Consideraciones en el diseño de subestaciones eléctricas, incluyendo el efecto del gradiente de potencial en las estructuras metálicas circundantes

Abstract

Para el diseño y el estudio de un sistema de puesta a tierra de una subestación eléctrica (Grounding Systems, GS, en inglés), se considera una subestación remota simple según los procedimientos de seguridad indicados en la norma IEEE 80. Los materiales metálicos enterrados o las estructuras metálicas cercanas ponen en peligro permanente la vida humana cuando se producen fallas eléctricas. Se presentan escenarios relacionados con el diseño de subestaciones eléctricas que consideran la transferencia de potenciales eléctricos que pueden producirse entre la GS y los materiales metálicos enterrados en sus proximidades. Se evalúa el comportamiento de la transferencia de potencial, se calculan los valores de las tensiones transferidas y se identifican las principales variables que influyen en los niveles de tensión transferidos. Las simulaciones se realizan con el programa CYMGRD específico para el cálculo de GS. Su análisis genera resultados reales en la transferencia de potencial que deben ser considerados por el ingeniero de diseño de GS, lo que permite evitar el diseño de subestaciones aisladas sin tener en cuenta los elementos existentes que pueden afectar al entorno de la subestación.//For designing and studying an electrical substation grounding system (GS), a simple remote substation is considered according to the safety procedures indicated in the IEEE 80 Standard. Buried metallic materials or nearby metallic structures permanently endanger human life when electrical faults occur. Scenarios related to the design of electrical substations that consider the transfer of electrical potentials that can occur between the GS and buried metallic materials in their vicinity are presented, the behavior of potential transfer is evaluated, values of transferred voltages are calculated, and the main variables that influence the transferred voltage levels are identified. The simulations are performed with the CYMGRD software specific for GS calculations. Its analysis generates real results in the potential transfer that must be considered by the GS design engineer, which enables to avoid designing isolated substations without taking into account existing elements that may affect the substation surroundings.