disyuntores, baja característica de corriente de cortar, el uso de apertura o cierre resistencias, control de punto-a-onda, etc. ).
4.3.4.5
Protección contra sobretensiones pararrayos contra las sobretensiones de frente rápido
La protección otorgada por los pararrayos contra las sobretensiones de frente rápido depende de -
la amplitud y la forma de la sobretensión,
-
la característica de protección del pararrayos,
-
la amplitud y la forma de la corriente a través del pararrayos,
-
la impedancia característica y / o capacitancia del equipo protegido,
-
la distancia entre descargador y equipos protegidos incluyendo las conexiones de puesta a tierra (véase la figura 3), y
-
el número y el aumento de la impedancia de las líneas conectadas.
Para la protección contra sobretensiones de origen atmosférico, descargadores de sobretensión con las siguientes corrientes de descarga nominales se aplican generalmente:
-
para sistemas con T metro en el rango de I: 5 kA o 10 kA;
-
para sistemas con T m etro e n el rango II: 10 kA o 20 kA.
Cuando se espera que las corrientes a través del descargador a ser mayor que su corriente de descarga nominal, se comprobará que las tensiones residuales correspondientes todavía proporcionan una limitación de sobretensión adecuada.
Para la determinación de la absorción de energía (debido a rayos) de pararrayos instalados en una subestación, por lo general es suficiente para suponer que la amplitud representante de la sobretensión rayo prospectivo de llegar a la subestación es igual al impulso de rayo 50% negativo tensión no disruptiva de la línea aérea. Sin embargo, para la absorción de energía total, se debe considerar la posibilidad de que un rayo puede consistir en múltiples golpes.
Las características de protección de un descargador de sobretensión sólo son válidos en su localización. los limitación de sobretensión correspondiente a la ubicación del equipo, por lo tanto, debe tener en cuenta la separación entre los dos lugares. Cuanto mayor es la distancia de separación del descargador de sobretensión de equipo protegido, menos es su protección eficiente para este equipo, y, de hecho, la sobretensión aplicada a los equipos aumenta por encima del nivel de protección del descargador al aumentar la distancia de separación. Por otra parte, si el efecto debido a la longitud del descargador se descuida en la determinación de sus c aracterísticas de protección, esta longitud se añade a la longitud de los cables de conexión en la evaluación de la limitación de sobretensión eficaz. Para descargadores de óxido metálico sin huecos, el tiempo de reacción del propio material puede despreciarse y la longitud de sobretensiones se puede añadir a los cables de conexión.
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Para la estimación simplificada de la sobretensión representante en el objeto protegido, la ecuación (1) se puede utilizar. Sin embargo, para la protección del transformador, la ecuación (1) se debe utilizar con precaución ya una capacidad de más de unos pocos cientos de picofaradios puede resultar en mayores sobretensiones. T RP = T pl + 2 S t s
para T pl ≥ 2 S t s
para T p l <2 S t s
T r p = 2 T pl
(1) (2)
dónde T pl
es el nivel de protección de choque de rayo del descargador (kV);
S
es la inclinación de la sobretensión incidente (kV / mu s);
t s
es el tiempo de viaje de la oleada de relámpago determinada de la siguiente manera: t s = L / c
(3)
dónde do
es la velocidad de la luz (300 m / mu s);
Le s la suma de una 1, una 2, una 3, y una 4 ( d istancias de la Figura 3 [m]).
Los valores de la pendiente se seleccionarán de acuerdo con el rendimiento del rayo de las líneas aéreas conectados a la estación y en el riesgo adoptado de fallo en la subestación. Un tratamiento completo figura en el Anexo E.
La distribución de probabilidad de la amplitud del rayo de sobretensión representativa en la subestación se puede determinar por cálculos de sobretensión transitoria teniendo en cuenta el rendimiento del rayo de las líneas de transmisión, el comportamiento de onda de líneas aéreas y subestación y el rendimiento del aislamiento del equipo y de la oleada descargadores dependientes de la amplitud y la forma de sobretensión. Las referencias se indican en el Anexo E. ` , ` , ,
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` , ` ` , , -
Como recomendación general, la dependencia de la resistencia de aislamiento de la forma de sobretensión también se debe considerar en la determinación de las amplitudes representativos. Esto, en particular, se aplica a aislamiento externo y al aislamiento aceite-papel, para el cual la curva tiempo-voltios del aislamiento puede apuntar a amplitudes representativos sustancialmente más bajos que los valores de pico de sobretensión. Para SIG o para el aislamiento sólido, esta diferencia es insignificante y la amplitud de la sobretensión representativa es igual al pico de sobretensión.
Un método simplificado para estimar la distribución de probabilidad de amplitud rayo sobretensión representativa se da en el Anexo E. La asumido valor máximo de la amplitud del rayo de sobretensión representante es o bien el valor de truncamiento de la distribución de probabilidad o un valor obtenido a partir de la experiencia en los sistemas existentes. Los métodos para la estimación de estos valores también se incluyen en el Anexo E.
Recientemente, la simulación digital se utiliza en general. La modelización numérica de las instalaciones eléctricas y equipos se ha convertido cada vez más precisa, lo que permite un cálculo preciso de sobretensiones de origen atmosférico. orientación técnica se proporciona en la norma IEC TR 60071-4.
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IEC
Llave una 1
longitud del cable de conexión del descargador de sobretensión a la línea de
una 2
longitud del cable de conexión del descargador de sobretensión a la tierra
una 3
longitud del conductor de fase entre el pararrayos y el equipo protegido
, , ` ` , ` , , , , ` ` ` , , , ` `
longitud de la parte activa del descargador de sobretensiones
una 4
` ` ` , , , , , ` ` ` , , ,
Z sol impedancia
` , `
de puesta a tierra
` , ` , , ` , ` -
T que
choca contra sobretensiones contra sobretensiones
Figura 3 - Diagrama para la conexión del descargador de sobretensión al objeto protegido
4.3.4.6
Método de evaluación de la forma de un rayo de sobretensión no estándar
La etapa de "sobretensión representativa" en el procedimiento de coordinación de aislamiento está especificado para tener una forma de voltaje estándar, que es especialmente significativo para un impulso de rayo en el caso de análisis detallado por el cómputo digital. Sobre este tema, las investigaciones recientes han analizado campo sobretensiones, aclararon aislante características para el campo de los aumentos repentinos real en comparación con los de la forma de voltaje estándar en la región de tiempo de la oleada de relámpago, y propuesto el método de evaluación de sobretensión para GIS [14] y el transformador [15] . Estas técnicas se han discutido en grupos de trabajo CIGRE, y adoptado en los folletos técnicos [11], [16], [17].
La decadencia de la sobretensión campo es generalmente grande, haciendo que los requisitos de aislamiento no tan severas como las de la forma estándar de voltaje. En consecuencia, podría ser posible en algunos casos a un menor uso soportar tensiones (véase el anexo I).
4.3.5
sobretensiones muy rápido por adelantado [13]
sobretensiones muy rápido por adelantado (VFFO) proceden de operaciones de seccionamiento o de fallos dentro SIG debido a la rápida descomposición de la brecha de gas y la propagación aumento casi no amortiguada dentro del SIG. Sus amplitudes se amortiguan rápidamente al salir de la GIS, por ejemplo, en un casquillo, y sus tiempos delanteros suelen estar aumentados en el rango de los de sobretensiones de frente rápido.
La forma de sobretensión se caracteriza por un r ápido aumento de la tensión de casi a su valor de pico que resulta en un tiempo de delante por debajo de 0,1 mu s. Este frente es generalmente seguido por una oscilación con frecuencias por encima de 1 MHz. componentes de frecuencia dominantes pueden llegar hasta algunas decenas de MHz.
Para las operaciones de seccionador la amplitud VFFO depende de la construcción seccionador y de la configuración de la subestación. En el caso más desfavorable, la amplitud máxima VFFO puede alcanzar 2,8 pu
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VFFO debido a fallos dentro GIS puede tener amplitudes de hasta 1,6 veces la ruptura voltajes. VFFO en sistemas UHV puede ser peligroso para el aislamiento de GIS, transformadores y transformadores de tensión. La forma y la amplitud de la sobretensión dependen del tipo de conexión del equipo al SIG.
Una sobretensión representante no puede establecerse debido a estandarizaciones adecuados no están disponibles. La experiencia muestra que las sobretensiones muy rápido por adelantado no tienen influencia en la selección de puntuación soportar tensiones de hasta tensiones de la red de 800 kV. Especial cuidado hay que tener para transitorios muy rápidos en SIG de los sistemas de ultra alto vacío. Debido a la relación de la disminución de impulso de rayo tensión no disruptiva a la tensión del sistema, VFFO puede convertirse en el esfuerzo dieléctrico que limita la definición de las dimensiones del GIS. Cómo manejar esta situación y medidas de mitigación con respecto a la coordinación de aislamiento se describen en el Anexo J.
5 Coordinación tensión no disruptiva 5.1
características de resistencia de aislamiento
5.1.1 general
En todos los materiales, la conducción es c ausada por la migración de partículas cargadas. Los conductores tienen un gran número de electrones relativamente libres, lo que deriva en un campo eléctrico aplicado, mientras que los medios aislantes tienen muy pocos electrones libres. Cuando el estrés eléctrico en un medio aislante se incrementa a un nivel suficientemente alto, la resistiv idad a lo largo de un camino a través del medio aislante cambiará de un valor alto a un valor comparable a la de los conductores. Este cambio se llama avería.
Desglose lleva a cabo en tres etapas principales: -
la ionización inicial en un punto o puntos;
-
el crecimiento de un canal ionizado a través de la brecha;
-
la reducción de la brecha y la transición a una descarga autosostenible. Una serie de factores influyen en la rigidez dieléctrica del -
aislamiento. Tales factores incluyen:
, , ` ` , ` , , , , ` ` ` , , , ` `
-
la magnitud, la forma, la duración y polaridad de la tensión aplicada;
` ` ` , , , , , ` ` ` , , , ` , `
-
la distribución del campo eléctrico en el aislamiento: electrodos homogéneos o en el campo eléctrico no homogéneo, adyacentes a la brecha considerados y su potencial;
-
el tipo de aislamiento: gaseoso, líquido, sólido o una combinación de éstos; el contenido de impurezas y la presencia de inhomogeneidades locales;
-
el estado físico del aislamiento: temperatura, presión y otras condiciones ambientales, la tensión mecánica, etc. La historia del aislamiento también puede tener una importancia;
-
la deformación del aislamiento bajo estrés, efectos químicos, los efectos de superficie conductores, etc.
Breakdown en el aire es fuertemente dependiente de la configuración de brecha y de la polaridad y l a onda forma del esfuerzo de tensión aplicada. Además, las condiciones atmosféricas relativas afectan a la resistencia a la ruptura independientemente de la forma y la polaridad de la tensión aplicada. Relaciones para la resistencia a la ruptura de aire derivada de las mediciones de laboratorio se refieren como las condiciones atmosféricas de referencia estándar como se define por IEC 60060-1: -
temperatura
:
20 ° C;
-
presión
:
1 013 hPa (1 013 mbar);
-
humedad absoluta
:
11 g / m 3.
