PROYECTO AMPLIACIÓN 17 SUBESTACIÓN FRIASPATA 220 kv - GIS

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1 - GIS DOCUMENTO PE-AM17-GP030-HUA-GIS-D002 REVISIÓN No. 0 Revisión Modificaciones Fecha 0 Emision Inicial Elaboración Revisión Aprobación Revisión Elaborado por: Revisado por: Aprobado por: Nombre Firma Nombre Firma Nombre Firma 0 HCS JRV ARA Los derechos de autor de este documento son de HMV INGENIEROS LTDA., quien queda exonerada de toda responsabilidad si este documento es alterado o modificado. No se autoriza su empleo o reproducción total o parcial con fines diferentes al contratado.

2 TABLA DE CONTENIDO 1. OBJETIVO ALCANCE DEFINICIONES CÁLCULO DE COORDINACIÓN DE AISLAMIENTO DEFINICIÓN DE LOS DESCARGADORES DE SOBRETENSIONES EQUIPOS A 220 kv Determinación de las tensiones representativas (U rp ) Determinación de las tensiones de coordinación (U cw ) Determinación de las tensiones de soportabilidad requeridas (U rw ) Conversión a tensiones de soportablidad normalizadas Selección de valores de soportablidad Aislamiento normalizado a seleccionar CONCLUSIONES DOCUMENTOS DE REFERENCIA DOCUMENTOS EXTERNOS DOCUMENTOS INTERNOS Archivo: PE-AM17-GP030-HUA-GIS-D002_Rev 0 2 de 18

3 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1: Sobretensiones temporales Tabla 2: Sobretensiones temporales Tabla 3: Valores de K a para aislamiento externo Tabla 4: Tensiones de soportabilidad requeridas (U rw ) Tabla 5: Factores de conversión de soportabilidad de corta duración Tabla 6: Tensión de soportabilidad de corta duración a frecuencia industrial Tabla 7: Factores de conversión de soportabilidad al impulso atmosférico Tabla 8: Tensión de soportabilidad al impulso atmosférico Tabla 9: Valores de tensión de soportabilidad normalizados 220 kv Tabla 10: Niveles normalizados de aislamiento externo Tabla 11: Distancias críticas y de seguridad Archivo: PE-AM17-GP030-HUA-GIS-D002_Rev 0 3 de 18

4 1. OBJETIVO Determinar los niveles de aislamiento de los equipos e instalaciones correspondientes al cambio de configuración de la subestación Friaspata 220 Kv, debido a la inclusión de una subestación GIS en 220 kv. 2. ALCANCE Se presenta el procedimiento y los resultados de los cálculos realizados para determinar los niveles de aislamiento de los equipos que forman parte del cambio de configuración para la nueva subestación GIS que forma parte de la ampliación de la subestación Friaspata 220 kv. Las definiciones y metodología de cálculo se toman de las normas de la referencia [1] y [2]. 3. DEFINICIONES Coordinación de aislamiento: es la selección de la rigidez dieléctrica de un equipo en relación con las tensiones que pueden aparecer en el sistema en el cual el equipo operará, considerando las condiciones de servicio y las características de los equipos de protección contra sobretensiones disponibles. Aislamiento externo: son las superficies en contacto con aire del aislamiento sólido del equipo, que están sujetas a los esfuerzos dieléctricos, a los efectos atmosféricos y otras condiciones externas, tales como contaminación, humedad, etc. Aislamiento interno: son las partes internas sólidas, líquidas o gaseosas del aislamiento del equipo, las cuales están protegidas de los efectos atmosféricos y otras condiciones externas. Configuración de aislamiento: es la configuración geométrica completa consistente del aislamiento y de todos los terminales. Esto incluye todos los elementos (aislados y conductores) los cuales tienen influencia en su comportamiento dieléctrico. Se identifican las siguientes configuraciones de aislamiento: Trifásicos: consiste en tres terminales de fase, un terminal de neutro y un terminal de tierra. Fase-tierra: es una configuración de aislamiento trifásico en la cual dos terminales de fase no se tienen en cuenta y, excepto en casos particulares, el terminal de neutro es aterrizado. Fase-fase: es una configuración de aislamiento trifásica donde un terminal de fase no se considera. En casos particulares, el terminal de neutro y tierra tampoco se consideran. Longitudinal: teniendo dos terminales de fase y un terminal de tierra. Los terminales de fase pertenecen a la misma fase de un sistema trifásico temporalmente separado en dos partes energizadas independientemente (equipos de maniobra abiertos). Los cuatro terminales pertenecientes a las otras dos fases no se consideran o se encuentran aterrizados. En casos particulares uno de los dos terminales de fase es considerado aterrizado. Tensión asignada del sistema: un valor adecuado de tensión asumido para designar o identificar un sistema. Archivo: PE-AM17-GP030-HUA-GIS-D002_Rev 0 4 de 18

