Evaluación de la confiabilidad en interruptores de potencia mediante la norma Norsok Z-013

Reliability evaluation of circuit breakers according to Norsok Standard Z-013

Los interruptores sirven para conectar y desconectar los circuitos eléctricos bajo cualquier condición de operación, por ello es necesario incrementar su confiabilidad para el buen funcionamiento de los sistemas eléctricos de potencia. En el presente artículo se utiliza uno de los métodos existentes para el análisis de la confiabilidad en equipos y componentes de acuerdo con la norma Norsok Z-013. Se determina el nivel de criticidad de los interruptores de potencia de una subestación a partir de la cantidad de fallas, el flujo de potencia que maneja el interruptor y de su incidencia en la estabilidad del sistema eléctrico de potencia. En el artículo se analizan los datos históricos de un período de cinco años y se muestran los resultados de la expresión matemática obtenida, estos resultados permitirán elaborar estrategias de mantenimiento dirigidas hacia los interruptores de potencia más críticos para elevar su confiabilidad.

INTRODUCCIÓN

El rumbo que ha tomado la evolución de los interruptores de potencia en cuanto a sus medios de extinción, ha sido determinado por los descubrimientos en líquidos y gases dieléctricos que tienen la capacidad para cumplir con esta función de extinguir el arco eléctrico. La primera instalación de un interruptor de potencia fue en 1898 en Estados Unidos de América por la compañía Eléctrica de Boston, todas sus fases se encontraban en un tanque abierto de aceite y se operaba manualmente [1].

En 1930 se desarrollaron los interruptores de aire comprimido y pequeño volumen de aceite, el desarrollo en paralelo de dos principios de interrupción polarizó la opinión incluso dentro de las compañías fabricantes, algunos afirmaban que "el interruptor de inyección de aire es mejor que cualquier otro tipo para altos niveles de tensión de hasta 380kV". Posteriormente aparecieron dos tecnologías, Hexafloruro de Azufre (SF₆) y Vacío [2].

A medida que ha evolucionado la tecnología de los interruptores, se han realizado análisis de su comportamiento y de su confiabilidad operacional. En las investigaciones realizadas por varios autores se define la confiabilidad operacional como la capacidad de una instalación o sistema, para cumplir su función dentro de los límites de diseño en el contexto operacional específico de sus procesos y de su tecnología [3-5].

En el caso de las subestaciones, si se realiza el análisis en su totalidad se utilizan los conjuntos de corte, mientras que si es por elementos se usan análisis de criticidad y modelos de estimación estadística que dependen del tipo de datos disponibles [6-7].

Entre los modelos de estimación estadística se encuentran los denominados Proceso Ordinario de Restauración (POR) y Proceso Generalizado de Restauración (PGR), mientras que para el análisis de criticidad se pueden usar las normas 1629A y Norzok Z-013, siendo esta última la que se usa en este trabajo debido a su posible adecuación al problema que se analiza y que puede aplicarse en diferentes países [6-9].