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Las mediciones de laboratorio también se han hecho para condiciones no estándar, incluyendo baja densidad del aire, humedad relativa alta, la contaminación, el hielo y la nieve, altas temperaturas y la presencia de partículas de combustión.
Para el aislamiento al aire libre, los efectos de la densidad del aire, la humedad, la lluvia y contaminación de la superficie se vuelven particularmente importantes. IEC 60060-1 define los procedimientos de prueba para el aislamiento externo en condiciones secas y mojadas. Para el aislamiento de gas interna, como conmutador aislado con gas envolvente metálica, el efecto de la presión interna y la temperatura, así como locales heterogeneidades e impurezas juegan un papel importante.
En aislamiento líquido, las impurezas de partículas, burbujas causada por efectos químicos y físicos o por descargas locales, puede reducir drásticamente la resistencia de aislamiento. Es importante señalar también que la cantidad de degradación química del aislamiento puede tender a aumentar con el tiempo. Lo mismo puede aplicarse a aislamiento sólido. Su resist encia eléctrica puede verse afectada por el estrés mecánico. El proceso de descomposición es también de naturaleza estadística y esto debe ser tenido en cuenta. Debido a la característica de la restauración del aislamiento auto-restauración, su respuesta estadística a las tensiones se puede obtener mediante los ensayos adecuados. Por lo tanto, el aislamiento de auto-restauración se describe típicamente por el voltaje de soportar estadística correspondiente a una probabilidad soportar de 90%. Para no auto-restauración de aislamiento, la naturaleza estadística de la fuerza no puede generalmente ser encontrado por las pruebas y la tensión no disruptiva asumido considerará que corresponde a una probabilidad de soportar de 100%, se aplica (véase la definición 3.23 de IEC 60071-1: 2006).
El viento tiene una influencia en el diseño de aislamiento, especialmente en el caso de las líneas aéreas que emplean cadenas de aisladores oscilación libre. Por lo general, el efecto sólo es importante en la selección de longitudes de los espacios en función de la energía de frecuencia de conmutación y fortalezas de impulso.
Subcláusulas 5.1.2 a 5.1.5 dar información sobre los diferentes factores que influyen en la respuesta de aislamiento. Para obtener información más detallada, se puede hacer referencia al folleto técnico CIGRE [4].
-
` `
5.1.2
Influencia de la polaridad y sobretensión formas
, ,
` , ` ` , ` , , ,
` `
` , , , , , ` ` `
5.1.2.1
Influencia de la polaridad de sobretensión
` `
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` , ` ` , , -
En geometrías de electrodos típicos encontrados en aplicaciones de alta tensión, para la mayoría de los casos el conductor energizado está más hincapié en que el conductor puesto a tierra. Para el aislamiento de aire, si el electrodo subrayado más altamente está cargado positivamente, la tensión de ruptura brecha será más bajo que si el electrodo subrayado más altamente está cargado negativamente. Esto se debe a la propagación de fenómenos de ionización se logra más fácilmente bajo el estrés positivo que el estrés negativo. ¿Dónde están igualmente hincapié en aproximadamente ambos electrodos, dos procesos de descarga estarán involucrados, con las dos características positivas y negativas. Si está claro que la polaridad será más grave para un sistema de aislamiento y configuración particulares brecha, el diseño se basa en que la polaridad; de lo contrario se considerarán ambas polaridades.
5.1.2.2
Influencia de la forma de sobretensión
En situaciones de estrés impulso, la tensión de ruptura también, en general, depende de la forma del impulso.
Para impulsos lento-delanteras, la fuerza de aislamiento externo depende más de la parte delantera impulso que en su cola. La cola se vuelve especialmente importante sólo en el caso de contaminación en la superficie del aislamiento externo. La fuerza de aislamiento interno se supone que está afectado por sólo el valor de pico.
Para el aislamiento externo, es típico que para c ada longitud de hueco hay un pico de tiempo de impulso para el que la tensión de ruptura es un mínimo (el tiempo crítico a pico). Por lo general, la Derechos de autor de la Comisión Electrotécnica Internacional proporcionados por IHS Markit bajo licencia con la norma IEC
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mínimo está en el rango de tiempos a pico para sobretensiones lento-delanteras. Cuanto mayor sea la longitud del hueco, más pronunciado es el mínimo. Para espacios de aire en el rango I, el efecto es insignificante y se puede ignorar. Para distancias en el aire a ser usados en el rango II, este voltaje mínimo desglose es, a todos los efectos, igual a la tensión de ruptura en el estándar de 250 mu s de tiempo-a-pico. Esto significa que el uso de la tensión no disruptiva del aislamiento en la forma de voltaje estándar 250/2 500 microsiemens resultados en un diseño de aislamiento conservador para sobretensiones lento-delanteras. Para algunos sistemas en los que las sobretensiones de lento delanteros tienen frentes mucho más largos que el estándar, la mayor resistencia de aislamiento a estos frentes se puede utilizar ventajosamente.
La tensión de ruptura del aislamiento externo bajo tensión de impulso de rayo disminuye con el aumento de la duración de la cola. Para soportar las tensiones, esta disminución se descuida, y el tensión de ruptura se asume que es igual a la que bajo el impulso de rayo estándar 1,2 / 50 mu s. Sin embargo, se puede conseguir una cierta reducción de la estructura de aislamiento, por ejemplo, en las subestaciones al aire libre protegidos por descargadores de sobretensiones, cuando la forma del rayo de sobretensión y su efecto sobre la resistencia de aislamiento se tiene en cuenta. Las formas rayo de sobretensión se analizan y las características de aislamiento de SF 6 gas y elementos transformadores rellenos de aceite para estas sobretensiones reales se aclaran para convertirlos en la forma estándar de tensión (véase 4.3.4.6).
5.1.3
Fase a fase de aislamiento longitudinal y
La rigidez dieléctrica de fase a fase estructuras de aislamiento longitudinales y depende de la relación entre los dos componentes de voltaje en los dos terminales. Esta dependencia es muy importante para externa aislamiento en el rango II o en trifásico encerrado metal subestaciones. Para el aislamiento externo en el rango II, la respuesta del aislamiento de fase a fase sobretensiones de conmutación depende del valor de α que se correlaciona componentes positivos y negativos del estrés de tensión (v éase el anexo C); ensayos para verificar la necesaria tensión no disruptiva, por tanto, se diseñarán de modo de reflejar este fenómeno. La forma de sobretensión representante estandarizado en la norma IEC 60071-1 es una sobretensión combinado que tiene dos componentes síncronos de polaridad opuesta; el positivo es un impulso de conmutación estándar, mientras que el negativo es un impulso con el tiempo a pico y el valor de tiempo a media no más cortos que los de la componente positivo. Para el aislamiento afectada por el valor relativo de los dos componentes, por lo tanto, la amplitud de sobretensión actual se convertirá en la amplitud representativa teniendo en cuenta las características de respuesta de aislamiento (véase 4.3.3.2 y el Anexo C, donde se le da un ejemplo particular).
por longitudinal estructuras de aislamiento, sobretensiones representativas (véase la cláusula 4).
las componentes de tensión son especificados por el
Los valores para la desviación convencional para la resistencia de aislamiento de fase a tierra dada en 5.1.5 también se puede aplicar a la fuerza de la fase a fase a-externo o el aislamiento longitudinal, cuando el voltaje de descarga disruptiva 50% se toma como la suma de los componentes aplicados a los dos terminales.
5.1.4
Influencia de las condiciones meteorológicas en el aislamiento externo
voltajes Flashover para espacios de aire dependen del contenido de humedad y la densidad del aire. resistencia de aislamiento aumenta con la humedad absoluta hasta el punto en que se forma condensación en las superficies de aisladores. resistencia de aislamiento disminuye al disminuir la densidad del aire. Una descripción detallada de los efectos de la densidad del aire y la humedad absoluta se da en IEC 60060-1.
Cuando la determinación de la tensión de coordinación soportar, se debe tener en cuenta que las condiciones más adversas desde el punto de rigidez dieléctrica de vista (es decir, baja humedad absoluta, la presión de aire baja y alta temperatura) no lo hacen por lo general se producen simultáneamente. Además, en un sitio dado, las correcciones aplicables para la humedad y las variaciones de temperatura ambiente se anulan entre
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otro. Por lo tanto, la estimación de la resistencia por lo general se puede basar en las condiciones ambientales medias en la ubicación. condiciones atmosféricas extremas en las instalaciones necesitan una consideración especial. Para aisladores, la posible reducción de la tensión soportada por la nieve, hielo, niebla o rocío debe ser tomado en cuenta.
5.1.5
Probabilidad de descarga disruptiva de aislamiento
Ningún método es en la actualidad disponibles para la determinación de la probabilidad de descarga disruptiva de una sola pieza de aislamiento no auto-restauración. Por lo tanto, se supone que el soportar los cambios de probabilidad de 0% a 100% en el valor de la definición de la tensión no disruptiva. Para el aislamiento auto-restauración, la capacidad de soportar esfuerzos dieléctricos causadas por la aplicación de un impulso de forma dada puede ser descrito en términos estadísticos. Los métodos que han de seguirse en la determinación de la curva de s oportar probabilidad se dan en la IEC 60060-1. Para un aislamiento dado, y para los impulsos de forma dada y diferentes valores de pico T,u na probabilidad de descarga PAG puede estar asociada con cada valor posible T,e stableciendo así una relación P = P (U).P or lo general, la función PAG s e monótonamente creciente con valores de U. La curva resultante puede ser definido por tres parámetros: una) T 50: c orrespondiente a la tensión bajo la cual el aislamiento tiene una probabilidad del 50% a flashover o para resistir; segundo) Z: l a desviación convencional que representa la dispersión de las tensiones de flameo. Es se define como la diferencia entre las tensiones correspondientes a las probabilidades de flameo 50% y 16% como se muestra en (4) La ecuación: (4)
Z = T 50 - T dieciséis
do) T especulación: l a tensión de truncamiento. El voltaje máximo por debajo del cual una descarga disruptiva es Ya no es posible. La determinación de este valor, sin embargo, no es posible en las pruebas prácticas. Por lo general, la función PAG e stá dada por una función matemática (distribución de probabilidad acumulativa) que está totalmente descrito por parámetros T 50, Z y T especulación. E n la distribución de Gauss usado tradicionalmente, el valor de T 50 t ambién es la media, y se obtiene la desviación convencional directamente de la ecuación (4). El punto de truncamiento no se considera a menudo en aras de la simplicidad.
