Instalaciones fotovoltaicas y su protección frente a sobretensiones

Las sobretensiones en las instalaciones fotovoltaicas

La sobretensión es un aumento, por encima de los valores establecidos como máximos, de la tensión eléctrica entre dos puntos de un circuito o instalación eléctrica.

En la mayoría de los casos, pueden causar graves problemas a los equipos conectados a la línea, desde su envejecimiento prematuro hasta incendios o destrucción de estos.

El Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión, aprobado por el Real Decreto 842/2002, en su Instrucción Técnica Complementaria 23, regula todo lo relacionado con las sobretensiones.

Existen dos tipos de sobretensiones: las sobretensiones permanentes y las sobretensiones transitorias.

Las sobretensiones permanentes son aumentos de tensión superior al 10 por ciento de la tensión nominal y de duración indeterminada, generalmente debido a la descompensación de las fases, habitualmente causada por la rotura del neutro. La rotura de neutro provoca una descompensación en las tensiones simples, lo que produce en los receptores reducción de vida útil, destrucción inmediata e incluso incendios.

Las sobretensiones transitorias son picos de tensión que pueden alcanzan valores de decenas de kilovoltios y una duración del orden de microsegundos. Pueden ser originados por el impacto de un rayo o fenómenos atmosféricos (la principal causa) o por conmutaciones en la red.

Estas sobretensiones pueden generar sobrecalentamiento, reducción de la vida útil y la destrucción de equipos.

Los equipos se catalogan en categorías según la sobretensión que soportan, indicando en cada caso el nivel de tensión soportada a impulsos, en kV, según la tensión nominal de la instalación.

Estas categorías de sobretensiones son:

  • Categoría I, Equipos muy sensibles (Electrónica). Tensión soportada a impulsos:1 kV
  • Categoría II, Electrodomésticos, herramientas (neveras, microondas, iluminación, etc.). Tensión soportada a impulsos:2,5 kV
  • Categoría III, Equipos que forman parte de la instalación eléctrica fija (magnetotérmicos, etc. Tensión soportada a impulsos: 4 kV
  • Categoría IV, equipos conectados en el origen, aguas arriba del cuadro. Tensión soportada a impulsos: 6 kV

Las sobretensiones en las instalaciones fotovoltaicas

El Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión, RD 842/2002, en su Instrucción Técnica Complementaria 40, señala las instalaciones generadoras de baja tensión, entre las que se encuentran las instalaciones fotovoltaicas. El punto 7 de la ITC, indica que la actuación de las protecciones mínimas de sobretensión, conectado entre una fase y neutro, debe producirse en un tiempo inferior a 0,5 segundos a partir de que la tensión llegue al 110% de su valor asignado.

En la norma UNE-HD 60364-7-712:2017,”Instalaciones eléctricas de baja tensión. Parte 7-712: Requisitos para instalaciones o emplazamientos especiales. Sistemas de alimentación solar fotovoltaica (FV)”, se definen las protecciones eléctricas contra choques eléctricos.

De acuerdo con la legislación vigente, y según lo estipulado en el RD 1699/2011 y en la ITC-BT-40, los elementos y protecciones mínimas que debería disponer un suministro en BT con sistemas de generación son:

  • En el punto de medida: Protector Tipo 1 contra sobretensiones transitorias previo al equipo de medida.
  • En instalación interior: Protector Tipo 2 contra sobretensiones transitorias en el Cuadro General de Mando y Protección, y Protección externa contra el rayo en las instalaciones ubicadas a la intemperie no cubiertas por el CTE.

En función del esquema de conexión colectivo de la instalación fotovoltaica de autoconsumo en BT, la protección contra sobretensiones permanentes y transitorias se instalarán en un sitio u otro de la instalación.

Los esquemas de conexión más frecuentes en autoconsumos colectivos son:

COLECTIVO-CON COMPENSACIÓN/VENTA DE EXCEDENTES-RED INTERIOR-Pg ≤ 50 kW. Todos los suministros e instalaciones deberían conectarse en una Centralización de Contadores con protección de sobretensiones.

COLECTIVO – CON COMPENSACIÓN/VENTA DE EXCEDENTES – RED INTERIOR – Pg > 50 kW. La CMI (Columna de medida Individual) debe ubicarse en un cuarto o armario de contadores accesible del interior de la finca y es recomendable que incorporen los siguientes elementos en el Punto de Medida: Protector contra Sobretensiones Transitorias e Interruptor de Maniobra Individual.

COLECTIVO – SIN EXCEDENTES – RED INTERIOR. En los Autoconsumos COLECTIVOS SIN EXCEDENTES todos los suministros conectados aguas abajo de dónde se instala el Mecanismo Anti-Vertido (MAV) deben asociarse al autoconsumo.

La centralización debe ubicarse en un cuarto o armario de contadores accesible del interior de la finca y es recomendable que incorporen los siguientes elementos en el Punto de Medida: Protector contra Sobretensiones Transitorias e Interruptor de Maniobra Individual.

Se van a actualizar totalmente las ITC-BT-12, 23, 40, 53 (y otras ITCs del REBT relacionadas con instalaciones de enlace) para unificar y normalizar en un único Reglamento (el REBT) todos los requisitos técnicos exigibles a las instalaciones con Generación o Almacenamiento (Baterías), y especialmente toda lo relacionada con los requisitos para Instalaciones de Autoconsumo.

Autor: Manuel Cabrera. Director Técnico de APIEM

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