Simulación y análisis de transitorios electromagnéticos de frente rápido debido a descargas atmosféricas en instalaciones eléctricas de alta tensión

• Autor: Linares Vargas, Miguel Alejandro
• Formato: tesis de maestría
• Fecha de Publicación: 2013
• Institución: Universidad Nacional de Ingeniería
• Repositorio: UNI-Tesis
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:cybertesis.uni.edu.pe:20.500.14076/2595
• Enlace del recurso: http://hdl.handle.net/20.500.14076/2595
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Transitorios electromagnéticos; Instalaciones eléctricas; Subestaciones eléctricas

Uno de los problemas que afecta al diseño y operación de los sistemas eléctricos de potencia es el gran número de instalaciones eléctricas de alta tensión ubicadas en lugares con alta densidad de descargas atmosféricas, que por lo general están situados a más de 3000 msnm, como en el sistema eléctrico peruano. Por este motivo, se le ha dado gran importancia al análisis de transitorios electromagnéticos de alta frecuencia en el diseño de instalaciones de alta tensión, lo que permitirá plantear mejores estrategias de coordinación de aislamiento en subestaciones eléctricas y líneas de transmisión. La presente investigación comienza con el desarrollo del marco teórico, donde se detallan aspectos teóricos fundamentales como son las descargas atmosféricas y los pararrayos, elementos críticos para hacer un adecuado estudio de transitorios electromagnéticos de frente de onda rápida originados por descargas atmosféricas. En tal contexto, se desarrolla una guía de modelado y simulación de los principales componentes y equipos eléctricos en subestaciones eléctricas y líneas de transmisión de alta tensión, para establecer una metodología que permitirá analizar el efecto de los transitorios electromagnéticos de frente de onda rápida causados por descargas atmosféricas, a través del cálculo de los perfiles sobretensión electromagnéticas ocasionadas por dicho fenómeno. La herramienta computacional en la que se basa el presente trabajo para el logro de este objetivo es el programa de transitorios electromagnéticos, Alternative Transient Program (ATP). Por lo tanto, la metodología que se desarrolla en la presente investigación permite seleccionar adecuadamente los equipos eléctricos y lograr configuraciones óptimas de diseño en subestaciones de alta tensión y líneas de transmisión. Con ello, se reduce la posibilidad de daño en los equipos eléctricos (como transformadores de potencia) por efecto de las descargas atmosféricas y también se minimiza la salida de las líneas de transmisión por dichos fenómenos. Palabras claves: Sobretensión transitoria, descargas atmosféricas, pararrayos, modelado, contorneo inverso, nivel de aislamiento básico, diseño.