Para la aplicación del método estadístico para el aislamiento de coordinación para sobretensiones lento-delanteras, el uso de la distribución de probabilidad acumulativa Weibull modificada dada en la ecuación (5) tiene ventajas con respecto a la distribución de Gauss (ventajas explica en el anexo B). La ecuación (5) representa una función acumulativa Weibull con parámetros elegidos para que coincida con una función de probabilidad acumulativa gausiana en el 50% y el 16% de probabilidad de descarga disruptiva y para truncar la distribución en T 50 - NZ ( v éase el anexo B).
() PU
• • + = -1 0 5 ,1 •
• • N • x
γ
(5)
dónde X
es el número de desviaciones convencionales correspondiente a
T; norte es
el número de desviaciones convencionales correspondiente a
la tensión de truncamiento T e specificación de cual P (U spec) = 0. Y 0) / Z x = (U - T 5
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En una desviación convencional de la distribución de probabilidad gaussiana (en x = -1), P (U) = 0 ,16 en la ecuación (5). Si N = 4 se elige, entonces el valor exacto de γ d eberá ser 4,83 en la ecuación (5). Se aproxima a este valor γ = 5 no da como resultado ningún error apreciables de manera que la distribución de Weibull modificada propuesta en este documento se describe en la ecuación (6).
• 4x1• • + • • • =(U) 0 1- P , 5
5
(6)
La Figura 4 ilustra esta distribución Weibull modificada junto con la distribución de Gauss a la que se empareja. La Figura 5 muestra las mismas distribuciones en escalas de probabilidad gaussianas. Para los cálculos estadísticos de rendimiento esperado en el campo, se debería hacer uso de datos detallados obtenidos a partir de pruebas de campo o de laboratorio. En ausencia de estos datos, se recomiendan los siguientes valores para la desviación convencional derivado de un gran número de resultados de la prueba para los cálculos estadísticos: -
para los impulsos de rayos:
,03 T 50 Z = 0
(KV), y
-
para la conmutación de impulsos:
,06 T 50 Z = 0
(KV)
La influencia de las condiciones climáticas (consulte 5.1.4) se incluye en los valores de las desviaciones derivados dados anteriormente.
En la norma IEC 60071-1, el parámetro T 10 ( o btenido a partir de la ecuación (5)) que corresponde a la probabilidad de soportar 90% se utiliza para describir la distribución de probabilidad resistir junto con l a desviación:
T 10 = T 50 - 1,3 Z
(7)
Anexo B contiene información detallada y ecuaciones estadísticas que se aplicarán en el contexto de muchos aislamientos idénticos en paralelo estar estresado simultáneamente. Anexo F contiene una guía sobre la determinación de la resistencia a la ruptura de aislamiento de aire bajo la diferente clasificación de sobretensión. Criterio 5.2 Rendimiento
Según la definición de la norma IEC 60071-1 3.22: 2006, el criterio de desempeño que se requiere del aislamiento en el servicio es la tasa de falla aceptable ( R una). El rendimiento del aislamiento en un sistema se juzga sobre la base del número de fallos de aislamiento durante el servicio. Los fallos en diferentes partes de la red pueden tener diferentes consecuencias. Por ejemplo, en un sistema de malla, un fallo de la línea permanente o un reenganche sin éxito debido a la lenta adelantado sobretensiones no es tan grave como un fallo de barras o fallos correspondientes en una red radial. Por lo tanto, las tasas de fracaso aceptables en una red pueden variar de punto a punto en función de las consecuencias de un fallo en cada uno de estos puntos.
Ejemplos de tasas de fracaso aceptables se pueden extraer de las estadísticas de fallo que cubren los sis temas existentes y de proyectos de diseño donde las estadísticas han sido tomadas en cuenta. Para aparatos, las tasas de fracaso aceptables R una d ebido a las sobretensiones están en el rango de 0.001 / año hasta 0.004 / año, dependiendo de los tiempos de reparación. Para líneas aéreas, las tasas de fracaso aceptable debido a los rayos varían en el i ntervalo de 0,1 / 100 km / año hasta 20/100 km / año (el mayor número bienestar para líneas de distribución). Las cifras correspondientes a las tasas de fracaso aceptable debido a las sobretensiones de conmutación se encuentran en el rango de 0,01 a 0,001 por operación. Los valores de las tasas de fracaso deben ser aceptables en estos órdenes de magnitud.
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IEC 60071-2: 2018 • IEC 2018 5.3
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procedimientos de aislamiento de coordinación
5.3.1 Generalidades
5.3.1.1
Visión general
La determinación de la coordinación soportar tensiones consiste en determinar los valores más bajos de los soportar tensiones de la reunión de aislamiento el criterio de rendimiento cuando se somete a las sobretensiones representativas en condiciones de servicio.
Dos métodos para la coordinación de las de aislamiento a las sobretensiones transitorias están en uso: una determinista y un método estadístico. Muchos de los procedimientos aplicados, sin embargo, son una mezcla de ambos métodos. Por ejemplo, algunos de los factores utilizados en el método determinista se han derivado de consideraciones estadísticas o algunas variaciones estadísticas se han descuidado en métodos estadísticos.
5.3.1.2
método determinista
El método determinista se aplica normalmente cuando no hay información estadística obtenida por la prueba está disponible sobre las posibles tasas de fallo de los equipos que se espera en servicio. Con el método determinista, -
cuando el aislamiento se caracteriza caracteriza por su su convencional tensión supuesta soportar ( PAG W = 1 00%), el valor de soportar se selecciona igual a la coordinación soportar voltaje obtenido multiplicando la sobretensión representativa (un máximo asumido) por un factor de coordinación K do, e n cuenta el efecto de las incertidumbres en los supuestos para los dos valores (el asumido soportar la tensión y la sobretensión representativa), y
-
cuando, como para el aislamiento externo, externo, el aislamiento se se caracteriza caracteriza por por lala tensión no disruptiva estadística ( PAG W = 90%), K do T ambién debe tener en cuenta la diferencia entre esta tensión y la tensión asumido soportar.
, , ` ` , ` , , , , ` ` ` , , , ` ` ` ` ` , , , , , ` ` ` , , , ` , ` ` , ` , ,
Con este método, no se hace referencia a las posibles tasas de fracaso de los equipos en servicio. Ejemplos típicos son: -
aislamiento coordinación de aislamientos internos contra sobretensiones lento-frontales, cuando el aislamiento está protegido por descargadores de sobretensiones;
-
protección contra sobretensiones contra sobretensiones
sobretensiones relámpago para el equipo conectado a líneas aéreas, para las cuales la experiencia con un equipo similar está disponible.
5.3.1.3
método estadístico
El método estadístico se basa en la frecuencia de aparición de un origen específico, la distribución de probabilidad de sobretensión que pertenece a este origen y la probabilidad de descarga del aislamiento. Alternativamente, el riesgo de fallo se puede determinar la combinación de sobretensión y probabilidad de descarga cálculos simultáneamente, disparo de disparo, teniendo en cuenta la naturaleza estadística de las sobretensiones y de descarga por medio de procedimientos adecuados, por ejemplo utilizando métodos de Monte Carlo.
Al repetir los cálculos para diferentes tipos de aislamientos y para diferentes estados de la red la tasa de interrupción total del sistema debido a los fallos de aislamiento puede ser obtenida. Por lo tanto, la aplicación de la estadística coordinación de aislamiento da la posibilidad de estimar la frecuencia fracaso directamente como una función de los factores de diseño del sistema seleccionados. En principio, incluso la optimización del aislamiento podría ser posible, si los costos de interrupción podrían estar relacionados con los diferentes tipos de faltas. En la práctica, esto es muy difícil debido a la dificultad para evaluar las consecuencias de incluso los defectos de aislamiento en diferentes estados de funcionamiento de la red y debido a la incertidumbre del coste de la energía no entregada. Por tanto, es
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generalmente mejor a sobredimensionar ligeramente el sistema de aislamiento en vez de optimizarlo. El diseño del sistema de aislamiento se basa entonces en la comparación de los riesgos correspondientes a los diferentes diseños alternativos.
5.3.2
procedimientos de aislamiento de coordinación para (a frecuencia) de tensión continua y sobretensión temporal
5.3.2.1
General
La coordinación tensión no disruptiva para el (a frecuencia) en t ensión continua es igual a la tensión del sis tema más alta para la fase a fase, y para este voltaje dividido por 3 para aislamientos de fase-a-tierra (es decir, igual a la máxima supuesta valor para las tensiones representativas dadas en 4.3.1) con una duración igual a la vida de servicio.
Con el método determinista, la coordinación de corta duración tensión no disruptiva es igual a la sobretensión temporal representativa. Cuando un procedimiento estadístico se adopta y la sobretensión temporal representativa está dada por una característica de frecuencia distribución de amplitud / duración (véase 4.3.2), el aislamiento que cumple se determinará el crit erio de rendimiento, y la amplitud de la c oordinación soportar tensión asignará ser igual a la correspondiente a la duración de 1 min de la amplitud / duración soportar característica del aislamiento.
, , `
5.3.2.2
` , `
Contaminación
, , , , ` ` ` , , , ` ` ` `
Cuando la contaminación está presente, la respuesta de externo aislamiento al poder-frecuencia voltajes se convierte en importante y pueden dictar externa diseño de aislamiento. flashover de aislamiento generalmente se produce cuando la superficie está contaminada y se moja por la lluvia ligera, nieve, r ocío o niebla, sin un efecto significativo de lavado. A los efectos de la normalización en la norma IEC 60815-1 TS, cinco clases de caracterizar la gravedad sitio son cualitativamente definen desde muy claro a la contaminación muy pesada de la siguiente manera: -
muy ligero;
-
ligero;
-
medio;
-
pesado;
-
muy pesado.
Aisladores deben soportar continuamente la tensión del sistema en condiciones de contaminación más alta con un riesgo aceptable de flameo. La coordinación tensiones no disruptivas se toman igual a las sobretensiones representativas, y el criterio de rendimiento se satisface la elección de un clase adecuada de gravedad sitio. La larga duración a frecuencia coordinación tensión no disruptiva debe coincidir c on la tensión más alta del sistema para los aisladores de fase a fase y a este valor dividido por 3 para los aisladores de fase a tierra.
Para la selección de aislantes adecuados, se dan recomendaciones en la norma IEC 60815-1 TS basado en experiencias, medidas y ensayos.
5.3.3 5.3.3.1
procedimientos de aislamiento de coordinación para sobretensiones lento-delanteras
método determinista
El método determinista implica determinar la tensión máxima hincapié en el equipo y a c ontinuación, elegir la rigidez dieléctrica mínima de este equipo con un margen que cubrirá las incertidumbres inherentes en la determinación de estos valores. La tensión de coordinación soportar se obtiene multiplicando el valor máximo asumido de la correspondiente sobretensión representante por el factor de coordinación determinista K d iscos compactos.