5 Tensión máxima del sistema (Us): es la máxima tensión de operación que se puede presentar durante operación normal en cualquier momento y en cualquier punto del sistema. Tensión más alta para el equipo (U m ): el valor r.m.s. más alto de la tensión fase-fase para la cual el equipo está diseñado con respecto a su aislamiento, así como para otras características que se relacionan con esta tensión en las especificaciones de los equipos. Factor de falla a tierra: en un punto dado de un sistema trifásico, y para una configuración dada, es la relación entre el valor r.m.s más alto de la tensión fase-tierra a frecuencia industrial en una fase sana durante una falla a tierra que afecta una o más fases en cualquier punto del sistema y la tensión a frecuencia industrial fase-tierra obtenida en el punto dado en la ausencia de cualquier falla. Sobretensión: cualquier tensión entre un conductor de fase y tierra o entre conductores de fase cuyo valor pico exceda el correspondiente valor pico de la tensión más alta del equipo. Clasificación de tensiones y sobretensiones: de acuerdo con su forma y duración, las tensiones y sobretensiones se dividen en las siguientes clases: Tensión continua (a frecuencia industrial): tensión a frecuencia industrial, que se considera que tiene un valor r.m.s constante, continuamente aplicado a cualquier par de terminales de una configuración de aislamiento. Sobretensión temporal: sobretensión a frecuencia industrial de duración relativamente larga. Sobretensión transitoria: sobretensión de corta duración de unos pocos milisegundos o menos, oscilatoria o no oscilatoria, por lo general altamente amortiguada. Las sobretensiones transitorias son divididas en: Sobretensión de frente lento: sobretensión transitoria, usualmente unidireccional, con tiempo de pico 20 s < T p 5000 s, y duración de cola T 2 20 ms. Sobretensión de frente rápido: sobretensión transitoria, usualmente unidireccional, con tiempo de pico 0.1 s < T 1 20 s, y duración de cola T s. Formas de tensión normalizadas: las siguientes formas de tensión están normalizadas: Tensión normalizada de corta duración a frecuencia industrial: tensión senoidal con frecuencia entre 48 Hz y 62 Hz y duración de 60 s. Impulso de maniobra normalizado: impulso de tensión que tiene un tiempo de pico de 250 s y un tiempo de mitad de onda de 2500 s. Impulso atmosférico normalizado: impulso de tensión que tiene un tiempo de frente de 1.2 s y un tiempo de mitad de onda de 50 s. Sobretensiones representativas (U rp ): son las sobretensiones asumidas que producen el mismo efecto dieléctrico en el aislamiento que las sobretensiones de una clase dada ocurridas en servicio y debidas a diferentes orígenes. Son tensiones con la forma de onda normalizada para cada clase y pueden ser definidas por un valor o un conjunto de valores o una distribución de frecuencias de valores que caracteriza las condiciones de servicio. Archivo: PE-AM17-GP030-HUA-GIS-D002_Rev 0 5 de 18

