Cátedra de Distribución de Energía e Ingeniería de Alto Voltaje

Además de la conversión de energía a costo efectivo, ambientalmente amigable y optimizada en recursos, la transmisión segura y eficiente y la distribución de energía eléctrica son uno de los aspectos más importantes de un abastecimiento de energía económica. La Cátedra de Distribución de Energía e Ingeniería de Alto Voltaje dirige sus actividades a los siguientes temas:

- Tecnología de Alto Voltaje y Materiales de Aislamiento

- Medidas de Alto Voltaje y Técnicas de Prueba

- Aparatos de Alto Voltaje y Subestaciones

- Planeación de Transmisión de Energía y Redes de Distribución

- Protección de Transmisión de Energía y Redes de Distribución

- Compatibilidad Electromagnética (EMC) en Sistemas de Energía Eléctrica

Estos temas son parte de programas de estudio con la docencia en alemán, así como de la docencia en inglés del Programa Máster Internacional "Power Engineering". Las actividades de investigación durante los últimos cinco años se concentraron en:

• Métodos de sensores ópticos para la medición de alto voltaje o alta corriente en sistemas de energía. De momento, distintos prototipos serán fabricados para ser probados después en una subestación de 110 kV en Polonia así como en Alemania.
• Las instalaciones de pruebas EMC investigan la susceptibilidad de grandes sistemas de ferrocarril como locomotoras y trenes. Los impulsos repetitivos saltantes de nanosegundos serán generados con fuerza de campo de 10 kV/m con el fin de simular las interferencias causadas por rayos, aparatos interruptores, convertidores de frecuencia o pantógrafos.
• Redes auxiliares de energía de centrales eléctricas de combustión de carbón, éstas fueron analizadas para investigar los potenciales ahorros de costos usando elementos limitantes de corriente de corto circuito. Junto con Vattenfall Europe Generation y Siemens el comportamiento de los limitantes superconductores así como los limitantes semiconductores son estudiados con el fin de desarrollar un nuevo diseño para la estructura de demanda auxiliar.
• La integración de retícula de generación dispersa es un tema de investigación de rápido crecimiento. Debido a la tremenda cantidad de generación eólica en Alemania, particularmente las retículas de distribución 110 kV están cerca de su máxima capacidad. Los operadores de la retícula de transmisión deberán enfrentarse con situaciones más críticas demandando un balance entre la generación y la carga en la retícula. Por lo tanto, la Cátedra de Distribución de Energía e Ingeniería de Alto Voltaje empezó a construir un gran equipo de trabajo junto con Vattenfall Europe Transmission, envia-Netz y eon-edis para definir los posibles conceptos para la integración de la próxima generación dispersa adicional a la retícula.

Una gran variedad de proyectos menores que fueron realizados junto con la industria pueden encontrarse a continuación:

• Investigación de detección de fallas de tierra en las redes de mediano voltaje
• Pruebas de protección de relámpagos en la aeronave Cargolifter junto con Lightning Technologies en Pittsfield, USA
• Pruebas de protección de relámpagos en las hojas de los generadores eólicos rotores junto con Lightning Technologies en Pittsfield, USA
• Análisis de resonancia en el hierro en transformadores con instrumentos de alto voltaje
• Análisis armónicos en centrales eléctricas
• Análisis de sobrevoltaje transitorio en redes de minería de carbón
• Limpieza del equipo de alto voltaje bajo condiciones normales junto con IPK-Berlin u.a.
• Envejecimiento forzado de una subestación de mediano voltaje bajo condiciones climáticas extremas
• Prueba de función mecánica de interruptores de circuito de alto voltaje a temperaturas extremadamente bajas (-50ºC)

En total, la cátedra realiza un volumen de proyectos anual de alrededor de 500-700 miles de €/año. La cátedra opera un laboratorio completamente revisado (Fig. 1), el cual está equipado con una prueba AC fijada hasta 1000 kV (1ph) o 600 kV (3ph), un DC fijado hasta 1600 kV y un generador de impulsos hasta 1800 kV BIL resp. 1400 kV SIL. Además, está disponible una cámara climatizada con un tamaño de 7x5x8 m y un rango de temperatura de –50 a +80ºC. Distintos laboratorios ópticos, electrónicos y EMC redondearán el alcance de la infraestructura disponible.