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Para el equipo protegido por descargadores de sobretensiones, la sobretensión máxima supuesta es igual al nivel de protección de impulso de conmutación T PD d el descargador. Sin embargo, en tales casos, un sesgo grave en la distribución estadística de sobretensiones puede tener lugar. Este sesgo es más pronunciado cuanto menor es el nivel de protección, en comparación con las amplitudes de las posibles sobretensiones lento-delanteros, de modo que pequeñas variaciones del aislamiento soportar la fuerza (o en el valor del nivel de protección de sobretensiones) pueden tener un gran impacto en el riesgo de fracaso [4]. Para cubrir este efecto, se propone evaluar el factor de coordinación determinista K d iscos compactos depende de la relación del descargador de sobretensiones de conmutación de nivel de protección impulso T p s al valor 2% de las sobretensiones prospectivos de fase a tierra T e 2. Figura 6 establece este dependencia. eso
Para los equipos no protegidos por descargadores de sobretensiones, la sobretensión máxima supuesta es igual al valor de truncado ( de acuerdo con 4.3.3.2, y el factor de coordinación determinista es K cd = 1.
T e t o T pt)
IEC
Figura 4 - probabilidad de descarga de Distribución de auto-restauración aislamiento se describe en una escala lineal
IEC
Figura 5 - probabilidad de descarga disruptiva de auto-restauración aislamiento se describe en una escala de Gauss
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Llave
un factor de coordinación aplicado al nivel de protección de sobretensiones para obtener la coordinación de tensión no disruptiva fase a tierra (se aplica también para el aislamiento longitudinal); factor B coordinación aplicado a dos veces el nivel de protección contra sobretensiones Pararrayos para obtener la coordinación soportar
de fase a fase de voltaje. Figura 6 - Evaluación del factor de coordinación determinista K discos compactos
5.3.3.2
Método estadístico (y correspondiente riesgo de fracaso)
Al aplicar el método estadístico, es necesario primero establecer un riesgo aceptable de fracaso, como se describe en 5.2, basado en el análisis técnico y económico y la experiencia de servicio. El riesgo de fracaso da la probabilidad de fallo de aislamiento. La tasa de fallo se expresa en términos de la frecuencia esperada promedio de fallos del aislamiento (por ejemplo, el número de fallos por año) como un resultado de eventos que provocan tensiones de sobretensión. Para evaluar esta tasa, que se han estudiado los hechos que dieron lugar a estas sobretensiones y su número. Afortunadamente, los tipos de eventos que son importantes en el diseño de aislamiento son pocos en número suficiente para hacer que el método práctico.
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El método estadístico se recomienda en este documento se basa en el valor máximo de las sobretensiones. La distribución de frecuencias de sobretensiones entre fase y tierra para un evento en particular se determina a partir de los siguientes supuestos: -
picos distintos de la más elevada en la forma de cualquier sobretensión dado se tienen en cuenta;
-
la forma del pico más alto se toma para ser idéntica a la del impulso de conmutación estándar;
-
los picos más altos de sobretensión se considera que son todos de la misma polaridad, es decir, la más grave para el aislamiento.
Una vez que se les da la distribución de frecuencia de las s obretensiones y la correspondiente distribución de probabilidad ruptura del aislamiento, el riesgo de fallo del aislamiento entre fase y tierra se puede calcular como sigue:
∞
∫ =(
)UPU ( ) dU × fR
0
dónde f (U)
es la densidad de probabilidad de sobretensiones;
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(8)
IEC 60071-2: 2018 • IEC 2018
- 43 -
s la probabilidad de descarga disruptiva del aislamiento bajo un impulso de v alor T ( ver P (U) e La Figura 7).
` , ` , ,
` , ` ` , ` , , ,
` `
` , , , , , ` ` ` ` ` , , ,
` ` `
, , , ,
` , ` ` , , -
IEC
R
=
∫T
() dU × f UPU 50-4 t
()
ZU
dónde f (U)
es la densidad de probabilidad de ocurrencia de sobretensión descrito por una gaussiana truncada o una función de Weibull;
P (U)
es la probabilidad de descarga de aislamiento descrito por una función de Weibull modificado;
T t
es el valor de truncamiento de la distribución de probabilidad de sobretensión;
T 50 -
4Z es el valor de truncamiento de la distribución de probabilidad de descarga. Figura 7 - Evaluación del riesgo de fracaso
Si se produce más de un pico independiente, el riesgo total de una fase puede calcularse teniendo en cuenta el riesgo de fallos para todos los picos. Por ejemplo, si una oleada de conmutación en una fase particular comprende tres picos positivos que conducen a riesgos de fracaso R 1, R 2 y R 3 , el riesgo de fase a tierra de fallo para la operación de conmutación es:
R = 1 - (1 - R 1 ) (1 - R 2 ) (1 - R 3)
(9)
Si la distribución de sobretensión se basa en el método de cresta fase (véase 4.3.3.2.1), y los aislamientos en las tres fases son los mismos, el riesgo total de fracaso es: R T otal = 1 - (1 - R) 3
(10)
Si se utiliza el método del caso-pico (véase 4.3.3.2.1), el riesgo total es: R T otal = R. Si una de las polaridades de sobretensión es sustancialmente más grave para la r esistencia de aislamiento, los valores de riesgo se pueden dividir por dos. El riesgo de fallo para la fase a tierra y los aislamientos de fase a fase se pueden determinar por separado de esta manera sencilla sólo si las distancias entre los dos son lo suficientemente grandes que la descarga disruptiva a la tierra y entre fases no se basa en la mismo evento físico. Esto es válido si la tierra de fase a los aislamientos y de fase a fase no tienen electrodo común. Si tienen un electrodo común, el riesgo de fracaso es generalmente menor que la calculada por separado [6].
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IEC IEC 60071-2: 60071-2: 2018 2018 •• IEC IEC 2018 2018
Para el caso importante de la aplicación del método estadístico para muchos aislamientos paralelas idénticas, ver la discusión detallada en el anexo B. método estadístico simplificado para sobretensiones lento-delanteras
El método estadístico basado en las amplitudes de las sobretensiones se puede simplificar si se supone que uno puede definir las distribuciones de sobretensión y la fuerza de aislamiento por un punto en cada una de estas curvas. La distribución de sobretensión se identifica por la sobretensión estadística, que es la sobretensión con una probabilidad 2% de ser superado. La distribución de la resistencia de aislamiento se identifica por la tensión estadística soportar, que es la tensión a la que el aislamiento presenta una probabilidad del 90% de soportar. El factor de coordinación estadística ( K cs) e s entonces la relación de la tensión no disruptiva estadística para la sobretensión estadística.
La correlación entre el factor de coordinación estadística y el riesgo de fracaso parece estar sólo ligeramente afectada por los cambios en los parámetros de la distribución de sobretensión. Esto es debido al hecho de que el valor de 2% elegido como una probabilidad de referencia de la sobretensión cae en esa parte de la distribución de sobretensión que da la mayor contribución al riesgo de fallo en el rango de riesgo considerado.
La Figura 8 muestra un ejemplo de la r elación entre el riesgo de fallo y el factor de coordinación estadística, tanto para la fase de pico y los métodos caso-pico descritas en el Anexo C, cuando se aplica la distribución de Gauss para el estrés y la Weibull modificado distribución se aplica la fuerza. Las curvas tienen en cuenta el hecho de que la desviación convencional es una función del valor de sobretensión 2% como se da en variaciones Anexo C. extremos en la desviación de la fuerza de aislamiento, la distribución marcadamente no gaussiana de sobretensión y, sobre todo, la forma de la sobretensión puede hacer que la curva esté en error por tanto como un orden de magnitud. Por otra parte, las curvas muestran que una variación de un orden de magnitud en el riesgo c orresponde a solamente un 5% de variación en la fuerza eléctrica.
, , ` ` , ` , , , , ` ` ` , , , ` ` ` ` ` , , , , , ` ` ` , , , ` , ` ` , ` , , ` , ` -
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IEC 60071-2: 2018 • IEC 2018
- 45 -
método de fase cresta
R
método de casos y pico
1
1
5
5
3
3 = 3,5
10 -1
10 -2
2
= 3,5
T e2 = 2,5
10 -1
= 1,5
2
= 1,5
5
5
3
3
2
2
10 -2
5
5
3
3
2
2
10 -3
10 -3
35
35
2
2
10 -4
T e2 = 2,5
10 -4 0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
0,4
0,6
K = cs T cw T e2
0,8
1,0
1,2
1,4
K = cs T cw T e2 IEC
parámetros de sobretensión: véase 4.3.3.2 y el Anexo C. parámetros de resistencia: véase 5.1.5. Figura 8 - riesgo de fallo del aislamiento externo para sobretensiones lento-delanteras como una función del factor de coordinación estadística K cs
5.3.4 5.3.4.1
procedimientos de aislamiento de coordinación para sobretensiones de frente rápido
método determinista
Para sobretensiones de origen atmosférico rápido frontales, un determinista factor de coordinación de K c d = 1 se aplica al valor máximo asumido de las sobretensiones. Esto es porque para el rayo, la sobretensión representativa incluye los efectos de probabilidad. Para sobretensiones de maniobra de frente rápido, se aplican las mismas relaciones como para sobretensiones de frente lento (véase 5.3.3.1).
5.3.4.2
método estadístico
El método estadístico se recomienda en este documento se basa en la distribución de probabilidad de las sobretensiones de origen atmosférico representativos (véase el anexo E). A medida que la distribución de frecuencias de las sobretensiones se obtiene dividiendo su tasa de retorno por el número total de s obretensiones y la densidad de probabilidad f (U) e s la derivada del resultado, el riesgo de fallo se calcula mediante los procedimientos ya descritos en 5.3.3.2. La tasa de fallo de aislamiento es igual al riesgo de insuficiencia multiplicado por el número total de sobretensiones de rayos.
Para el aislamiento interno, la tensión supuesta soportar tiene una probabilidad soportar de 100% (véase la definición 3.23 de IEC 60071-1: 2006). La probabilidad de resistir a voltajes más altos se supone que es 0%. Esto significa que la coordinación tensión no disruptiva es igual a la amplitud del rayo de sobretensión representativa a una velocidad de retorno igual a la adoptada tasa de fracaso aceptable. -
` ` , ,
` , ` ` , `
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IEC IEC 60071-2: 60071-2: 2018 2018 •• IEC IEC 2018 2018
NOTA sobretensiones Fast-frontales debidas a descargas atmosféricas son evaluados sin tener en cuenta la tensión a frecuencia industrial instantánea. Por consiguiente, los esfuerzos combinados debido a la inversión de la polaridad se descuidan. Esto puede ser aceptable siempre que la amplitud a frecuencia es pequeña comparada con la de la sobretensión-rápido frontal. Puede que no sea conservador para aparatos con aislamiento interno de papel aceite tal como transformadores en serie II y los valores más altos de T m etro e n el rango de I. Además, los (tal como su vez para encender) Tensiones internas en tales aparatos debido a las tensiones que aparecen en los terminales no están estrictamente considerados en la práctica coordinación de aislamiento se describe en este documento.
