Sobretensiones generadas en el sistema eléctrico

Sobretensiones generadas en el
sistema eléctrico
•
•
•
•
•
•
•
Transitoria impulsiva
Transitoria oscilatoria de maniobras
Transitoria impulsiva de maniobras
De corta duración
De larga duración
Su transferencia
Ondas normalizadas
Sobretensiones en función de su
duración
PU
Sobretensiones
atmosfericas
Sobretensiones
de maniobra
Sobretensiones
Temporarias
1 µseg.
1 mseg.
1 seg
Sobretensiones
de operación
1000 seg.
tiempo
1
Sobretensiones Externas
Descargas atmosféricas
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
Corriente (kA)
-5
-10
-15
-20
-25
% de eventos mayores
a Imax.
Tiempo (microsegundos)
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90 100 110 120 130
Corriente, pico max. (kA)
2
Tipos de acoplamiento con la descarga
60
12
40
Corriente (kA
Tensión (kV)
80
20
0
0,E+00
1,E-06
2,E-06
3,E-06
4,E-06
5,E-06
10
8
6
4
2
Tiempo (segundos)
0
0,E+00
2,E-06
4,E-06
6,E-06
Tiempo (segundos)
Tensión (kV)
100
30 m
60 m
90 m
80
60
40
20
0
0,E+00
1,E-06
2,E-06
3,E-06
4,E-06
5,E-06
Tiempo (segundos)
Descargas Electrostáticas
Nivel
1
2
3
4
Tensión Primer pico de
indicada la corriente de
descarga
kV
A
2
7,5
4
15
6
22,5
8
30
Tiempo de
elevación tr
ns
0,7 a 1
0,7 a 1
0,7 a 1
0,7 a 1
Corriente a los Corriente a
30 ns
los 60 ns
A
4
8
12
16
A
2
4
6
8
3
Operación de interruptores
2
1.5
1
0.5
0
-0.5
-1
-1.5
0
0.01
0.02
0.03
0.04
Tie mpo (segundos)
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
-5
Corriente (kA)
• Principales características:
¾ Transitorias de poca duración
•Quién las genera:
¾ Descargas atmosféricas
¾ Maniobras
¾ Conexión de capacitores
•Quién las sufre:
¾ Principalmente la microelectrónica
¾ Resulta en daño a equipos
•Su transmisión:
¾ Viaja a lo largo de las líneas
¾ Pasa a través de transformadores
•Soluciones:
¾ Evitar su generación
¾ Instalar dispositivos protectores
Te nsión (V pu)
Sobretensiones Externas
-10
-15
-20
-25
Tiempo (microsegundos)
4
Tensión (V pu)
Conexión de capacitores
2
1.5
1
0.5
0
-0.5
-1
-1.5
0
0.01
0.02
0.03
0.04
Tiempo (segundos)
Tensión (V)
Magnificación capacitiva
Energía (J)
2500
Capacitor
A. V.
6 MVAr
2000
3 MVAr
500
2 MVAr
1 MVAr
0
0
200
400
-250
-500
-750
0
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
Tiempo (segundos)
1500
1000
500
250
0
600
Tamaño capacitor LV (kVAr)
5
Falla de
línea corta
Sobretensiones Internas I
• Desconexión de carga
inductiva empleando
interruptores en
vacío
• Sobretensiones por
actuación de
protección limitadora
6
Sobretensión por interrupción limitadora
Corriente
(kA)
50
25
Icrítica
Tensión Tiempo
pico
de pico
(p.u.) (ciclos)
2,67
2,55
2,18
Tensión Tiempo de Tensión Tensión
promedio pico en 5% promedio promedio
en 5 %
(ms)
50% tp
(p.u.)
(p.u.)
(p.u.)
0,005
0,005
0,005
2,45
2,20
1,82
0,18
0,288
0,6
1,60
1,55
1,45
1,42
1,28
1,24
Tiempo
de arco
(ms)
2,16
3,33
4,45
Sobretensiones
generadas por
fusibles de
media
tensión
Tensión máxima de arco (kV)
120
100
36 kV; 6 a 12 A
80
27 kV; 6 a 12 A
23 kV; 8 a 12 A
60
15,5 kV; 1,5 a 12 A
8,8 kV; 1,5 a 12 A
5,5 kV; 10 a 12 A
40
20
0
0,1
1
10
100
Corriente presunta (kAef sim)
100
34,5 kV
90
Tensión de arco máxima (kV)
80
70
25 kV
60
20 kV
50
40
14,4 kV
12,5 kV
30
20
8,3 kV
7,2 kV
4,8 kV
4,1 kV
10
0
0
5
10
15
20
25
30
35
Tensión del circuito (kV)
7
Sobretensiones Internas II
Tensión
Pulso
El espaciado entre pulsos individuales
es función del nivel de tensión de
ensayo
Tensión
Explosión
Longitud de la Explosión 15 ms
Período de la explosión 300 ms
Transitorio rápido especificado por la norma IEC 60801-4.
De corta
duración
8
De larga duración
Ferroresonancia
9
Estudio del fenómeno
Resultados experimentales
10