Publication: Diseño del sistema de evacuación de potencia de un parque eólico
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Publication date
2011-06
Defense date
2011-06-28
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Abstract
En el presente proyecto se pretende diseñar el sistema de evacuación de potencia de un parque eólico. Esto supone calcular la red subterránea que nace en los siete generadores eólicos del parque y termina en la subestación eléctrica elevadora, también objeto de cálculo, cuyo cometido es adaptar los 20 KV de generación a 132 KV para el transporte de la energía eléctrica.
En este proyecto se ha tenido en cuenta a su vez el recurso empleado para la generación de dicha electricidad. En este caso, un parque eólico de 14 MW de potencia nominal transforma la energía cinética del viento, con 7 rotores de 2 MW y 90 metros de diámetro cada uno, en energía eléctrica. Dicha energía, discurre a lo largo de 4 km por dos circuitos de potencia subterráneos tripolares que enlazan el parque eólico con la posición de línea de 20 KV de la subestación eléctrica elevadora.
Será el parque de 20KV (tipo intemperie), en configuración de doble barra, el que recoja la inyección de la energía proveniente del parque eólico para pasar, de forma controlada, al transformador de potencia para adaptar los 20KV de generación a 132 KV para el transporte. Los 132 KV estarán gobernados por la correspondiente aparamenta de tipo intemperie doblemente embarrada (topología de doble barra).
¿Cuáles son los factores principales por los que se ha regido el diseño de la subestación?
Se trata de una energía de carácter renovable y eso conlleva a que el diseño de la misma esté enfocado, sobre todo, en el aseguramiento de la continuidad del suministro eléctrico. Claro está, que no se han dejado atrás factores tan importantes como la seguridad de la instalación, la simplicidad de operación, la calidad del suministro eléctrico, flexibilidad, fiabilidad y costo de instalación.
¿Por qué toma especial relevancia la “continuidad” del suministro eléctrico? La energía eólica se cotiza a un precio superior (70-75 €/MWh) con respecto al resto de las energías convencionales y en consecuencia, toda energía que estando en disposición de ser generada debido al movimiento del las masas de aire, no pudiera ser inyectada en la red debido a un fallo interno, implicaría pérdidas económicas. La pérdida de la continuidad trae como consecuencia penalizaciones económicas de acuerdo a una serie de criterios que se contemplan en el RD 1955/2000, la Orden ECO/797/2002 y el Real Decreto 1634/2006 . Factores como el NIEPI y el TIEPI, que son índices de calidad zonal e individual, son los que si superan cierto valor, repercutirá en penalización [27].
Para diseñar un sistema seguro, simple, flexible y fiable se ha recurrido a una topología de doble barra, la cual ofrece la posibilidad de realizar mantenimientos en la instalación sin necesidad de interrumpir la inyección de energía en la red, procurando un camino alternativo a las corrientes de generación. Ante posibles fallos de uno de los embarrados o de algún seccionador perteneciente al mismo puede ser activado el embarrado secundario, mediante la celda de acoplamiento, sin perder así el suministro. De este modo, conseguimos un sistema más flexible, fiable y continuo.
Tras mencionar las bases del diseño del proyecto, cabe destacar que para poder otorgar al sistema ciertas seguridades mínimas se ha llevado a cabo un estudio de coordinación de aislamiento a partir del cual, mediante las directrices marcadas por el RLAT y el Reglamento de Centrales Eléctricas, Subestaciones y Centros de Transformación, habiendo clasificado el nivel de contaminación del emplazamiento como “ligero” de acuerdo a los datos de contaminación atmosféricos proporcionados por la estación de Reinosa (Cantabria), se han establecido unas distancias mínimas de aislamiento entre elementos activos y tierra, entre fases, así como entre elementos activos y el personal que discurre por la instalación. Para la realización de la coordinación de aislamiento, también son necesarios la determinación de los niveles de tensión de aislamiento BIL y BSL, es decir, los niveles de tensión de aislamiento a impulsos tipo atmosférico y de maniobra respectivamente, de tal forma que puedan ser definidas las distancias de separación de los principales elementos de potencia de acuerdo a su BIL característico, así como las distancias de aislamiento mínimas requeridas.
Desde el punto de vista de la seguridad para los elementos de la subestación y las personas, ha sido diseñada una red de puesta a tierra de 1600 m2 (40 m X 40 m) bajo los criterios de diseño que contempla el MIE-RAT 13, constatando que las tensiones de paso y contacto no superan las máximas admisibles. Basándome en un estudio del terreno cantábrico, “Memoria de Zonificación”[29], se ha estimado la resistividad del terreno de la zona de Valderredible para el dimensionado del mallado de puesta a tierra, gracias al cual, junto con las protecciones características que se detallan en el proyecto, se pretende dotar al sistema de unas condiciones de seguridad adecuadas.
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Keywords
Parques eólicos, Sistema de evacuación de potencia