6 Nivel de protección al impulso atmosférico (o maniobra): es el valor pico de la tensión máxima permisible en los terminales de un equipo de protección sujeto a impulsos atmosféricos (o de maniobra) bajo condiciones específicas. Tensión de soportabilidad: es el valor de la tensión de prueba a ser aplicado bajo condiciones específicas en una prueba de soportabilidad, durante la cual se tolera un número específico de descargas disruptivas. Tensión de coordinación soportada (U CW ): para cada clase de tensión, es el valor de la tensión soportada de la configuración de aislamiento que cumple el criterio de desempeño en condiciones reales de servicio. Factor de coordinación (K C ): es el factor con el cual se deberá multiplicar la sobretensión representativa para obtener el valor de la tensión de coordinación soportada. Tensión de soportabilidad requerida (U rw ): es la tensión de prueba que el aislamiento deberá soportar en un ensayo de soportabilidad normalizado para asegurar que el aislamiento cumplirá el criterio de desempeño cuando está sometido a una clase de sobretensiones dada en condiciones reales de servicio y para todo el tiempo de servicio. La tensión requerida de soportabilidad tiene la forma de la tensión de coordinación soportada, y está especificada con referencia a todas las condiciones del ensayo de soportabilidad normalizado seleccionado para verificarla. Factor de corrección atmosférico (K a ): es el factor que debe ser aplicado a la tensión de coordinación soportada para tener en cuenta la diferencia entre las condiciones atmosféricas promedio en servicio y las condiciones atmosféricas normalizadas. Éste aplica a aislamiento externo únicamente. Factor de seguridad (K s ): es el factor total que debe ser aplicado a la tensión de coordinación soportada, después de la aplicación del factor de corrección atmosférico (si se requiere), para obtener la tensión de soportabilidad requerida, para tener en cuenta todas las otras diferencias entre las condiciones en servicio y las del ensayo de soportabilidad normalizado. Tensión de soportabilidad normalizada (U w ): es el valor normalizado de la tensión de prueba aplicada en un ensayo de soportabilidad normalizado. Este es el valor asignado del aislamiento y prueba que el aislamiento cumple con una o más tensiones de soportabilidad requeridas. 4. CÁLCULO DE COORDINACIÓN DE AISLAMIENTO Para el cálculo y los resultados correspondientes a la coordinación del aislamiento se siguieron las recomendaciones y la metodología de la referencia [2], considerando el nivel de tensión de utilización de los equipos. Para la determinación del nivel de aislamiento de los equipos de la subestación se siguió un método determinístico para seleccionar los aislamientos internos y un método probabilístico simplificado para determinar los aislamientos externos. Debe considerarse, además, que se debe definir el aislamiento fase tierra, fase fase y longitudinal para los equipos de maniobra. Archivo: PE-AM17-GP030-HUA-GIS-D002_Rev 0 6 de 18

7 4.1 DEFINICIÓN DE LOS DESCARGADORES DE SOBRETENSIONES Para calcular los parámetros eléctricos de los descargadores de sobretensiones de ZnO, se considera el siguiente procedimiento: Tensión continúa de operación, COV (conexión fase-tierra). Um COV 1,05* 3 Um corresponde a la máxima tensión del equipo. Sobretensión temporal, TOV. Um TOV Ke 3 Ke es el factor de tierra, el cual, en términos generales, es igual a 1,4 para sistemas sólidamente puestos a tierra, y 1,73 para sistemas con neutro aislado. La tensión nominal del descargador de sobretensiones, Ur, es el mayor valor entre Ur1 y Ur2. COV Ur1 Ko Ko es el factor de diseño del descargador de sobretensiones, el cual varía según el fabricante. Un valor típico es 0,8. Ur2 TOV Ktov Ktov es la capacidad del descargador y depende del tiempo de duración de la sobretensión temporal. Así, para un segundo Ktov = 1,15; para 10 segundos Ktov = 1,06 y para dos horas, Ktov = 0,95 (valores aproximados). Se selecciona la tensión nominal del descargador de sobretensiones, Ur, como el máximo de los valores obtenidos de Ur1 y Ur2. Aplicando este procedimiento, se obtienen las tensiones nominales y de operación continua para los descargadores de sobretensiones en la subestación Friaspata 220 kv, el cual serán datos de entrada para la selección de los parámetros típicos de los descargadores que se consideran en la coordinación de aislamiento. Descargador de sobretensión en la subestación Friaspata 220 kv. Archivo: PE-AM17-GP030-HUA-GIS-D002_Rev 0 7 de 18

