IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - March/April 2023 - 70

Ahorro por la aplicación de supresores en el transformador de distribución
GFD Ng Tiempo entre impactos directos
al área de recolección
(cuatro tramos)
1
4
8
12
18.4 años
4.6 años
2.3 años
1.5 años
Salvadas en 20 años de
vida útil del supresor
1.089
4.35
8.71
13.1
Dólares ahorrados
durante la vida útil
del supresor
1,089
4,357
8,714
13,072
Nota: esto asume una sección de 4 tramos de la línea por supresor, el tramo es de 120 m.
Además asume un costo del transformador de US$ 1,000 instalado y que si el supresor no
estuviera, el transformador fallaría. El poste es de 10 m de alto y 2 m de ancho. Estos datos
provienen de ArresterFacts 038 en ArresterWorks.com.
figura 10. Estimación del valor de los supresores de distribución.
Protección de la central de energía renovable
Los circuitos de recolección de fuentes de energía distribuida
en parques eólicos o fotovoltaicos grandes comprenden
un sistema de distribución único que ha surgido en los
últimos 20 años. Este circuito puede ser difícil de proteger
de rayos cuando hay secciones aéreas y subterráneas en el
circuito. Rara vez superan los 35-kV de tensión del sistema
y se suelen considerar un sistema de distribución desde la
perspectiva de la protección contra rayos. Actualmente, los
circuitos de recolección de distribución de 35-kV alimentados
por inversores de CC a CA son muy difíciles de proteger.
Si este tipo de circuito está aislado de la red debido a
una falla en el circuito y las fuentes de energía no se apagan
con suficiente velocidad, pueden ocurrir importantes oscilaciones
de sobretensión que pueden dañar o hacer fallar
por completo a los supresores. Es importante usar transformadores
o inversores con conexión a tierra que pueden
apagarse instantáneamente para no sobrecargar a los supresores.
Una regla general para proteger los circuitos de las
fuentes de energía distribuida es que los supresores se deben
usar en todos los postes elevados, en los puntos finales y en
la subestación.
Protección de las líneas de distribución
Proteger a las líneas de distribución en vez de al equipo de
distribución es una tarea muy distinta. En la mayoría de los
casos, las líneas están aisladas con aislamiento con aire que
se clasifican como aislamiento autorreparable. En América
del Norte, los servicios públicos eléctricos del norte tienden
a proteger en menor medida a la red que los servicios públicos
del sur porque la GFD es más baja en el norte y más
alta en el sur. La protección contra rayos de las líneas se
manifiesta de tres maneras para los sistemas de distribución:
la instalación de supresores es la más principal, los cables
de blindaje aéreos es la segunda y la instalación de sistemas
subterráneos es la tercera manera de protección contra
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rayos. La figura 7 brinda una idea de la variedad de configuraciones
y métodos distintos que se usan en la protección de
líneas de distribución.
En la figura 7, la Config 1 es el tipo de línea más común
en todo el mundo. También es la más difícil de proteger contra
rayos porque las tres fases están directamente expuestas
a rayos salvo que se instale un doble blindaje. La línea de
distribución más fácil de proteger es la Config 3 o la 4. En
esta configuración, se puede usar un cable de blindaje como
se muestra en 3s o 4s o se puede usar un solo supresor en la
fase superior como se observa en las Config 3a y 4a. Aislar
los conductores con conexión a tierra subterráneo como se
muestra en la Config 4sig con cables aislados con conexión
a tierra subterráneos y de blindaje también son herramientas
excelentes para mejorar el rendimiento de la línea frente a
los rayos.
La figura 8 muestra las posibles mejoras en un índice de
interrupciones del sistema al agregar supresores, un cable
de blindaje, una conexión a tierra subterránea aislada o una
combinación de estos. Con tan solo aislantes de CFO de 125kV
en esta configuración, el índice anual de interrupciones
es el más alto para este área de análisis en 9.90 cada 100 km/
año. La segunda columna muestra la configuración evaluada.
Cada configuración de arriba hacia abajo evidencia las posibles
mejoras en el índice de interrupciones. Con supresores
en todas las fases de todos los postes, la línea se vuelve a
prueba de rayos. Se lograron resultados similares al analizar
todas las configuraciones de la figura 7.
El mito de los cuatro supresores por milla
Durante muchos años, los servicios públicos eléctricos han
instalado supresores cada cuatro o cinco postes en áreas
en las que casi no hay árboles o protección estructural de
las líneas. No se sabe de dónde se originó esta práctica
poco efectiva, pero ofrece un falso sentido de la protección
contra rayos. El estándar 1410-2010 del IEEE habla
en detalle de este falso sentido de seguridad. También
marzo/abril 2023

http://www.ArresterWorks.com

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