Protección al impacto directo de rayos en subestaciones de potencia usando la Norma IEEE 998-2012 - Quintanilla Portillo, Emanuel de Jesús
Se desarrolló un simulador con un entorno grafico para el análisis y diseño de sistemas de protección contra impactos directos de rayos en subestaciones de potencia, basado en la norma IEEE std 998-2012, utilizando el método empírico de ángulos fijos y el método analítico electrogeométrico de Mousa, el simulador realiza el análisis de forma numérica y gráfica por medio de tres planos que muestran la vista de planta, frontal y lateral en forma dinámica permitiendo obtener un diseño visual completo de la protección. El simulador realiza el cálculo de riesgo de falla de la protección basado en nivel isoceráunico de la ubicación de la subestación, tomando el criterio de densidad de descarga de rayo a tierra dada por la norma IEEE std 998-2012 y una tasa de falla especifica según el método de protección usado, el criterio usado para determinar una tasa de riesgo aceptable para fallas tiene que ser igual o menor a 1 rayo/400 años. El simulador permite la creación de modelos con formato de lenguaje de marcado extensible (.xml), esto facilita guardar y abrir archivos de forma que los modelos implementados pueden ser usados y editarse. Esto permite modelar y analizar los tipos de subestaciones básicas usadas en el país como bus sencillo e interruptor y medio. Se han desarrollado ejemplos de subestaciones de potencia en el diseño de la protección a impactos directos de rayos, obteniendo el reporte de cálculos numéricos, análisis gráfico y análisis de riesgo con resultados muy aceptables. Para simplificar el método de ángulos fijos se limitó el cálculo numérico igualando los ángulos de protección α=β, esto permite la creación de un cono simétrico de protección. Se limitó el cálculo numérico del método electrogeométrico de Mousa usando solamente el BIL de la subestación para todos los casos, el cálculo de la impedancia de sobretensión se realiza para un solo conductor por fase. Esto permite simplificar el cálculo. Se han aplicado principios de coordinación de aislamiento en base a las normas IEEE 1313.1 – 1996 e IEEE 1313.2 – 1999, como la selección del BIL mediante el voltaje del sistema, y la selección de distancias eléctricas mínimas entre equipos de subestaciones de potencia mediante la norma IEEE 1427 – 2006