Para el aislamiento externo la desviación convencional de la probabilidad de descarga suele ser pequeña en comparación con la dispersión de sobretensiones. Como simplificación, se puede despreciar y la misma ecuación que para se aplica el aislamiento interno.
6 Obligatorio tensión no disruptiva
6.1 Observaciones generales
La necesaria tensión no disruptiva, a ser verific ado en condiciones de prueba de tipo estándar y en atmósfera de referencia estándar, se determina teniendo en cuenta todos los factores que pueden disminuir el aislamiento en servicio, por lo que la coordinación tensión no disruptiva se reunió en la ubicación de los equipos durante el la vida del equipo. Para lograr esto, se considerarán dos tipos principales de factores de corrección: -
un factor de corrección asociado con condiciones atmosféricas;
-
factores de corrección (llamados "factores de seguridad") que tienen en cuenta las diferencias entre las condiciones reales en servicio del aislamiento y los de la norma soportar pruebas.
6.2 Corrección atmosférica 6.2.1 Observaciones generales
Para el aislamiento interno, se puede suponer que las condiciones de aire atmosférico no influyen en las propiedades de aislamiento.
Las reglas para la corrección atmosférica de soportar tensiones del aislamiento externo se especifican en IEC 60060-1. Estas reglas se basan en mediciones en altitudes de hasta 000 m 2 y su aplicación a mayor altitud se debe hacer con cuidado. Para los propósitos de aislamiento de coordinación, se aplican las siguientes recomendaciones adicionales: a) para distancias al aire y aislantes limpios, la corrección se llevará a cabo para la conmutación de coordinación y de impulso de rayo tensiones no disruptivas. Para aisladores que requieren una prueba de contaminación, una corrección de la larga duración a frecuencia soportar la tensión también es necesario;
` `
, ,
` , ` ` , `
b) para la determinación del factor de corrección atmosférica aplicable, se puede suponer que los efectos de la temperatura ambiente y la humedad tienden a anularse entre sí. Por lo tanto, para fines de aislamiento de coordinación, sólo la presión de aire correspondiente a la altitud de la ubicación necesita ser tenido en cuenta para los dos aislamientos secas y húmedas. NOTA Esta suposición puede ser considerada como correcta para las formas de aisladores para los que la lluvia no reduce la tensión soportada en un alto grado. Para aisladores con pequeña distancia cobertizo, para los que arrojan-puente causas de lluvia, esta suposición no es del todo cierto.
, , ,
` `
` , , , , , ` ` ` ` ` , , ,
` ` `
, , , ,
` , ` ` , , -
Para más información con respecto a la corrección atmosférica y la altitud, véase el Anexo H. 6.2.2 corrección de altitud
El factor de corrección K una s e basa en la dependencia de la presión atmosférica de la altitud como se da en ISO 2533: 1975. La tensión de la coordinación soportar T c w tiene que ser multiplicado por K una p ara el cálculo de la tensión no disruptiva requerida T rw.
El factor de corrección se puede calcular a partir de:
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IEC 60071-2: 2018 • IEC 2018
- 47 -
m
K= e una
×
H
8150
(11)
dónde H e s la altitud sobre el nivel del mar (en metros);
s como sigue: metro e m = 1 ,0 para la
coordinación de choque de rayo tensiones no disruptivas;
metro e s de acuerdo con la
Figura 9 para la coordinación de conmutación de impulso soportar voltajes;
m = 1 ,0 para corto duración a
frecuencia tensiones no disruptivas de aire-autorizaciones y aislantes limpios. NOTA El exponente
metro d epende
de varios parámetros, incluyendo trayectoria de descarga mínima que es generalmente desconocida en la fase de especificación. Sin embargo, para fines de coordinación del aislamiento, las estimaciones conservadoras de metro s e muestra en la Figura 9 puede usarse para la corrección de coordinación impulso de maniobra soportar voltajes. La determinación del exponente metro se
basa en la norma IEC 60060-1. Además, para todos los tipos de respuesta de aislamiento, los valores de factor GAP conservador se han utilizado (véase el anexo G). Para aisladores contaminados, el valor del exponente metro e s provisional. A los efectos de la prueba de larga duración y, si es necesario, la
corta duración a frecuencia industrial de tensión de los aisladores contaminados, metro p uede ser tan baja como 0,5 para aisladores normales y tan alto como 0,8 para el diseño anti-niebla.
IEC
Llave
un aislamiento de fase a tierra b brecha de aislamiento d varilla plano longitudinal de aislamiento c de fase a fase (brecha de referencia)
Para tensiones que constan de dos componentes, el valor de la tensión es la suma de los componentes. Figura 9 - Dependencia del exponente
metro en
la coordinación
impulso de maniobra tensión no disruptiva
- - `,` ,, `,` `,` ,,, `` `,,, ,,``` `` ,,, -`-`` ,, ,, `,``,, ---
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IEC IEC 60071-2: 60071-2: 2018 2018 •• IEC IEC 2018 2018
6.3 Factores de seguridad
6.3.1 Generalidades
Los principales factores de influencia y modos de funcionamiento relacionados sobre aislamientos eléctricos se indican en el Anexo A de la norma IEC 60505: 2011. Se corresponden con las siguientes tensiones operativas: -
tensiones térmicas;
-
tensiones eléctricas;
-
tensiones ambientales;
-
tensiones mecánicas.
Los factores que han de aplicarse compensar -
las diferencias en el montaje de los equipos,
-
la dispersión en la calidad del producto,
-
la calidad de la instalación,
-
el envejecimiento del aislamiento durante el tiempo de vida esperado, y
-
otras influencias desconocidas.
El peso relativo de estos factores y modos de operación puede variar entre diferentes tipos de equipos.
6.3.2 Envejecimiento
El aislamiento eléctrico de todas las edades equipo en servicio debido a una o una combinación de tensiones mecánicas térmicas, eléctricas, químicas o. Para fines de aislamiento de coordinación, aislamientos externos no se asumen para ser sujeto a envejecimiento. Las excepciones son aislamientos que contienen materiales orgánicos, el envejecimiento de que necesita una cuidadosa investigación, especialmente cuando se utiliza en condiciones al aire libre. Para aislamientos internos, el envejecimiento puede ser importante y debe ser cubierto por los factores de seguridad dadas en 6.3.5.
6.3.3
Fabricación y montaje dispersión , , ` ` , ` , ,
Los soportar tensiones nominales son verificados por un ensayo de tipo, a menudo en una parte representativa de un conjunto, o por una prueba relevante sólo para una parte del sistema de aislamiento. A medida que el equipo en servicio puede diferir de la en ensayos de tipo debido a las diferentes configuraciones o aislamiento condiciones, el servicio de soportar la t ensión de los equipos puede ser inferior al valor nominal. Para los equipos completamente montado en la fábrica, esta dispersión, para fines de aislamiento de coordinación, es despreciablemente pequeña. Para los equipos montados en el lugar, la tensión no disruptiva real puede ser más baja que la tensión no disruptiva requerida, que deberá ser tenido en cuenta en los factores de seguridad dadas en 6.3.5.
6.3.4
La inexactitud de la tensión no disruptiva
Para el aislamiento externo, las posibles desviaciones de la disposición de prueba de la disposición real del servicio y las influencias del entorno de laboratorio se tendrán en cuenta, además de la estadística inexactitud implicado en el procedimiento de prueba tipo seleccionado. Tal desviaciones deberán estar cubiertos por los factores de seguridad dadas en 6.3.5.
para interna aislamiento para el que se asume una probabilidad soportar de 100% en 3,23 de IEC 60071-1: 2006, un ensayo de tipo impulso con tres impulsos s e lleva a cabo por lo general, y la
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, , ` ` ` , , , ` ` ` ` ` , , , , , ` ` ` , , , ` , ` ` , ` , , ` , ` -
IEC 60071-2: 2018 • IEC 2018
- 49 -
incertidumbre estadística de esta prueba estará cubierta por el factor de seguridad como se indica en 6.3.5 (véase también 7.3.2).
6.3.5 factores de seguridad recomendados ( K s)
Si no se especifica por los comités de aparatos pertinentes, los siguientes factores de seguridad deben ser aplicados: -
para el aislamiento interno: interno: K s = 1 ,15;
-
para el aislamiento externo: externo: K s = 1 ,05.
Los factores de seguridad diferentes de los valores recomendados se pueden aplicar de acuerdo con, como ejemplos, la experiencia de servicio positiva o negativa especial, mejoras en la tecnología, los niveles más altos de control de calidad durante la fabricación y montaje especialmente en los sistemas de voltaje más altos, o enfoques excepcionalmente conservadores en estudios de sistemas.
7 Standard soportar procedimientos de tensión y pruebas 7.1 Observaciones generales 7.1.1 Información general
Las tablas 2 y 3 de la norma IEC 60071-1: 2006 y la norma IEC 60071-1: 2006 / AMD1: 2010 especifica norma soportar tensiones T w p ara el rango de I y gama II, respectivamente. En ambas tablas, el estándar tensiones no disruptivas se agrupan en los niveles de aislamiento estándar asociados con valores estándar de voltaje más alto para equipos T m etro.
En el rango I, el estándar tensiones no disruptivas incluyen la corta duración a frecuencia soportar la tensión y el rayo impulso tensión no disruptiva. En la gama II, el estándar tensiones no disruptivas incluyen el impulso de maniobra soportar la tensión y el impulso de rayo tensión no disruptiva.
Los niveles de aislamiento estándar dadas en las Tablas 2 y 3 de IEC 60071-1: 2006 y IEC 60071-1: 2006 / AMD1: 2010 reflejan la experiencia del mundo, teniendo en cuenta los dispositivos de protección y métodos modernos de limitación de sobretensión. La selección de un nivel de aislamiento estándar en particular debe basarse en el procedimiento de coordinación de aislamiento descritos en este documento y debe tener en cuenta las características de aislamiento del equipo particular que se consideran.
7.1.2
Estándar impulso de maniobra tensión no disruptiva
En la Tabla 3 de la Norma IEC 60071-1: 2006 y la norma IEC 60071-1: 2006 / AMD1: 2010, norma impulso de maniobra soportar las tensiones asociadas con un voltaje más alto en particular para los equipos han sido elegidos teniendo en cuenta lo siguiente:
a) para los equipos protegidos contra sobretensiones de conmutación por descargadores de sobretensiones:
-
los valores esperados de sobretensiones temporales;
-
las características de los descargadores de sobretensión actualmente disponibles;
-
los factores de coordinación y de seguridad entre el nivel de protección del protector de sobretensiones y el impulso de conmutación de tensión no disruptiva del equipo;
b) para el equipo no protegido contra sobretensiones de conmutación por descargadores de sobretensiones:
-
el riesgo aceptable de descarga disruptiva considerando el rango probable de las sobretensiones que se producen en la ubicación de los equipos;
, , ` ` , ` , , , , ` ` ` , , , ` ` ` `
-
el grado de control de sobretensión generalmente considerará económico, y que se puede obtener mediante una cuidadosa selección de los dispositivos de conmutación y en el diseño del sistema.
