Con el fin de analizar las causas de los daños, el servicio de Asistencia Técnica de Iberdrola, reprodujo las maniobras el 2 de Julio de 2009.

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Blanca Soto Núñez
hace 7 años
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Dirección de Negocio Regulado ORGANISMO EMISOR: DITEC-PROAT (Asistencia Técnica a Clientes) Informe ASUNTO: TERCEROS DEBIDAS A SOBRETENSIONES GENERADAS POR REFERENCIA: ATC-FV01.

1 Dirección de Negocio Regulado ORGANISMO EMISOR: DITEC-PROAT (Asistencia Técnica a Clientes) Informe ASUNTO: TERCEROS DEBIDAS A SOBRETENSIONES GENERADAS POR REFERENCIA: ATC-FV01.09 FECHA: 03/07/09 HOJA 1 de ANTECEDENTES En Junio de 2009, con motivo de trabajos de mantenimiento en la red de 20 kv, es necesario abrir el interruptor de línea. Con esta maniobra, se interrumpe el suministro eléctrico a 21 centros de transformación de clientes y a un generador fotovoltaico de 5 MW. Tras las maniobras, se recibieron reclamaciones por daños en instalaciones de clientes alimentados en diversos centros de transformación de la línea 7. Los daños afectaron a múltiples receptores, tales como contadores, televisores, equipos de aire acondicionado, ordenadores, electrodomésticos de cocina o motores. Con el fin de analizar las causas de los daños, el servicio de Asistencia Técnica de Iberdrola, reprodujo las maniobras el 2 de Julio de ENSAYOS Para registrar el fenómeno, se instalaron 2 analizadores modelo Hioki 3196: Un registrador en uno de los inversores situados en un centro de transformación de la planta fotovoltaica Se registra el comportamiento del inversor durante el incidente midiendo tensión y corriente. Un registrador en los servicios auxiliares de baja tensión. Los servicios auxiliares se toman a través de un transformador 20/0.4 kv, por lo que son representativos de la tensión observada por los clientes de baja tensión conectados a la misma línea. Únicamente se mide tensión. Preparado Comprobado Aprobado F.J. Pazos

2 HOJA 2 de 10 Se realizaron dos maniobras de apertura y cierre del interruptor de 20 kv de la subestación. 2.1 Ensayo sin exceso de generación Antes de la primera maniobra se redujo la generación de la planta fotovoltaica desconectando inversores, hasta que la generación fue similar al consumo de la línea. En el momento de la prueba, estaban conectados inversores que sumaban una potencia nominal de 1500 kw, si bien la potencia entregada por los mismos fluctuaba entre 650 y 700 kw. La inestabilidad era debida a nubes altas. La figura 2 muestra el valor eficaz de la tensión transmitida a los sistemas de baja tensión, a través de la red de 20 kv. Como se observa en dicha figura no existen sobretensiones, ni durante el transitorio, que se puede observar con mayor detalle en la figura 3, ni en la posterior reconexión de los inversores. Figura 2: Evolución del valor eficaz de la tensión en los servicios auxiliares, representativa de los suministros a baja tensión, en el ensayo 1

HOJA 3 de 10 Figura 3: Forma de onda de la tensión de servicios auxiliares en el momento de la apertura del interruptor de red. Ensayo 1. La figura 3 muestra el mismo momento medido en los inversores.

3 HOJA 3 de 10 Figura 3: Forma de onda de la tensión de servicios auxiliares en el momento de la apertura del interruptor de red. Ensayo 1. La figura 3 muestra el mismo momento medido en los inversores. La enorme distorsión que se aprecia en las tensiones es la misma que existe en las condiciones normales de funcionamiento de estos inversores, debida a la ausencia de filtrado de las frecuencias de conmutación, y no tiene efecto sobre los fenómenos ensayados en este caso.

4 HOJA 4 de 10 Figura 4: Tensión y corriente del inversor en el momento de la parada del inversor. Ensayo 1 Nota: la ausencia de una de las corrientes es debida a una avería previa de una pinza amperimétrica y no relacionada con los ensayos.