8 COV = 1, kv / 3 = 148,52 kv TOV = 1, kv / 3 = 198,03 kv Ur1 = 148,52 kv / 0,8 = 185,65 kv Ur2 = 198,03 kv / 1,06 = 186,82 kv Ur = max{ur1, Ur2} = 186,82 kv Para la coordinación de aislamiento se utiliza información típica de un descargador de sobretensiones con una tensión asignada (Ur) de 198 kv [3]. - Características de los descargadores de sobretensiones Para este sistema se toma como base las características de protección de descargadores de sobretensiones típicos indicados en la referencia [3], el pararrayos seleccionado posee las siguientes características: Descargador de sobretensión en 220 kv: Tensión nominal asignada: Tensión continua de operación: Nivel de protección al impulso de maniobra: Nivel de protección al impulso atmosférico: Capacidad de absorción de energía: 4.2 EQUIPOS A 220 kv Ur = 198 kv Uc = 158 kv U ps = 404 kvp U pl = 475 kvp 6,7 kj/kv Ur Para estos equipos se tiene una tensión máxima de operación Us = 245 kv, lo cual corresponde a una tensión continua de operación de 141,45 kv fase tierra (200 kvp) Determinación de las tensiones representativas (U rp ) Sobretensión temporal Para las sobretensiones por falla de una fase a tierra se consideran valores conservativos, que cubra los valores más probables que se pueden encontrar en un sistema de transmisión. Para la sobretensión por rechazo de carga se considera una sobretensión conservativa para el nivel de tensión. El valor de falla fase tierra se basa en la referencia [2]. Falla fase tierra: 1,50 p.u. x U s / 3 = U rp = 212 kv fase tierra Rechazo de carga: 1,40 p.u. x U s = U rp = 343 kv fase fase Sobretensión de frente lento Según el Anexo D de la referencia [2] se debe estimar el valor de truncamiento de la distribución de probabilidad a partir del valor de la sobretensión del 98%. Se debe emplear la Archivo: PE-AM17-GP030-HUA-GIS-D002_Rev 0 8 de 18

9 formulación para el método Fase Pico ó Caso Pico [2], según haya sido la metodología usada para determinar las sobretensiones estadísticas. U et = 1,25 U e2 0,25 (p.u.) U pt = 1,25 U p2 0,43 (p.u.) (U et : sobretensión de maniobra fase tierra) (U pt : sobretensión de maniobra fase fase) Sobretensiones que afectan a los equipos en la entrada de línea: Fase tierra U et = 700 kv Fase fase U pt = 1039 kv (1) Valores calculados a partir de Ue2 = 3 p.u. fase - tierra y Up2 = 4,5 p.u. fase fase, que corresponden a sobretensiones del 98% obtenidas de simulaciones estadísticas de maniobras. Las sobretensiones se presentan en p.u con una tensión base igual la máxima tensión fase-tierra, tal como lo recomienda la referencia [2]. Sobretensiones que afectan a todos los equipos: Fase tierra U et = 425 kv Fase fase U pt = 639 kv (2) Valores calculados a partir de Ue2 = 1,9 p.u. fase - tierra y Up2 = 2,9 p.u. fase fase, que corresponden a sobretensiones del 98% obtenidas de simulaciones estadísticas de maniobras. Las sobretensiones se presentan en p.u con una tensión base igual la máxima tensión fase-tierra, tal como lo recomienda la referencia [2]. Descargadores de sobretensión en la entrada de (energización desde extremo remoto) Para controlar las sobretensiones severas que puedan proceder de la reenergización en el otro extremo de la línea, los descargadores de sobretensión se instalan en la entrada de línea. Sus características de protección son las siguientes: Nivel de protección al impulso tipo maniobra: 404 kv Nivel de protección al impulso tipo rayo: 475 kv Seleccionamos la tensiónes representativas: Tensión de soportabilidad Fase tierra: (= U ps ) para cualquier equipo U rp = 404 kv Tensión de soportabilidad Fase fase: (= 2U ps ) para equipo de entrada U rp = 808 kv Tensión de soportabilidad Fase fase: (= U pt ) para cualquier equipo excepto en la entrada U rp = 639 kv Archivo: PE-AM17-GP030-HUA-GIS-D002_Rev 0 9 de 18