` , , , , , ` ` ` , , , ` , ` ` , ` , , ` , ` -
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- 50 7.1.3
IEC IEC 60071-2: 60071-2: 2018 2018 •• IEC IEC 2018 2018
impulso de rayo estándar de tensión no disruptiva
En la Tabla 3 de la Norma IEC 60071-1: 2006 / IEC 60071-1: 2006 / AMD1: 2010, impulso de rayo estándar de soportar las tensiones asociadas a una determinada norma de conmutación Resistencia al impulso de tensión han sido elegidos teniendo en cuenta lo siguiente. a) Para el equipo protegido por descargadores de sobretensiones, los valores bajos de iluminación Resistencia al impulso de nivel son aplicables. Se eligen teniendo en cuenta la relación del nivel de protección de choque de rayo a nivel de conmutación de protección impulso probable que se logre con descargadores de sobretensiones, y mediante la adición de los márgenes apropiados. serán utilizados b) Para los equipos no protegidos por descargadores de sobretensiones (o no protegido efectivamente), sólo los valores más altos de impulso de rayo soportar voltajes. Estos valores más altos se basan en la relación típica de los rayos y de conmutación de impulso soportar tensiones de la externa aislamiento del aparato (por ejemplo, interruptores, seccionadores, instrumento transformadores). Son elegidos de tal manera que el diseño de aislamiento será determinada principalmente por la capacidad del aislamiento externo para soportar las tensiones de conmutación de prueba de impulso. En unos pocos casos extremos, es conveniente prever un mayor valor de impulso de rayo tensión no disruptiva. Este valor superior debe ser elegido de la serie de valores estándar dada en 5.6 y 5.7 de la norma IEC 60071-1: 2006 y la norma IEC 60071-1: 2006 / AMD1: 2010. En el rango I, la corta duración a frecuencia estándar o el impulso de rayo tensión no disruptiva debe cubrir el necesario impulso de maniobra soportar fase a tierra tensiones y de fase a fase, así como la necesaria tensión longitudinal soportar.
do)
En la gama II, el estándar de conmutación de impulso de tensión no disruptiva debe cubrir la corta duración a frecuencia requerida tensión no disruptiva, y la tensión a frecuencia continua si ningún valor es especificado por el comité aparato relevante.
, , ` ` , ` , , , , ` ` ` , , , ` ` ` ` ` , , , , , ` ` ` , , , ` , `
A fin de cumplir estos requisitos generales, la requerida tensiones no disruptivas deben convertirse en esas formas de tensión para el que estándar soportar voltajes se especifican utilizando los factores de conversión de prueba dadas en 7.2. Los factores de conversión de prueba se determinaron a partir de los resultados existentes para proporcionar un valor conservador para los soportar tensiones nominales. Deben, por lo tanto, ser utilizados únicamente en la dirección especificada.
IEC 60071-1 deja que el comité aparato relevante para prescribir la prueba de frecuencia industrial de larga duración destinado a demostrar la respuesta del equipo con respecto al envejecimiento de aislamiento interno o a la contaminación externa (véase también IEC 60507).
7.2 factores de conversión de prueba
7.2.1 Rango I
Si los factores adecuados no están disponibles (o especificado por el comité de aparato correspondiente), los factores de conversión de prueba adecuado para ser aplicado a la Necesitados impulso de maniobra soportar tensiones se dan en la Tabla 1. Estos factores se aplican a los voltajes requeridos soportar fase a tierra como así como a la suma de los componentes de la fase a fase y longitudinal soportar voltajes.
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` , ` , , ` , ` -
IEC 60071-2: 2018 • IEC 2018
- 51 -
Tabla 1 - test factores de conversión para el rango I, para convertir SIWV requerido para SDWV y LIWV De corta duración a frecuencia tensión no disruptiva una
Aislamiento
impulso de rayo tensión no disruptiva
El aislamiento exterior
-
-
distancias al aire y aislantes limpios, secos: •
fase a tierra
0,6 + T rw / 8 500
1,05 1,05++ T rw / 6 000
•
fase a fase
0,6 + T rw / 112 2 700
1,05 1,05++ T rw / 9 000
aisladores limpio y mojado
0,6
1,3
aislamiento interno -
SIG
0,7
1,25
-
aislamiento líquido-sumergido
0,5
1,10
-
aislamiento sólido
0,5
1,00
T rw
es el impulso de conmutación deseado tensión no disruptiva en kV.
una
Los factores de conversión de ensayo incluyen un factor de 1/2 para convertir de pico a valor RMS.
` , ` , ,
7.2.2 Rango II
` , ` ` , ` , , ,
` `
` , , , , , ` ` `
Si los factores adecuados no están disponibles (o especificado por el comité de aparato correspondiente), los factores de conversión de ensayo adecuado para la conversión de la frecuencia industrial de corta duración requerida tensión no disruptiva a la conmutación impulsos se dan en la Tabla 2. También se aplican al aislamiento longitudinal .
` `
, , ,
` ` `
, , , ,
` , ` ` , , -
Tabla 2 - test factores de conversión para la gama II para convertir SDWV requerida para SIWV Aislamiento
Impulso de maniobra tensión no disruptiva
El aislamiento exterior
-
distancias al aire y aislantes limpios y secos
1,4
-
aisladores limpio y mojado
1,7
aislamiento interno - SIG
1,6
-
aislamiento líquido-sumergido
2,3
-
aislamiento sólido
2,0
NOTA La prueba de factores de conversión incluyen un factor de
2 convertir de RMS a
valor pico.
7.3 Determinación de aislamiento soportar por ensayos de tipo 7.3.1
Procedimiento de ensayo dependencia de tipo de aislamiento
La verificación de la resistencia eléctrica de aislamiento se consigue a través de pruebas. El tipo de prueba que se ha seleccionado para un equipo determinado se considere la naturaleza de su aislamiento (s). Subcláusulas 3.4 y 3.5 de la norma IEC 60071-1: 2006 definen el sub-división de aislamiento en auto-restauración y aislamiento no auto-restauración. Esto limita la selección del procedimiento de prueba para ser adoptada por un equipo particular de la lista proporcionada en el apartado 6.3 de la norma IEC 60071-1: 2006, y describe con más detalle en la norma IEC 60060-1.
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IEC IEC 60071-2: 60071-2: 2018 2018 •• IEC IEC 2018 2018
La siguiente información y orientación se da con el fin de ayudar a la selección óptima de los ensayos de tipo de c onsideraciones aislamiento de coordinación. El hecho de que gran parte del equipo comprende una mezcla de ambos auto-restauración y no auto-restauración de aislamiento se tiene en cuenta. 7.3.2 no auto-restauración de aislamiento
Con aislamiento no auto-restauración, una descarga disruptiva degrada la propiedad aislante del aislamiento, e incluso tensiones de prueba que no causan una descarga disruptiva puede afectar el aislamiento. Por ejemplo, las pruebas de sobretensión de frecuencia industrial y pruebas de impulso con inversión de polaridad pueden iniciar treeing en el aislamiento polimérico y dar lugar a la generación de gas en el aislamiento de líquido y líquido-impregnado. No auto-restauración de aislamiento es, por estas razones, probados por la aplicación de un número limitado de tensiones de prueba a nivel soportar estándar, es decir por soportar el procedimiento A, en 7.3.1.1 de la norma IEC 60060-1: 2010, en el que tres impulsos se aplica para c ada polaridad, y la prueba es satisfactoria si no se produce descarga disruptiva.
Para fines de aislamiento de coordinación, equipo que pasa esta prueba debe considerará que tienen un supone soportar tensión igual a la tensión de ensayo aplicada (es decir, la tensión asignada soportada). Dado que el número de impulsos de prueba es l imitado y no se permite ningún fallo, no hay información estadística útil con respecto a la tensión soportada real del equipo puede deducir.
Algunos de los equipos que contiene tanto no auto-restauración y auto-restauración de aislamiento puede ser considerado, con fines de prueba, como no-auto-restauración si descarga disruptiva durante la prueba produciría un daño significativo a la parte aislante no auto-restauración (por ejemplo, transformadores probados con casquillos que tiene un impulso mayor nivel tensión soportada).
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7.3.3
aislamiento auto-restauración
Con aislamiento auto-restauración, es posible aplicar un gran número de tensiones de prueba, el número solamente estar limitada por las limitaciones de prueba y no por el propio aislamiento, incluso en la presencia de descargas disruptivas. La ventaja de aplicar muchas t ensiones de prueba es que la información estadística se puede deducir de la resistencia de aislamiento. IEC 60060-1 estandariza tres métodos alternativos que conducen a una estimación de la tensión de 90% soportar. Para fines de aislamiento de coordinación, la de arriba a abajo soportar método con siete impulsos por grupo y por lo menos ocho grupos es el método preferido de determinar T 50. T 1 0 se puede deducir por suponiendo un valor de la desviación convencional (ver 5.1.5) o el último puede ser determinada por una prueba de nivel múltiple. Para una evaluación de la significación estadística del método de ensayo, se puede hacer referencia al anexo A de la norma IEC 60060-1: 2010.
7.3.4 aislamiento Mixed
Para el equipo que tiene el aislamiento auto-restauración que no puede comprobarse por separado a partir de su aislamiento no auto-restauración (por ejemplo, bujes y transformadores de medida), se efectuará un compromiso en el método de ensayo. Esto es necesario a fin de no dañar satisfactoria no auto-restauración de aislamiento mientras que, al mismo tiempo, tratando de asegurar que la prueba discrimina adecuadamente entre el aislamiento satisfactorio e insatisfactorio auto-restauración. Por un lado, la parte aislante no auto-restauración conduce a pocas aplicaciones de voltaje de prueba. Por otro lado, la parte de aislamiento auto-restauración lleva a la necesidad de muchas aplicaciones de voltaje de prueba (con el fin de selectividad). La experiencia demuestra que soportan el procedimiento de ensayo B, en 7.3.1.2 de la norma IEC 60060-1: 2010 (15 impulsos, hasta dos descargas disruptivas permiten en partes auto-restauración),
Su selectividad puede ser indicada como la diferencia entre los niveles de soportar reales que resultarían en las probabilidades de pasar la prueba de 5% y 95%. Consulte la Tabla 3.