5 HOJA 5 de Ensayo con exceso de generación Para el segundo ensayo, se conectaron inversores adicionales hasta alcanzar los kw nominales, con una potencia generada fluctuando entre 1400 y 1500 kw. La figura 5 muestra el valor eficaz de la tensión transmitida a los sistemas de baja tensión, a través de la red de 20 kv. Como se observa en dicha figura se produce una importante sobretensión en el transitorio de desconexión, no apreciándose sobretensiones en la reconexión de los inversores. Figura 5: Evolución del valor eficaz de la tensión en los servicios auxiliares, representativa de los suministros a baja tensión, en el ensayo 2 Tal y como muestran los detalles registrados por el analizador, la tensión está por encima del 110% durante aproximadamente 1 segundo, alcanzando valores eficaces de hasta V, lo que supone una tensión del 155% de la tensión nominal, como se observa en la tabla 1.

6 HOJA 6 de 10 Tabla1: resumen de la sobretensión En la figura 6 se observa como los generadores se quedan en isla durante 1.3 segundos, alimentando las cargas de la línea. En estas circunstancias, con la generación superior a la carga, los inversores incrementan la tensión. A pesar de que la tensión excede muy rápidamente el 110% de la tensión, no se produce el preceptivo disparo instantáneo por sobretensión. Tampoco se producen disparos instantáneos por frecuencia, a pesar de que la frecuencia supera los 61 Hz, tal y como se refleja en la tabla 2 que resume uno de los eventos más destacados. La figura 7 muestra el funcionamiento de uno de los inversores durante el incidente. Asimismo, se observa la avería de la fuente de alimentación de la pinza flexible con que se medía una de las corrientes, al estar alimentada de la red general. Posteriormente, tal y como se observa en la figura 8, este inversor deja de funcionar. Sin embargo hay otros inversores funcionando hasta que la tensión cae hasta el 24% de la tensión nominal, como se deduce de la presencia de frecuencias de conmutación que se aprecian claramente en la figura 9. Este funcionamiento dispar de los inversores, donde unos caen y otros permanecen, justifica los saltos de tensión que se aprecian en la figura 6. Este comportamiento, relacionado con la generación y que puede ser también observado comparando el ensayo 2 con el ensayo 1, demuestra que son los inversores fotovoltaicos los que regulan la tensión tras la desconexión de la red. Adicionalmente a la rotura de la pinza amperimétrica, se han reportado daños en contadores en clientes alejados, como consecuencia de este ensayo. A la fecha de elaborar este informe, se desconoce si se han producido más daños.

7 HOJA 7 de 10 Figura 6: Evolución de las tensiones durante el funcionamiento en isla (Desconexión de red: 10:49: Desconexión de inversores 10:49:27.064)

8 HOJA 8 de 10 Tabla 2: Resumen del evento 15 (correspondiente a la segunda forma de onda mostrada en la figura 6) Figura 7: Sobretensión en el inversor Nota: en este momento se avería la pinza amperimétrica de la fase roja

9 HOJA 9 de 10 Figura 8: El inversor donde se ha instalado el analizador ya no genera, pero sigue habiendo generación de otros inversores. Figura 9: Final del incidente. El último inversor deja de conmutar cuando la tensión baja a aprox.55 Vrms.

10 HOJA 10 de CONCLUSIONES Los daños en los receptores de los clientes son debidos a las sobretensiones generadas por los generadores de la planta fotovoltaica. Dichas sobretensiones son mayores cuanto mayor es la generación del parque. El 30% de la potencia del parque ha sido suficiente para producir daños en otros equipos. Cabe prever sobretensiones más elevadas que las registradas cuando la planta genere a mayor potencia. El funcionamiento extraordinariamente lento de las protecciones de los inversores incrementa el estrés en los aislamientos y empeora seriamente los efectos de las sobretensiones, que han tenido especial incidencia en instalaciones de terceros.

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