Subestaciones eléctricas
Para que la energía eléctrica llegue a los distintos centros de consumos, recorre un largo camino que inicia en las centrales generadoras. Las subestaciones son uno de los subsistemas que conforman el sistema eléctrico, su función es de modificar los parámetros de la energía para hacer posible su transmisión y distribución.
Las subestaciones eléctricas intervienen en la generación, transformación, transmisión y distribución de la energía eléctrica. Una subestación eléctrica está compuesta por dispositivos capaces de modificar los parámetros de la potencia eléctrica (tensión, corriente, frecuencia, etc.) y son un medio de interconexión y despacho entre las diferentes líneas de un sistema eléctrico.
1. Factores a considerar en el diseño de una subestación eléctrica
1.1. Seguridad:
Hacemos referencia a la seguridad que existe en la operación y mantenimiento de los equipos por parte del personal, así como la seguridad de suministro de energía que la subestación tendrá al momento de encontrarse en operación.
1.2. Maniobrabilidad:
Es el grado de dificultad con el cual una subestación se puede operar. Se debe tomar en cuenta que mientras más componentes éxitos en una subestación, su maniobrabilidad y, por tanto, su operación será más compleja.
1.3. Mantenimiento:
Un correcto plan de mantenimiento mejora de gran manera la operación, confiabilidad y la vida útil de una instalación, sea esta de cualquier índole, es decir, eléctrica, industrial, comercial o residencial. Algunos aspectos que se deben considerar son:
- Limpieza.
- Control de agentes dañinos como humedad, polvo o sustancias corrosivas.
- Ventilación adecuada.
- Inspecciones térmicas y visuales.
- Pruebas periódicas a equipos y maquinaria en general.
- Conservación de registros y documentación pertinente.
- Aplicación de normal, códigos y recomendaciones de fabricantes.
1.4. Confiabilidad:
Se relaciona con la probabilidad que tiene este o alguno de sus componentes de fallar, mientras más componentes tienen la probabilidad de fallar es mayor.
1.5. Versatilidad:
Es la facilidad que tiene un sistema de adecuarse a diferentes requerimientos y necesidades de operación mediante la apertura o cierre de equipos de corte o desconexión.
1.6. Costo:
Puede ser un factor definitorio de selección durante el proceso de diseño y planificación de un proyecto.
2. Tipos de subestaciones eléctricas:
2.1. Subestaciones convencionales
Envolvente metálica que aloja al seccionador, transformador y llaves termomagnéticas de baja tensión. Sistema que recibe la energía eléctrica de la red de distribución y la entrega al subsistema de distribución secundaria o a otra red primaria. En SIOCORP tenemos 13 años de experiencia fabricando este tipo de subestaciones.
2.1. Subestaciones Compactas tipo Pedestal:
Es un transformador que también se comporta como subestación, ya que la parte donde recibe la energía es en la misma bornera de media tensión donde se ha acondicionado un módulo en el mismo transformador el cual cuenta con un seccionador en media tensión. Estos transformadores son utilizados en hospitales, condominios, parques etc. En SIOCORP tenemos 13 años de experiencia fabricando este tipo de subestaciones.
2.2. Subestaciones de transformación:
Transforman la tensión de la energía eléctrica mediante uno o más transformadores. Puede ser elevadoras o reductoras de tensión.
2.3. Subestaciones de maniobra:
Es la subestación en la que interconectan varios sistemas y de la cual se distribuye energía eléctrica a otras subestaciones o a otros sistemas, por esto lo más importante es la flexibilidad de la subestación, la seguridad y la confiabilidad depende de la importancia que ejerza la subestación en el sistema de potencia.
2.4. Subestación tipo intemperie:
Son ubicadas en el exterior, por lo que sus equipos, máquinas y circuitos deben ser constituidos para soportar condiciones ambientales adversas como son contaminación, lluvia, nieve, polvo, sol, etc.
2.5. Subestación tipo interior:
Son diseñadas para instalaciones en el interior de edificaciones, los componentes de la subestación no están diseñadas para soportar condiciones ambientales adversas como lluvia, viento, contaminación u otras.
3. Configuración de Conexiones en una subestación eléctrica:
3.1. Conexión de Barra Simple:
Una subestación de barra simple, también conocida como subestación de barra única o subestación de barra principal, es un tipo de configuración comúnmente utilizada en sistemas eléctricos de distribución y transmisión. En este tipo de configuración, todas las líneas de alimentación y transformadores están conectados a una única barra principal.