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Tabla 3 - Selectividad de procedimientos de ensayo B y C de la norma IEC 60060-1
procedimiento de
Número de impulsos
prueba IEC
segundo
% De probabilidad para
Soportar nivel de
prueba de paso
probabilidad del 95% a
a T 10
aprobar el examen
15/2
82
T 5,5
( T w + 0 ,32 3+9
do
82
probabilidad para
Z)
1,24 Z
( T w - 0,92
Z)
2,02 Z
T 63 Z)
Selectividad
aprobar el examen
T 36
T 4,6
( T w + 0 ,40
Soportar nivel de 5% de
( T w - 1,62
Z)
Así, un equipo de prueba utilizando el procedimiento B, que está en el límite de ser aceptable (clasificación y probado en su T 1 0), t iene una probabilidad de pasar la prueba del 82%. Un equipo mejor, tener una tensión no disruptiva T 10 m ayor que el valor estándar T w por 0,32 Z ( clasificar y probado en su T 5 ,5), t iene una probabilidad del 95% de pasar la prueba. Un equipo pobre, que tiene una tensión no disruptiva inferior al valor estándar T w por 0,92 Z ( c lasificar y probado en su T 3 6), tiene un 5% de probabilidad de pasar la prueba. Esta selectividad de prueba (1,24 Z) puede cuantificarse adicionalmente por suponiendo valores para Z como 3% y 6% de T 50 p ara rayos y de conmutación de impulsos respectivamente. (Se debe notar que Z n o puede ser determinada a partir de la prueba.) La selectividad de la prueba 15/2 se ilustra adicionalmente en la Figura 10 en comparación con la prueba ideal.
Una alternativa al procedimiento de ensayo anterior es resistir procedimiento de ensayo C, en 7.3.1.3 de la norma IEC 60060-1: 2010, que es una modificación de la práctica de EE.UU.. En este procedimiento, tres impulsos de prueba se aplican y se permite hasta un descarga disruptiva a través de aislamiento auto-restauración, en cuyo caso se aplican otros nueve impulsos y los requisitos de la prueba se cumplen si no se produce descarga disruptiva adicional. La selectividad de este procedimiento se compara con la de la prueba de 15/2 en la Tabla 3 y también en la Figura 10.
IEC
Figura 10 - Probabilidad
PAG de
un equipo para pasar la prueba depende de la diferencia
K entre
el real y el
impulso tensión soportada
7.3.5
Las limitaciones de los procedimientos de prueba
Desde la recuperación de aislamiento a partir de una descarga disruptiva es un proceso dependiente del tiempo, se permitirá un intervalo de tiempo adecuado entre aplicaciones de voltaje de prueba para la auto-restauración de aislamiento para recuperar completamente su resistencia eléctrica. comités Aparato deben especificar los límites de aceptabilidad (si existe) de intervalos de tiempo entre aplicaciones de voltaje de prueba que son dependientes del tipo de aislamiento. Consideraciones también se debe dar a la posible - - `,` ,, `,` `,` ,,, `` `,,,,,` `` `` ,,, -`-`` ,, ,, `,``,, ---
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degradación del aislamiento no auto-restauración por la aplicación repetida de tensiones de prueba incluso sin la aparición de una descarga disruptiva. 7.3.6
La selección de los procedimientos de ensayo de tipo
En vista de lo anterior, las siguientes recomendaciones se hacen para las pruebas realizadas para fines de aislamiento de coordinación: -
auto-restauración de aislamiento debe ser probado con la de arriba a abajo soportar método (uno de los métodos descritos en soportar el procedimiento de ensayo D, en 7.3.1.4 de la norma IEC 60060-1: 2010);
-
no auto-restauración de aislamiento debe ser probado con los tres impulso soportar prueba (resistir procedimiento de ensayo A, en 7.3.1.1 de la norma IEC 60060-1: 2010);
-
en general, el equipo que comprende tanto auto-restauración y aislamiento no auto-restauración (es decir, aislamiento mixto) debe ser probado con el 15/2 de prueba (resistir procedimiento de ensayo B, en 7.3.1.2 de la norma IEC 60060-1: 2010). Cuando, sin embargo, el riesgo de propagación de árboles en el aislamiento no auto-restauración es la principal preocupación, y el número de aplicaciones de voltaje se considera excesivo, el 3 + 9 (prueba el procedimiento C, en 7.3.1.3 de la norma IEC 60060- 1: 2010) es una alternativa aceptable;
-
También, donde se requieren pruebas de frecuencia para fines de aislamiento de coordinación, la corta duración a frecuencia de pruebas de resistencia (IEC 60071-1) debe aplicarse al aislamiento, ya sea auto-restauración, no auto-restauración, o mezclado.
7.3.7
La selección de los voltajes de prueba de tipo
7.3.7.1
General
Para el equipo que contiene sólo aislamiento de aire externo, el ensayo se realiza con el estándar de soportar tensión de la aplicación de los factores de corrección atmosféricas especificadas en la norma IEC 60060-1. Para los equipos que contienen de aislamiento sólo interna, la prueba se lleva a cabo con el estándar de tensión soportada solamente (sin aplicar los factores de corrección atmosféricas especificadas en la norma IEC 60060-1).
Para el equipo que contiene el aislamiento tanto interna como externa, el factor de corrección atmosférica se debe aplicar y la prueba llevada a cabo con el valor corregido, a c ondición de que el factor corregido es entre 0,95 y 1,05. Cuando el factor de corrección es, fuera de esta gama, las alternativas enumeradas a continuación son aceptables para fines de aislamiento de coordinación.
7.3.7.2
Tensión de ensayo del aislamiento externo mayor que el de la aislamiento interno (factor de corrección atmosférica> 1,05)
La externa de aislamiento sólo se puede probar correctamente cuando el interno overdesigned. Si no, el aislamiento interno debe ser probado con el valor estándar y, por lo externo el aislamiento, las siguientes alternativas puede ser considerado por el técnico comités de aparatos o por acuerdo de: -
el aislamiento externo sólo debe ser probado en maniquíes;
-
interpolación entre los resultados existentes;
-
estimación de las tensiones soportadas de las dimensiones.
aislamiento es
En general, una prueba del aislamiento externo no es necesario si los espacios libres de aire son igual o mayor que los indicados en IEC 60071-1. ` `
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aisladores, la forma aislante deben cumplir determinados adicional requisitos. Hasta que la información de apoyo está disponible, estos requisitos pueden ser c onsiderados como siendo cumplida si la forma aislante cumple con los requisitos de la norma IEC 60815-1 TS. Para las pruebas de humedad en vertical,
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Para los ensayos de frecuencia industrial en condiciones húmedas, ninguna prueba adicional del aislamiento externo es necesario si los espacios son más grandes que el poder-frecuencia nominal tensión no disruptiva dividido por 230 kV / m y la forma aislante cumple los requisitos de IEC TS 60.815-1 . 7.3.7.3
Tensión de ensayo del aislamiento externo menor que el de la aislamiento interno (factor de corrección atmosférica <0,95)
El interno de aislamiento sólo se puede probar correctamente cuando el externo aislamiento es overdesigned. Si no, el aislamiento externo debe ser probado con los valores corregidos y, para el aislamiento interno, las siguientes alternativas pueden ser considerados por los comités aparato técnico o por acuerdo: -
prueba del aislamiento interno con una polaridad (por lo general negativo) impulso solamente;
-
prueba del aislamiento interno aumentar la resistencia de aislamiento externo, por ejemplo mediante electrodos de control de corona de diferentes tamaños Gap. La medida de refuerzo no debe afectar el comportamiento del aislamiento interno.
8 Consideraciones especiales para líneas aéreas 8.1 Observaciones generales
Aunque el procedimiento de coordinación de aislamiento para el aislamiento de la línea aérea sigue la filosofía general de coordinación de aislamiento, las siguientes consideraciones especiales se tendrán en cuenta. -
Donde el diseño emplea aisladores de libre oscilación, autorizaciones deben tener en cuenta el movimiento del conductor.
-
normas de aisladores especifican las dimensiones de las unidades de aisladores sin hacer referencia a una tensión más elevada para el equipo o un voltaje más alto del sist ema. En consecuencia, el procedimiento de coordinación de aislamiento termina con la determinación de la tensión no disruptiva requerida T rw. L a selección de una tensión nominal en la norma IEC 60071-1 no es necesario, y en las Tablas 2 y 3 de la norma IEC 60071-1: 2006 y la norma IEC 60071-1: 2006 / AMD1: 2010 no se aplican.
-
El rendimiento de aislamiento de líneas aéreas tiene un gran impacto en el rendimiento de aislamiento de las subestaciones. La tasa de corte de línea de transmisión debido a rayos determina principalmente la frecuencia de las operaciones de re-energización, y la tasa de rendimiento extraordinariamente cerca de la subestación determina la frecuencia de sobretensiones-rápidas frontal que inciden en la subestación.
8.2
la resistencia dieléctrica del aire
La coordinación de aislamien to para tensiones de servicio y sobretension es temporales
La tensión de servicio y las sobretensiones temporales determinan la longitud de cadena de aisladores requerida y la forma de la unidad aislante de la gravedad sitio de la c ontaminación. En los sistemas neutros directamente conectados a tierra con factores de falta a tierra de 1,3 y por debajo, por lo general es s uficiente para diseñar los aisladores para soportar la tensión del sis tema tierra de fase a más alto. Para los factores de falta a tierra superiores y especialmente en sistemas de neutro puesto a tierra aisladas o resonantes, la consideración de las sobretensiones temporales puede ser necesario.
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Donde se tendrá en cuenta a los aisladores de libre oscilación, las autorizaciones deben ser determinados en condiciones extremas de swing.
8.3
La coordinación de aislamiento para sobretensiones de frente lento
8.3.1 general
sobretensiones Slow-frontales de interesar para líneas aéreas son sobretensiones de falla a tierra, energización y reenergización sobretensiones. Al establecer las tasas de fracaso aceptables se debe tener en c uenta que -
un fallo de aislamiento debido a las sobretensiones de falla a tierra provoca un error de doble fase a tierra, y
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un fallo de aislamiento debido a sobretensiones reenergización provoca un reenganche sin éxito.
8.3.2
sobretensiones de falla a tierra
sobretensiones de falla a tierra deben tenerse en cuenta en los sistemas con factores de falla a tierra elevadas, es decir, para las líneas de distribución o líneas de transmisión en los sistemas de puesta a tierra-neutros resonantes. Las tasas de fracaso aceptables para estas líneas serán seleccionados en el orden de magnitud de su tasa de corte de rayo de dos fases. Como guía, las tasas de fracaso aceptables entre 0,1 y 1,0 flashover / año son típicos. Consideraciones especiales son necesarias para líneas en la gama II donde energización y reenergización sobretensiones se controlan normalmente a amplitudes bajas, ya que en este caso la sobretensión-lento delante generado por faltas a tierra puede ser más grave. 8.3.3
Energización y las sobretensione s reenergizació n
sobretensiones de energización son de interés para todas las líneas aéreas, pero especialmente en la gama II. las tasas de fracaso aceptables adecuadas están en el orden de 0,005 a 0,05 flashover / año. Reenergización sobretensiones requieren atención para líneas de transmisión cuando se aplica rápida reenganche trifásico (debido a las cargas atrapadas). las tasas de fracaso aceptables de 0005 a 0,05 flashover / año puede ser adecuado. Re-energización sobretensiones pueden no tenerse en cuenta cuando se utiliza recierre monofásico en líneas de transmisión o para líneas de distribución en la que los transformadores de distribución permanecen conectados durante la operación.
sobretensiones de frente lento son uno de los factores que determinan las distancias al aire y, por algún tipo de aisladores, los herrajes de aisladores. Por lo general, su importancia se limita a líneas de transmisión en el rango de voltaje más alto del sistema de 123 kV y superiores. Cuando se apliquen aisladores de libre oscilación, distancias al aire para sobretensiones lento-delanteras se determinan generalmente asumiendo condiciones de oscilación moderada (media). Para las líneas de distribución, los espacios libres se determinan generalmente por el aislador (ver 8.2) y sobretensiones lento-delanteras no tienen que ser considerados.