10 4.2.2 Determinación de las tensiones de coordinación (U cw ) Sobretensiones temporales Tabla 1: Sobretensiones temporales. U cw = k c U rp Fase tierra: k c = 1,00 (3) U cw = 212 kv Fase fase: k c = 1,00 (3) U cw = 343 kv (3) Con el método determinístico la tensión de soportabilidad de coordinación es igual a la sobretensión temporal representativa, por lo que el factor de coordinación k = 1,0 (cláusula de la referencia [2]) Sobretensiones de frente lento (originadas por maniobras) El factor de coordinación determinístico (K cd ) se determina a partir de la Figura 6 de la referencia [2]. Tabla 2: Sobretensiones temporales. Equipos de entrada: Equipo de entrada Relación K cd Fase tierra U ps /U e2 0,67 1,100 Fase fase 2U ps /U p2 0,90 1,001 Para todos los equipos Fase tierra U ps /U e2 1,06 1,027 Fase fase 2U ps /U p2 1,39 1,000 Fase tierra U cw = K cd x U rp (4) U cw = 444 kvp Fase fase U cw = K cd x U rp U cw = 808 kvp Para todos los equipos: Fase tierra U cw = K cd x U rp (4) U cw = 415 kvp Fase fase U cw = K cd x U rp U cw = 639 kvp (4) Según el numeral de la referencia [2], conduce a resultados conservativos el tomar como tensión representativa de frente lento fase-tierra, el nivel de protección del descargador de sobretensiones al impulso tipo maniobra, por lo tanto Urp = Ups Sobretensiones de frente rápido (de origen atmosférico) Para obtener resultados conservativos se han considerado los siguientes parámetros: Nivel de protección al rayo del descargador (U pl )= 475 kvp Archivo: PE-AM17-GP030-HUA-GIS-D002_Rev 0 10 de 18

11 Factor para líneas de transmisión de un conductor por fase, según Tabla F.2 de la referencia [2] (A) = Cantidad mínima de líneas conectadas a la subestación (n) = 2 Distancia de descargadores al último equipo (L) = Aislamiento externo: Aislamiento interno: Vano típico de línea (L sp ) = Tasa de fallas aceptable de equipos de subestación (Ra) Índice de falla en el primer kilómetro de la línea (Rkm) Longitud equivalente de línea con tasa de falla Ra (L a ): 160 m 30 m 300 m 1 en 100 años 1 fallas por 100 km.año m Aplicando la formulación recomendada en la referencia [2]: Aislamiento externo: U cw = 752 kv Aislamiento interno: U cw = 527 kv U CW U pl A n L sp L L a Determinación de las tensiones de soportabilidad requeridas (U rw ) Factor de seguridad Siguiendo la recomendación de la referencia [2], numeral 4.3.4, se considera: Aislamiento interno: K s = 1,15. Aislamiento externo: K s = 1, Factor de corrección por altura (K a ) La referencia [2], en el numeral 4.2, presenta la siguiente fórmula para la determinación del factor de corrección por altitud. Esta norma advierte que las curvas que presenta para determinar el factor m, basadas en la reconmendación de la norma IEC [4], son obtenidas de medidas experimentales realizadas para alturas hasta de 2000 m. Archivo: PE-AM17-GP030-HUA-GIS-D002_Rev 0 11 de 18

12 K a m e H 8150 Las subestaciones tienen una altura sobre el nivel del mar inferior a 1000 m. La corrección es necesaria para todas las instalaciones, aún para las ubicadas por debajo de 1000 m.s.n.m, para las cuales la corrección debe hacerse para esta altura de referencia. El valor de m, de acuerdo con la referencia [2], se calcula de la siguiente manera: Para soportabilidad a frecuencia industrial de corta duración: m = 1,00 (Numeral de la referencia [2]). Para soportabilidad al impulso de maniobra: (Figura 9 de la referencia [2]). Fase tierra : U cw = 405 kv m = 0,95 Fase - fase : U cw = 639 kv m = 1,00 Para soportabilidad al impulso atmosférico: m = 1,00. Los valores correspondientes de K a para aislamiento externo son: Tabla 3: Valores de K a para aislamiento externo. Aislamiento Soportabilidad a frecuencia industrial (Sobretensiones temporales) Soportabilidad al impulso de maniobra (Sobretensiones de frente lento) Soportabilidad al impulso atmosférico (Sobretensiones de frente rápido) m.s.n.m Fase fase y fase tierra 1,58 Fase tierra 1,55 Fase fase 1,58 Fase fase y fase tierra 1, Tensiones de soportabilidad requeridas Los valores de tensiones de soportabilidad obtenidos después de ser considerada la corrección por altura son: Aislamiento externo: U rw = U cw x K s x K a. Aislamiento interno: U rw = U cw x K s. Con U cw obtenido en , y Aplicando los factores de seguridad, se obtienen los siguientes resultados, los cuales se indican en la Tabla 4. Archivo: PE-AM17-GP030-HUA-GIS-D002_Rev 0 12 de 18

