Simulación de fenómenos transitorios por descargas eléctricas atmosféricas en subestaciones

Abstract

Los fenómenos transitorios por descargas atmosféricas son una de las principales amenazas para las redes de transmisión y subestaciones, debido a un incremento del voltaje, lo que puede causar afectaciones en el aislamiento de los equipos o directamente a componentes eléctricos, Para mitigar estos riesgos, se utilizan los descargadores de sobretensiones (DPS) que son dispositivos conectados entre fase y tierra para proteger las redes eléctricas, proporcionando un camino de baja impedancia a tierra para la descarga atmosférica. Este artículo examina las magnitudes de los sobrevoltajes transitorios que se producen en los equipos de una subestación como resultado del impacto de descargas eléctricas atmosféricas en las líneas de transmisión, simulando las descargas atmosféricas en distintos tramos de la línea con y sin DPS mediante el uso del programa ATPDraw. Los resultados obtenidos revelan que la implementación de DPS puede reducir significativamente el riesgo de daño causado por estos transitorios. En particular, se observó que los DPS pueden disminuir hasta en un 70,35 % los valores de sobretensiones en los equipos de la subestación. Esto subraya el papel crucial de los DPS en la protección de los sistemas eléctricos contra los daños ocasionados por las descargas eléctricas atmosféricas, contribuyendo a mejorar la fiabilidad y la seguridad de las instalaciones eléctricas.

Transient phenomena caused by atmospheric discharges are one of the main threats to transmission networks and substations, due to an increase in voltage, which can cause damage to the insulation of the equipment or directly to electrical components. To mitigate these risks, Surge Arresters (SPD) are used, which are devices connected between phase and ground to protect electrical networks, providing a low impedance path to ground for the atmospheric discharge. This paper examines the magnitudes of transient overvoltages that occur in substation equipment as a result of the impact of atmospheric electrical discharges on transmission lines, simulating atmospheric discharges in different sections of the line with and without SPD using the ATPDraw programa. The results obtained reveal that the implementation of SPD can significantly reduce the risk of damage caused by these transients. In particular, it was observed that SPDs can reduce overvoltage values on substation equipment by up to 70.35%. This underlines the crucial role of SPDs in protecting electrical systems from damage caused by atmospheric electrical discharges, contributing to improving the reliability and safety of electrical installations.