Protección de un reactor trifásico en derivación
Date
2009
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
Abstract
Hoy en día la energía eléctrica juega un papel primordial en nuestras vidas por lo que un gran número de las personas que habitamos este planeta dependemos de ella para poder realizar nuestras actividades cotidianas, ya sea de manera directa o indirecta. Y sin embargo pocos nos ponemos a reflexionar sobre la gran importancia que esta tiene en nuestras vidas y lo que nos afectaría en vivir tan solo un día entero sin electricidad.
La tarea de generar la energía eléctrica, transmitirla enormes distancias hasta las zonas en donde se necesita y distribuirla entre los usuarios de este servicio para abastecer todas sus necesidades no es fácil, como para poder tomarnos el lujo de tener un sistema deficiente en donde se generen pérdidas significativas de energía y por ende pérdidas económicas.
Las líneas de transmisión de alta tensión, particularmente las líneas largas, generan grandes cantidades de potencia reactiva cuando operan en vacío o en condiciones de carga ligera. Es decir, la capacitancia a tierra por unidad de longitud es el factor dominante en la impedancia de la línea bajo estas condiciones de operación. Puesto que la corriente capacitiva es proporcional al voltaje del sistema, los volts-ampere reactivos son proporcionales al cuadrado del voltaje de la línea. Esta energía reactiva debe ser controlada, pues de lo contrario, puede provocar grandes sobretensiones en las terminales de los equipos conectados al sistema de potencia.
Los reactores de potencia en derivación (Shunt reactors) absorben la energía reactiva de las líneas y, por lo tanto, disminuyen el voltaje del sistema. Por lo tanto para su instalación requiere de un estudio previo para determinar el punto dentro de la red donde será necesario conectar un reactor para obtener el máximo beneficio de este y justificar la inversión económica que se realiza.
En el primer capítulo de esta tesis se dará una descripción general de los reactores en derivación, primeramente se describirá el funcionamiento de un reactor y los diferentes tipos que hay en base a aplicación y construcción. Se presentará también una descripción detallada de las partes que conforman un reactor de potencia, y las condiciones de servicio que se deben satisfacer para obtener un óptimo funcionamiento del equipo. Todo esto en base a normatividades vigentes tanto nacionales como internacionales, así también con la ayuda de manuales de operación y mantenimiento y demás referencias citadas.
En el segundo capítulo se analiza el comportamiento magnético de un reactor, así como los fenómenos de capacitancia que se presentan en las líneas de transmisión y que provocan un aumento en la potencia reactiva de la misma. Al final de este capítulo se hace una comparación del comportamiento de dos líneas de transmisión similares, una sin compensación en paralelo y la otra con la compensación de un reactor trifásico para demostrar la importancia de la aplicación de un reactor shunt en una L.T. Para esto fue necesaria la aplicación de un software llamado ATPDraw, el cual es un programa de análisis de transitorios electromagnéticos.
En el capitulo tres se describen las protecciones con las que debe contar un reactor. Estas protecciones se dividen en dos grupos: las eléctricas y las mecánicas; dentro de las cuales se estudiará el relevador Buchholz, la válvula de sobrepresión, el relevador de temperatura, la protección diferencial, la protección contra sobrecorriente y la protección de respaldo de falla de interruptor. Se presentan los diferentes tipos de cada una de las protecciones y se expone el funcionamiento de cada una de ellas.
Para el capítulo cuatro se toma como modelo un reactor que será instalado en la subestación Tecali, la cual pertenece a la Subárea de Transmisión Puebla y esta a su vez al Área de Transmisión Central. Se analizan los relevadores instalados para la protección de este reactor, sus características y funcionamiento y se determina el ajuste de los parámetros que estos relés deben tener para garantizar su correcta operación y la seguridad y vida útil del reactor.
El efecto que tendrá esta investigación será muy amplio en cuanto a las repercusiones que traerá desarrollar una buena investigación que sea de provecho para futuros proyectos, ya que como es bien sabido, esta rama de la electricidad debe estar en constante desarrollo, en busca siempre de la optimización de los métodos y dispositivos para proteger nuestros sistemas eléctricos y poder proporcionar un servicio confiable, económico y de calidad.