Estudio de flujo de carga y coordinación de protecciones de la red eléctrica de la Universidad Politécnica

Abstract

[ES] El presente trabajo expone los estudios de flujo de cargas, corrientes de cortocircuito y coordinación de las protecciones de la red eléctrica de la Universidad Politécnica de Valencia. Desde su distribución en media tensión 20 kV y la transformación a baja tensión 400 V para su consumo. Considerando las ampliaciones y modificaciones que ha sufrido la universidad en los últimos años, donde cuentan tanto con nuevas instalaciones como con un número mayor de usuarios y demanda de energía eléctrica, sistemas de climatización, incorporación de nuevas tecnologías, etc. Los estudios realizados sirven para comprobar el diseño actual de las instalaciones y mejora sobre el uso de recursos disponibles, donde se exponen una serie de propuestas y modificaciones. Para llevar a cabo los estudios, se implementa un modelado de la red eléctrica de la universidad sobre el software ETAP. Esto no solo supone un trabajo de campo para documentar los veintidós centros de transformación existentes, si no de incorporar en el software la parametrización de los componentes para realizar los cálculos de estudio, incorporación de curvas de protección y poder simular resultados y coordinación de las protecciones existentes. A priori las instalaciones se encuentran en funcionamiento y su diseño realizado cumple las normativas de alta y baja tensión pertinentes con un dimensionado que contemplaba las futuras ampliaciones de la red, comprobando que secciones de conductores son correctos y los dispositivos de protección presentan unas características eléctricas suficientes para garantizar la integridad de las instalaciones. La propuesta del trabajo surge por la falta de coordinación entre las protecciones, las cuales ocasionan problemas tras fallos aislados o rearme de dispositivos. Por ello es en el aspecto de la selectividad y coordinación de las protecciones donde más ingenio se realiza bajo las limitaciones de dispositivos y diseños ya instalados. Finalmente, se exponen las curvas de regulación y coordinación de las protecciones de media y baja tensión de los centros de transformación, junto con unas tablas de parametrización de los dispositivos existentes en cada centro de transformación en cuestión, a fin de facilitar la configuración manual de los dispositivos.

[EN] The objective of the work is to carry out the modeling and simulation of the low and medium voltage electrical network of the Polytechnic University of Valencia under the current operating conditions, as well as the study of coordination and selectivity of the protection devices. To do this, the ETAP software will be used to analyze and simulate the behavior of the network.

The student will perform the following activities: ¿ Update and complete the single-line diagram of the installed equipment. ¿ Perform the modeling of the electrical network by taking data from the different elements that make it up, such as lines, power transformers, switchgear and protection devices. For this, they will make visits to the facilities and contacts with the equipment manufacturers when necessary. ¿ Analysis of the existing charges in the network through the use of the historical data of the installed analyzers. ¿ Study of power flow, load demand, voltage drops and power factor correction. ¿ Calculation of short circuit in bars, transformers and other elements of the network. ¿ Characterization of the protection devices, both in low and medium voltage, to carry out the coordination and selectivity study, generating the curves and specifying the adjustment parameters of the different protections. ¿ Simulation of defects in different areas of the network to verify their correct behavior.