Sobretension en los sistemas de alta tension
Actividad grupal informe Integrantes: Ihuhwa Marta P0552838 Ismael Elia!eth P0552833
Se denomina sobretensión a todo aumento de tensión capaz de poner en peligro el mate materi rial al o el buen buen serv servic icio io de una una inst instal alac ació ión n eléct eléctri rica ca" E#i E#iste sten una una serie rie de
so!retensiones originadas por varias causas$ cu%o efecto $ en la ma%oria de los casos $ puede atenuarse pero no evitarse " &e!ido a ello$ el aislamiento de!e ser capa de soporta soportarr sin perfor perforarse arse distin distintos tos tipos tipos de so!ret so!retens ension iones es de diferen diferente te magnit magnitude$ ude$ duracion % forma de onda" 'aturalmente de!e llegarse siempre a un compromise tecnico(economico$ lo )ue o!lige o!lige a no disenar un aislamiento para las solicitaciones o poco pro!a! pro!a!le le )ue puedan puedan present presentarse arse"" *as so!rete so!retensi nsione oness a )ue puede puede estar sometido a un sistema electrico de potencia pueden clasificarse en internas o e#tenas" +omo !ien sa!emos )ue las so!retensiones en una red el,ctrica son producidas por efecto de un ra%o )ue son las llamadas so!retensiones e#ternas$ %a )ue como su nom!re lo indica son provenientes de la atm-sfera % las llamadas so!retensi-n internas producidas por efecto del a!rir % cerrar de una l.nea cuando se energia o se desenergia la misma$ por inicio % despe/e de fallas$ rechaos de carga % esta!lecimiento o interrupci-n de corrientes capacitivas o inductivas" odo odo esto conlleva a la creaci-n de so!retensiones en la red el,ctrica"
&esarrollo Sobretensiones de Tipo Externas
*as 1o!retensiones e#ternas son unos fen-menos de aumento de la tensi-n del sistema producidas por agentes e#ternos e#ternos al sistema$ como las descargas el,ctricas atmosf,ricas" Estas descargas tiene una velocidad de propagaci-n pr-#ima a la velocidad de la lu 300000m4s" normalmente estas se manifiestan en forma de frente escarpado$ alcanando su valor medio en el corto tiempo de 6 ms % disminu%endo su valor a cero en unos 600ms" Los Fenómenos mas importantes creadores de Sobretensiones Externas son las siguientes: •
Inducci-n electrost7tica
•
+argas de los conductores por roce del aire )ue circulas so!re ello
•
&escargas atmosf,ricas directas
•
&escargas atmosf,ricas indirectas cercanas al sistema
Sobretensione Sobret ensiones s Externas Exter nas
1on efectos accidentales )ue ocurren en los ca!leados el,ctricos de forma diferente atendiendo a la localiaci-n$ tiempo % forma de onda$ origen % caracter.sticas de la linea" Como afectan las Sobretensiones Sobre tensiones Externas o Atmosférica
Estas son unas de las principales fallas % aver.as en redes de transporte % distri!uci-n de energ.a el,ctrica$ se originan de!ido a la incidencia directa de los ra%os en las lineas de transmisi-n o de manera inducida a su ve estas generan ondas
via/eras con magnitud superior a la linea )ue soporto ante los impulsos de un ra%o generando fallas )ue interrumpen la continuidad del servicio" Desca Des carg rga a atmos at mosfé féri rica ca
1on fen-menos meteorol-gicos$ los cuales poseen cargas positivas % cargas negativas distri!uidas en las nu!es de forma no homog,neo % al crear un gradiente de volta/e$ ioniado el medio origina un intercam!io de elementos produciendo una descarga de gran magnitud de volta/e$ esta descarga se precipitan a la cortea terrestre a trav,s de la ioniaci-n del medio de!ido al campo el,ctrico provocado$ A* A*A A E'1I'" Tipos Tipo s de descar des cargas gas atmosfér atmos férica icas s •
&escarga directa so!re la linea
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&escarga entre las nu!es pr-#imas a lineas
•
&escarga entre lineas % tierra
Sobretensiones Inducidas en Conductores de Fase !uarda
*as so!retensiones inducidas en conductores de!ido a un impacto directo o remoto depende !7sicamente de la velocidad del incremento de la corriente % de la inductancia )ue presentan los !ucles conductores Estas Descargas pueden influir de " Formas en una Linea Eléctrica •