13 Tabla 4: Tensiones de soportabilidad requeridas (U rw ) Aislamiento: Soportabilidad a frecuencia industrial (sobretensiones temporales) Soportabilidad al impulso de maniobra (sobretensiones de frente lento) Soportabilidad al impulso atmosférico (sobretensiones de frente rápido) Aislam. externo U cw (kv) Aislam. interno U rw (kv) m.s.n.m Aislam. externo Aislam. interno Fase-tierra Fase-fase Fase-tierra Fase-fase Entrada Otros Entrada Otros Fase-tierra Fase-fase Conversión a tensiones de soportablidad normalizadas Para equipos pertenecientes al rango I de tensiones, el nivel de aislamiento es normalmente especificado por dos valores: la tensión de soportabilidad de corta duración a frecuencia industrial y la tensión de soportabilidad al impulso atmosférico. La Tabla 2 de la referencia [2] brinda los factores de conversión para ser aplicada a la tensión de soportabilidad requerida para impulsos de frente lento para determinar los valores de soportabilidad aplicables al rango I Conversión a tensión de soportabilidad de corta duración a frecuencia industrial (SDW) A continuación, en la siguiente tabla, se indican los factores de conversión dados por la referencia [2]: Tabla 5: Factores de conversión de soportabilidad de corta duración Aislamiento Externo - Fase-tierra - Fase-fase Interno - GIS - Aislamiento inmerso en líquido - Aislamiento sólido SDW 0,6+Urw / ,6+Urw / ,7 0,5 0,5 Archivo: PE-AM17-GP030-HUA-GIS-D002_Rev 0 13 de 18

14 Los valores obtenidos son los siguientes: Tabla 6: Tensión de soportabilidad de corta duración a frecuencia industrial Aislamiento Tensión Equipo SDW (kv) Interno Externo Fase-tierra Otros 334 Fase-fase Otros 514 Fase-tierra Entrada 494 Otros 458 Fase-fase Entrada 947 Otros Conversión a tensión de soportabilidad al impulso atmosférico (LIW) Factores de conversión dados por la referencia [2]: Tabla 7: Factores de conversión de soportabilidad al impulso atmosférico Aislamiento LIW Externo - Fase-tierra 1,05+Urw / Fase-fase 1,05+Urw /9000 Interno - GIS 1,25 - Aislamiento inmerso en líquido 1,10 - Aislamiento sólido 1,00 Los valores obtenidos son los siguientes: Tabla 8: Tensión de soportabilidad al impulso atmosférico Aislamiento Tensión Equipo LIW (kv) Interno Externo Fase-tierra Otros 638 Fase-fase Otros 597 Fase-tierra Entrada 844 Otros 783 Fase-fase Entrada 1609 Otros Selección de valores de soportablidad A continuación se presentan los valores de soportabilidad requerida: Archivo: PE-AM17-GP030-HUA-GIS-D002_Rev 0 14 de 18

15 Tabla 9: Valores de tensión de soportabilidad normalizados 220 kv Aislamiento externo Aislamiento interno Subestación Friaspata 220 kv H m.s.n.m Entrada de línea Urw(s) (kv) Urw(c) (kv) Otros equipos Urw(s) (kv) Urw(c) (kv) Urw(s) (kv) Urw(c) (kv) Soportabilidad a frecuencia industrial (sobretensiones temporales) Fase-tierra Fase-fase Soportabilidad al impulso de maniobra (sobretensiones de frente lento) Soportabilidad al impulso atmosférico (sobretensiones de frente rápido) Fase-tierra Fase-fase Fase-tierra Fase-fase (s): Soportabilidad requerida análisis directo. (c): Soportabilidad requerida convertida Aislamiento normalizado a seleccionar Para los niveles de tensión en el Rango I, los valores que definen el aislamiento fase tierra y fase - fase son las soportabilidades requeridas a la onda de corta duración de frecuencia industrial y al impulso atmosférico Aislamiento externo El valor de soportabilidad requerido a frecuencia industrial corresponde 569 kv fase fase y la requerida para impulso atmosférico corresponde a 1248 kv fase-tierra y fase-fase. Este requerimiento exige una soportabilidad al impulso atmosférico de 1300 kvp (Rango II) y tiene asociado una soportabilidad al impulso de maniobra de 950 kv fase-tierra y 1425 kv fase fase (Tabla 3 de la referencia [1]). Según el nivel de aislamiento seleccionado, se debe cumplir que la distancia mínima fasetierra debe ser de 2900 mm (punta estructura) y 2400 mm (conductor estructura). (Tabla 1 de la referencia [5]). La soportabilidad convertida al impulso tipo rayo fase-fase es de 1609 kv proviene de un requerimiento de soportabilidad al impulso de maniobra de 1342 kv fase-fase. Este requerimiento queda cubierto seleccionando una distancia mínima entre fases de 3600 mm Archivo: PE-AM17-GP030-HUA-GIS-D002_Rev 0 15 de 18