3.2. Conexión anular o en anillo:
Una subestación en anillo, también conocida como subestación anular, es un tipo de configuración utilizada en sistemas eléctricos de distribución y transmisión. En esta configuración, las líneas de alimentación y los transformadores están conectados en forma de un anillo cerrado, permitiendo múltiples rutas para el flujo de energía eléctrica. Esto proporciona redundancia y mayor confiabilidad en caso de fallas.
4. Elementos de las subestaciones eléctricas:
4.1. Transformadores
Es una máquina eléctrica estática, destinada a funcionar con corriente alterna, constituida por dos arrollamientos, primario y secundario, que permite transformar la energía eléctrica, con unas magnitudes de voltaje y corriente determinadas, a otras con valores en general diferentes. La importancia de los transformadores se debe a que gracias a ellos ha sido posible el enorme desarrollo en la utilización de la energía eléctrica, haciendo posible la realización práctica, haciendo posible la realización práctica y económica del transporte de la energía a grandes distancias.
4.2. Interruptores:
Su misión consiste en abrir y cerrar el circuito en carga. Deben soportar intensidades normales y de cortocircuito, y ser capaces de interrumpir estas últimas.
1. Interruptores automáticos en aire: Su funcionamiento se basa en la demonización natural de los gases por acción refrigerante del aire atmosférico y por aumento de resistencia del arco, mediante alargamiento y división del arco. En este tipo de interruptores tenemos dos tipos: Interruptores con aire comprimido e interruptores automáticos soplo magnético.
2. Interruptores automáticos en aceite: Se encuentran sumergidos en aceite dieléctrico, el cual funciona tanto como refrigerante, así como elemento aislante entre los contactos de interruptor. Al momento de la apertura de los contactos, el arco eléctrico volatiza al aceite circundante, la presión de los gases calientes crea turbulencia alrededor de los contactos, lo que causa que el aceite frío alrededor del arco se arremoline y lo extinga.
3. Interruptores automáticos en vacío: Provistos por una cámara sellada al vacío para extinción de arco, basada en el principio del vacío, es decir, que al producirse el arco este se extingue por la ausencia de gas o medio que se ionice. Las cámaras de vacío en este tipo de interruptores presentan valores de presión de vacío de 5 a 10 mmHg.
4. Interruptores automáticos en SF6: Los interruptores automáticos en Hexafluoruro de azufre se caracterizan por estar totalmente sellados y llenos del gas a presiones entre 3 a 6 Bars. El gas FS6 es un gas que ha demostrado grandes características como son la capacidad de refrigerante y aislante al momento de la formación del arco eléctrico, además de ser un compuesto muy estable, inerte hasta los 500 °C y permanece estable a temperaturas en las cuales el aceite se descompone. En SIOCORP contamos con más de 13 años de experiencia en la distribución de Celdas en SF6 y con interruptor al vacío.
4.3. Transformadores de protección:
Existe la necesidad de conectar aparatos de medida para el análisis de las variables eléctricas frecuentemente las magnitudes a medir son elevadas tensiones, corrientes fuertes o concurren ambas circunstancias. Este problema se resuelve a base de conducir magnitudes proporcionales a las originales, pero con valores más manejables, mediante transformadores de medida.
- Transformadores de corrientes: Los transformadores de corriente se utilizan para tomar muestras de corriente de la línea y reducirla a un nivel seguro y medible, para las ganas normalizadas de instrumentos, aparatos de medida, u otros dispositivos de medida y control. Valores nominales de los transformadores de corriente se definen como relaciones de corriente primaria a corriente secundaria. Unas relaciones típicas de un transformado de corriente podrían ser 600/5, 800/5, 1000/5. Los valores nominales de los transformadores de corriente son de 5A y 1A.
- Transformadores de potencial o voltaje: Es un transformador devanado especialmente, con un primario de alto voltaje y un secundario de baja tensión. Tiene una potencia nominal muy baja y su único objetivo es suministrar una muestra de voltaje de sistema de potencia, para que se mida con instrumentos incorporados.
Además, puesto que el objetivo principal es el muestreo de voltaje deberá ser particularmente preciso como voltaje deberá ser particularmente precio como para no distorsionar los valores verdaderos. Se pueden conseguir transformadores de potencial de vario niveles de precisión, dependiendo de que tan precisas deban ser sus lecturas, para cada aplicación especial.
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Recomendamos a todos nuestros clientes que cuando sus proyectos eléctricos estén aprobados, empiecen con la cotización de la subestación para poder prevenir el tiempo de fabricación, también tener a la mano todos los datos y confiar en empresas que te puedan ofrecer el paquete completo y el envío a nivel nacional como SIOCORP.
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