9ue la descarga impacte directamente so!re el conductor de fase
•
9ue la descarga incida so!re el conductor de guarda
•
9ue la descarga pueda incidir directamente a tierra en la cercan.a de una linea electrica a,rea entre 2 % 3 il-metros"
Teor#a Teor#a de la Formac Form ación ión de un $ao $a o
eor.a de 1impson : Esta teor.a se !aso en la desintegraci-n de gotas de lluvia por la acci-n de la corriente de aire$ cuando se desintegran las gotas de lluvia por una fuerte corriente de aire$ las part.culas as. formadas se denota una carga positiva$ % el aire a su ve$ acusa la presencia de una gran cantidad de cargas negativas de mu% poca masa$ % por consiguiente de ma%or movilidad" eor. eor.a a de ;ilson: ;ilson : +onocida tam!i,n como la ioniaci-n de la gota de lluvia$ esta teor.a se !asa en el intercam!io de cargas entre las gotas$ % e#plico )ue en la gota al caer se separan las cargas el,ctrica por la acci-n de un campo el,ctrico de por si
e#istente" En la gota la parte superior tiene carga negativa % la parte inferior tiene carga positiva" eor.a de Elster %
%rincipio %rinci pio de Apantallamiento Apantalla miento en e n las Lineas de Transmisión
*os m7stiles % los ca!les protectores !asan su operaci-n en el principio de apantallamiento$ en donde el principio fundamental es la protecci-n contra descargas atmosf,ricas" Es proporcionar los medios por los cuales las descargas pueden entrar o de/ar a tierra sin da=os resultantes o perdidas por causas de incidencias de los ra%os" Cable Ca bles s de %rote %ro tecc cció ión n •
+a!le de guarda $ Pararra%o $ *os m7stiles m7stiles % los &escargaderos
Descargas Descar gas directa di rectas s:
El flameo entre conductores es mas intenso por el factor de acople inductivo Descargas Descar gas indirec i ndirectas: tas:
1e presentan com>nmente en lineas de trasmisi-n Apantallamiento :
Permite garantiar condiciones de seguridad en edificios ante una descarga atmosf,rica directa o indirecta
Cable de guarda:
+onductor contra so!retensiones internas o e#ternas
Flameo:
Inesta!ilidad aerost7tica por la cual una estructura al vi!rar adsor!e energ.a del fluido circundante de tal forma )ue es incapa de disipar en un ciclo de vi!raci-n toda la energ.a )ue a!sor!e" &ill &i ll :
+orrespondiente al nivel !7sico de aislamiento 'i(el isoceraunico :
1e produce como el numero de tormentas el,ctricas )ue se producen en un a=o Sobretensione Sobret ensiones s de Tipo Internas Inter nas
*a so!retension de tipo interno son las )ue se presentan en los sistemas el,ctricos por su operaci-n$ % se puede definir como una tensi-n anormal e#istente entre fase a tierra o entre fases cu%o valor pico es superior al valor pico de la m7#ima tensi-n de operaci-n normal de un e)uipo o sistema" Las Sobretensiones Internas son de tipo Temporales Transitorias Tempora Tempo rales les:: ?na so!retnsion temporal no es mas )ue una so!retension de fase a
tierra o de fase a fase$ de relativamente larga duraci-n % de d,!il amortiguamiento o no amortiguada com>nmente a frecuencia de potencia" Estas se originan a partir de: •
@allas$ +am!ios s>!itos de cargas $ esonancia % de @erroresonancia
Transitorias: 1e conocen com>nmente como so!retension de manio!ra o conmutaci-n
% no son mas )ue las respuestas a los circuitos +*" +uando se presentan cam!ios !ruscos en las condiciones de funcionamiento esta!lecida en una red el,ctrica" Estos se clasifican por su origen: •
Energiacion de una linea $ ecierre ecierre de una linea % *impiea de fallas fallas
Energi)acion Energi) acion o Cierre C ierre de una Linea Line a
Al energiar una linea de transmisi-n en vaci- la so!retension se origina por la diferencia de los polos del cierre del interruptor de potencia esto es la no simultaneidad del cierre de sus contactos" As. contactos" As. luego de ha!er cerrado la primera fase se generan ondas de tensi-n en las otras dos fases$ producto del acoplamiento"Estas ondas se propagan a trav,s de la linea hasta alcanar su otro e#tremo $ en donde al chocar con la impedancia de circuito a!ierto$ se refle/an para superponerse con las ondas )ue continua propag7ndose$ produciendo as. una so!retension" $ecier $ec ierre re de Linea L inea