16 (conductor conductor paralelo) y 3100 mm (conductor estructura) para un nivel de aislamiento normalizado (Tabla 1 de la referencia [5]) Aislamiento interno El valor de soportabilidad requerido a frecuencia industrial corresponde a 394 kv fase fase y la requerida para impulso atmosférico corresponde a 597 kv fase-tierra y fase-fase. Un nivel de aislamiento normalizado con soportabilidad a la onda de corta duración de frecuencia industrial de 395 kv y soportabilidad al impulso atmosférico de 950 kv sería suficiente para satisfacer los valores requeridos (Tabla 2 referencia [1]). En el rango I, la soportabilidad a la onda de corta duración a frecuencia industrial o al impulso atmosférico debe cubrir la soportabilidad requerida al impulso tipo maniobra. Para verificar esto, se ha calculado la soportabilidad convertida a partir de la soportabilidad requerida al impulso de maniobra y se ha procedido a realizar la verificación a través de la soportabilidad al impulso atmosférico. Obsérvese que tanto el requerimiento fase fase como el fase tierra quedan cubiertos por el nivel de aislamiento normalizado antes seleccionado. 4.3 CONCLUSIONES Los niveles de aislamiento calculados y seleccionados se han realizado tanto para los equipos de entrada de línea como para los otros equipos. En la siguiente tabla se resume el nivel de aislamiento externo mínimo requerido para los equipos del proyecto. Subestación Tabla 10: Niveles normalizados de aislamiento externo Tensión asignada U r kv (valor eficaz) Tensión soportada asignada al impulso tipo maniobra U s kv (valor pico) Entre fase y tierra, y entre contactos abiertos Entre fases Tensión soportada asignada al impulso tipo rayo U p kv (valor pico) Entre fase y tierra, y entre fases Friaspata Los niveles de aislamiento anteriormente definidos son válidos para los equipos de maniobra. Las distancias críticas y de seguridad definidas con base en los niveles de aislamiento son las siguientes: Archivo: PE-AM17-GP030-HUA-GIS-D002_Rev 0 16 de 18

17 Subestación Tensión asignada U r [kv] (valor eficaz) Tabla 11: Distancias críticas y de seguridad SIWL U s [kvf-t] (valor pico) LIWL U p [kv] (valor pico) DISTANCIA MÍNIMA Fase Tierra (según IEC) mm Punta Estructura Conductor Estructura DISTANCIA MÍNIMA Fase Fase (según IEC) mm Conductor Conductor Paralelo Punta Conductor Friaspata Archivo: PE-AM17-GP030-HUA-GIS-D002_Rev 0 17 de 18

18 5. DOCUMENTOS DE REFERENCIA 5.1 DOCUMENTOS EXTERNOS [1] IEC Insulation co-ordination. Part 1: Definitions, principles and rules. [2] IEC Insulation co-ordination. Part 2: Application guide. [3] TRIDELTA. Metal Oxide Surge Arrester. Type series SB 6/ a SB 240/ [4] IEC High-voltage test techniques. Part 1: General definitions and test requirements. [5] IEC Power installations exceeding 1 kv a.c. Part 1: Common Rules 5.2 DOCUMENTOS INTERNOS [6] PE-AM17-GP030-GEN-D001, Criterios de diseño - Electromecánica. Archivo: PE-AM17-GP030-HUA-GIS-D002_Rev 0 18 de 18