8.4
Aislamiento de coordinación para sobretensiones relámpago
8.4.1 general
El rendimiento rayo de líneas aéreas depende de una variedad de factores, entre los cuales los más importantes son -
la densidad de flash suelo relámpago,
-
la altura de la línea aérea,
-
la configuración de los conductores,
-
la protección por hilos de blindaje,
-
la puesta a tierra de la torre,
-
la fuerza de aislamiento, y
-
el uso de descargadores de sobretensiones.
8.4.2 Líneas de distribución
Para las líneas de distribución, se debe suponer que cada rayo directo a la línea provoca una descarga disruptiva entre fases, con o sin una descarga disruptiva a la tierra. Protección por hilos de blindaje es inútil porque la puesta a t ierra de la torre y la fuerza de aislamiento no pueden económicamente mejorarse en un grado tal que respaldan descargas disruptivas se evitan. El rendimiento rayo de líneas de distribución, por lo tanto, está determinado en gran medida por la densidad de flash suelo y la altura de la línea.
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Para las líneas de distribución con crucetas de tierra (líneas madera polos), sobretensiones inducidas a partir de trazos cercanas a la tierra no tienen importancia. Sin embargo, la alta resistencia dieléctrica a la t ierra provoca sobrecargas de voltaje con altas amplitudes que incide sobre la subestación y, en tales casos, se debería considerar para la elección adecuada de la subestación descargadores de sobretensión (requisitos de energía).
Para las líneas de distribución con crucetas puestos a tierra, sobretensiones inducidas pueden afectar a la fuerza de choque de rayo r equerido del aislamiento de la línea aérea. 8.4.3
Lineas de transmisión
Para líneas de transmisión por encima de 72,5 kV, tensiones inducidas pueden despreciarse y sólo flashes directos a la línea de determinar el rendimiento del rayo. Una guía general para una tasa de rendimiento objetivo adecuado no se puede dar debido a esta tasa dependería en gran medida de las consecuencias de una interrupción de un rayo y el costo para mejorar apantallamiento, puesta a tierra y la fuerza de aislamiento. Es posible, sin embargo, para el diseño de una tasa de corte inferior para la sección de línea frente a la subestación que para el resto de la línea, con el fin de reducir las amplitudes y frecuencia de la contra sobretensiones que inciden en la subestación y también para reducir la probabilidad de ocurrencia de fallos de línea corta (ver IEC 62271-100).
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9 Consideraciones especiales para subestaciones
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9.1 Observaciones generales
-
9.1.1 Información general
Los esfuerzos de tensión que pueden surgir en una subestación, como se muestra en la Figura 11 se describen en las siguientes subcláusulas 9.1.2 a 9.1.5.
IEC
Figura 11 - Ejemplo de un diseño de subestación esquemática utilizado
para la ubicación de estrés sobretensión
9.1.2 Tensión de funcionamiento
Se supone que es igual a la tensión más alta del sistema. se destacaron por igual todas las partes de la subestación.
9.1.3
sobretensión temporal
Fallos de tierra en el lado de la carga de estrés todas las partes de una fase de la subestación igualmente.
sobretensiones de carga de rechazo pueden surgir en la subestación principalmente debido a un fallo en la subestación distante (estación 2). Dependiendo del esquema de protección, ya sea todas o algunas partes entre Derechos de autor de la Comisión Electrotécnica Internacional proporcionados por IHS Markit bajo licencia con la norma IEC
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Se pondrá énfasis en CB2 interruptor de potencia y el t ransformador. Para un fallo en la subestación en sí (estación 1), sólo las partes entre cb1 disyuntor y el transformador se someten a cargar sobretensiones de rechazo.
tensiones de sobretensión longitudinales pueden existir en cb1 disyuntor durante la sincronización si el transformador está conectado a un generador. Cuando la barra colectora B2 está funcionando en un sistema diferente, el aislamiento longitudinal de los seccionadores de barras puede ser sometido a la tensión de funcionamiento en la barra B2 y el rechazo de carga sobretensión en la barra colectora B1 en oposición de fase.
9.1.4
sobretensiones Slow-delanteras
Las sobretensiones debido a la energización de la línea o re-energización pueden tener las altas amplitudes del extremo receptor sólo entre la entrada de línea y el CB2 interruptor automático. El resto de la subestación se somete a las sobretensiones en el extremo emisor.
Sobretensión debido a fallos y eli minación de la avería se puede producir en todas las partes. 9.1.5
sobretensiones rápido delanteros
sobretensiones relámpago pueden surgir en todas las partes de la estación; sin embargo, con diferentes amplitudes en función de la distancia al descargador.
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sobretensiones de conmutación Fast-delanteras se producen sólo en la sección de conmutación de la estación (por ejemplo, sobre la barra colectora B2) o en uno de los interruptores, cuando se conmutan por uno de los seccionadores de barras colectoras.
Las diferentes etapas de coordinación de aislamiento se muestran en tres ejemplos seleccionados en el anexo G.
Como la especificación de tensiones de prueba a frecuencia de larga duración adecuados se deja a los comités aparato técnico, la verificación de el poder- de larga duración requerida frecuencia de soportar tensiones se omite en los ejemplos. En la etapa inicial, sólo una línea puede estar en servicio y s obretensiones temporales debido a la carga de rechazo después de una falla a tierra debe ser considerado. Cuando los transformadores se activan a través de una larga línea, sobretensiones lento delanteros también pueden destacar el transformador y la barra colectora.
En SIG, sobretensiones muy rápido-delanteros debido a las operaciones seccionador deben ser considerados. 9.2 9.2.1 9.2.1.1
Aislamiento de coordinación para sobretensiones Subestaciones en los sistemas de distribución con T metro hasta 36 kV en el rango I
General
Para los equipos en este rango de tensión, IEC 60071-1 especifica norma asignada de corta duración a fr ecuencia e impulso de rayo tensiones no disruptivas. Como guía general, se puede suponer que en el rango de tensión de distribución el requerido impulso de maniobra soportar voltajes de fase a tierra están cubiertas por la duración a frecuencia de corto estándar soportan tensión. El requerido impulso de maniobra soportar fase a fase tensiones, sin embargo, han de considerarse en la selección del impulso de rayo estándar tensión no disruptiva, o el de corta duración a frecuencia tensión no disruptiva.
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Siempre que El lento-delanteras sobretensiones de fase a fase se han acomodado, equipo diseñado para el impulso de rayo estándar más bajo soportar valores de tensión de la norma IEC 60071-1: 2006, Tabla 2, puede ser adecuado para instalaciones tales como los siguientes: a) sistemas e instalaciones industriales que no están c onectados a líneas aéreas; b) sistemas e instalaciones industriales conectados a líneas aéreas sólo a través de transformadores, donde la capacitancia a tierra de los cables conectados a los terminales de baja tensión del transformador es de al menos 0,05 mF por fase; cuando la capacitancia del cable a tierra es insuficiente, condensadores adicionales deben añadirse en el lado del transformador de la celda, lo más cerca posible a los terminales del transformador, de modo que la capacitancia combinada a la tierra de los cables, además de los condensadores adicionales es al menos 0, 05 mF por fase; c) sistemas e instalaciones industriales conectados directamente a líneas aéreas, cuando se proporciona protección contra sobretensión adecuada por descargadores de sobretensiones.
En todos los demás casos, o cuando se requiere un alto grado de seguridad, equipo diseñado para el impulso de rayo más alta asignada soportada valor de tensión debe ser utilizado. 9.2.1.2
Equipo conectado a una línea aérea a través de un transformador
Equipo conectado al lado de baja tensión de un transformador suministrado en el lado de alta tensión de una línea aérea no se somete directamente a un rayo o de conmutación de las s obretensiones que se originan en la línea aérea. Sin embargo, debido a la transferencia electrostática y electromagnética de dichas sobretensiones de la devanado de alta tensión al devanado del transformador de baja tensión, dicho equipo puede ser sometida a sobretensiones que han de tomarse en cuenta en el procedimiento de coordinación de aislamiento con la posible aplicación de los dispositivos de protección.
expresiones analíticas para los términos electrostáticas y electromagnéticas de la tensión transferida figuran en el Anexo D.
9.2.1.3
Equipo conectado a una línea aérea a través de un cable
La coordinación de aislamiento, en este caso, no sólo se refiere a la protección de los equipos de la subestación, sino también del cable.
Cuando una oleada rayo propaga a lo largo de una línea aérea incide sobre un cable, que se rompe en una onda reflejada y una onda transmitida, en donde la amplitud de la onda transmitida es sustancialmente disminuida en comparación con la de la oleada que incide. reflexiones posterior en cada extremo del cable, sin embargo, por lo general dan lugar a un aumento sustancial de la tensión a lo largo del cable por encima de este valor inicial. En general, el nivel nominal más alto impulso de rayo tensiones no disruptivas de IEC 60071-1: 2006, Tabla 2, debe ser seleccionado y descargadores de sobretensión instalado en el cruce de línea de cable. Cuando los postes de madera se utilizan en la línea aérea de y cuando sólo una línea puede estar conectada a la subestación, descargadores adicionales pueden ser necesarios en la entrada de cable de la subestación.
9.2.2
Subestaciones en los sistemas de transmisión transmisió n con T metro entre 52,5 kV y 245 kV en el rango I
Para los equipos en este rango de tensión, IEC 60071-1 especifica norma asignada de corta duración a fr ecuencia e impulso de rayo tensiones no disruptivas. Como guía general, se puede suponer que en el rango de tensión de transmisión dentro del rango I, el requerido impulso de maniobra soportar voltajes de fase a tierra están cubiertas por la corta duración a frecuencia estándar soportan tensión. Requerido impulso de maniobra soportar fase a fase tensiones, sin embargo, han de considerarse en la selección del impulso de rayo tensión no disruptiva o de corta duración a frecuencia estándar tensión no disruptiva para el equipo en la entrada de línea o de fase a adicional -Fase de conmutación ensayos de impulso pueden ser necesarios para los equipos de tres fases.
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