El recierre de una linea de transmisi-n tiene por o!/eto despe/ar fallas transitorias$ % por lo tanto tiene un proceso de apertura % cierre de los interruptores de potencia dis%untor de la linea" *as so!retensiones durante el recierre son de ma%or amplitud )ue las originadas al energiar$ de!ido principalmente a la carga atrapada"
Efecto Efect o Impedancia Impedan cia de la Fuente
En este efecto tenemos dos posi!ilidades alimentaci-n comple/a e inductiva" *a alimentaci-n comple/a implica por lo menos tener una linea de transmisi-n conectada entre la !arra de generaci-n % la linea linea )ue alcance a la su!estaci-n$ En cuanto a la alimentaci-n inductiva implica alimentar a la linea )ue alcana a la la su!estaci-n >nicamente a trav,s trav,s de un transformador" transformador" Sobretensione Sobret ensiones s por $esonancia $eson ancia
El fen-meno de resonancia se puede presentar de!ido a la neutraliacion de la reactancia no lineal % la capacitancia de una linea con poca carga" Pasando el sistema a ser resistivo$ originando un incremento de la corriente" *os fen-menos de resonancia normalmente no provocan so!retensiones mu% grandes de!ido a )ue la corriente esta limitada por la magnitud de la resistencia total del sistema"
Sobretensione Sobret ensiones s por Ferroresona Ferro resonancia ncia
El fen-meno de ferroresonancia se puede presentar de!ido a la interacci-n de la reactancia no lineal de transformadores de potencia % capacitancia entre los transformadores de distri!uci-n" Sobretension Sobret ension durante dura nte la conexión de Lineas Line as Fr#as
&urante la cone#i-n de lineas fr.as la peor condici-n )ue se puede presentar es cuando estas est7n a!iertas$ %a )ue la tensi-n en el e#tremo puede llegar a ser hasta de dos veces la tensi-n aplicada de!ido a la refle#i-n )ue tiene lugar en dicho punto" Como Controlar Cont rolar la Sobrete So bretensione nsiones s
?n m,todo para controlar la so!retension es conectar una resistencia preinsertada en serie en la linea previa al cierre de los contactos principales del dis%untor para una ve )ue el dis%untor a efectuado efectuado el cierre se forma un divisor de tensi-n con la resistencia preinsertada para as. reducir la tensi-n inicial" En operaci-n de recierre donde se tienen so!retensiones elevadas producto de la carga atrapada$ el uso de la resistencia preinsertada es mu% importante
eferencia documental: •
*i!ro en linea: ransporte de energia electrica$ Bose *uis ora ora
https:44!oos"google"co"ve4!oosC idD5FP!oIGa)E+HprintsecDfrontcoverHhlDesvDonepageH)HfDfalse
+onclucion *as so!retensiones pueden producir descargas )ue$ adem7s de destruir o averiar seriame seriamente nte el materi material$ al$ tam!i, tam!i,n n pueden pueden ser la causa causa de nuevas nuevas so!ret so!retens ension iones" es" Much Muchas as vece veces$ s$ los los peli peligr gros os de las las so!r so!ret eten ensi sion ones es no se de!en de!en solam solamen ente te a su magnitud$ sino tam!i,n a la forma de onda" 1i se realian correctamente la instalaci-n % las l.neas de cone#i-n est7n en !uenas condiciones es poco pro!a!le )ue se producan so!retensiones" 1i$ a pesar de todas las precauciones$ en una instalaci-n se producen so!retensiones de!e procurarse )ue descarguen a tierra lo m7s r7pidamente posi!le$ por medio de los correspondientes dispositivos de protecci-n denominados$ en general$ descargadores de so!retensi-n" Estas protecciones de!en regularse a un factor de so!retensi-n )ue sea menor )ue el grado de seguridad de la instalaci-n pero )ue$ por otra parte$ no se apro#ime demasiado al valor de la tensi-n de servicio %a )ue de lo contrario entrar.a muchas veces en funcionamiento haciendo inesta!les las condiciones de la instalaci-n" *as so!retensiones se producen tanto en instalaciones de !a/a como de alta tensi-n aun)ue$ generalmente$ en las primeras tienen menos importancia )ue en las >ltimas$ de!ido a )ue en las instalaciones de alta tensi-n las propias condiciones de funcionamiento % de aislamiento favorecen la aparici-n de so!retensiones"
