Ajuste de las protecciones principales y de respaldo de una subestación 66/20 kV

Abstract

Las subestaciones eléctricas son un pilar fundamental en las plantas generadoras, y en particular, en el caso específico de las plantas solares fotovoltaicas, temática de este proyecto. De ellas depende que la energía que se genere en la planta llegue en óptimas condiciones a la red de transporte, pasando por el transformador de potencia, el cual será el equipo por excelencia de la instalación y elevará la tensión desde valores inferiores (20 kV), hasta una tensión donde se pueda conectar a la red de transporte. En este proyecto se abordarán cuáles serán los ajustes de las protecciones que fiscalizarán la subestación que da salida a la planta solar fotovoltaica “Don Rodrigo II”, también se tendrán en cuenta las protecciones de la línea que conecta la subestación con la red de transporte en la subestación “Don Rodrigo”, propiedad de Endesa, además de los ajustes para las protecciones de las líneas de media tensión que conectan la planta fotovoltaica con la subestación “Don Rodrigo II”. El proyecto contará con dos capítulos introductorios; el primero (Capítulo 3) expondrá cuales son las características principales de todos los equipos que componen el sistema, desde la planta fotovoltaica (transformadores, líneas de media tensión, inversores, etc.), la subestación eléctrica (transformador de potencia, interruptor, seccionador, celdas de media tensión, transformadores de intensidad y tensión para la medida, etc.), hasta la línea de alta tensión con las características de los conductores y las torres que los soportan; además de tener en cuenta las características de los transformadores de intensidad y tensión de la posición remota en la subestación “Don Rodrigo”. En el segundo capítulo introductorio (Capítulo 4), se especificarán cuáles son las funciones de protección que se utilizarán en cada una de las partes del sistema, por cada uno de los relés que se emplean, dando a conocer por qué es que se utilizan y las funcionalidades que cumplen cada una de ellas. Luego en un 5to capítulo se expondrán los cálculos fundamentales para poder ajustar las protecciones, como son los cálculos de cortocircuito tanto máximos como mínimos, polifásicos y monofásicos, que servirán para conocer cuáles son las peores condiciones en las que se puede ver el sistema y a partir de allí tratar de configurar las protecciones para hacerle frente a estas situaciones. Como parte final del desarrollo del proyecto y capítulo principal, en el capítulo 6 se ajustarán las funciones de protección desde los niveles más bajos de tensión hasta los más altos, a partir de criterios que permitan tener una instalación segura en todo momento y además que entre todas las funciones se vaya teniendo coordinación y selectividad.

Electrical substations are fundamental to generating plants, and particularly in the specific case of photovoltaic solar plants, the topic of this project. It depends on them that the energy that is generated in the plant reaches the transmission network in optimal conditions.From here it is passed through the power transformer, which will be the installation's main equipment, and the voltage will be raised from lower values (20 kV) , up until a point where it can be connected to the transmission network. This project will address the adjustments of the protections that will control the substation that outputs the "Don Rodrigo II" photovoltaic solar plant. The protections of the line connecting the substation with the transmission network in the “Don Rodrigo” substation, owned by Endesa, will also be taken into account, in addition to the adjustments for the protections of the medium voltage lines that connect the photovoltaic plant with the “Don Rodrigo II” substation. The project will have two introductory chapters; The first (Chapter 3) will outline the main characteristics of all the equipment that make up the system, from the photovoltaic plant (transformers, medium voltage lines, inverters, etc.), the electrical substation (power transformer, switch, disconnector , medium voltage cells, current and voltage transformers for measurement, etc.), to the high voltage line with the characteristics of the conductors and the towers that support them. Furthermore, it will take into account the characteristics of the current and voltage transformers of the remote position in the “Don Rodrigo” substation. The second introductory chapter (Chapter 4) will outline the protection functions that will be used in each part of the system, for each of the relays that are used, outlining why they are used and the purpose each of them serve. Then, in Chapter 5, the fundamental calculations will be set out to allow for adjustment of the protections, such as the short-circuit calculations, both maximum and minimum, polyphase and single-phase. This will serve to allow for a recognition of the poorest conditions in which the system can find itself and an understanding of how to configure the protections to deal with these situations. In Chapter 6, as part of the end of the development of the project and main chapter, the protection functions will be adjusted from the lowest voltage levels to the highest. This is based on criteria that allows for a safe installation at all times, whilst also maintaining coordination and selectivity amongst all functions.