Subestacion electrica

SUBESTACIÓN ELÉCTRICA

    Una subestación eléctrica es una instalación compuesta por un conglomerado de dispositivos eléctricos, que se integran dentro de un sistema eléctrico de potencia. Sirve para producir, convertir, regular y distribuir la energía eléctrica a los distintos puntos donde es demandada.

Está dividida en tres apartados: sección de medición, sección para las cuchillas de paso, sección para el interruptor. Además, incorpora elementos de maniobra (interruptores, seccionadores, etc.) y protección (fusibles, interruptores automáticos, etc.) para facilitar los procesos de mantenimiento y operación de las redes de distribución y transporte.

Su objetivo principal es modificar y establecer los niveles de tensión de una infraestructura eléctrica, para facilitar la transmisión y distribución de la energía eléctrica, la producción, conversión, transformación, regulación y repartición. La subestación debe modificar y establecer los niveles de tensión de una infraestructura eléctrica, para que la energía eléctrica pueda ser transportada y distribuida. El transformador es el equipo principal de una subestación.

   Veamos a continuación una imagen de un croquis de lo que podría ser una subestación eléctrica de alto voltaje estándar, situada en exteriores al aire libre.

Los diferentes elementos que la integran y los más importantes, los vamos a enumerar en este listado:

1.  Transformador
2. Desconectores
3. Conmutadores de puesta a tierra
4. Transformadores de corriente y voltaje
5.  Interruptores de circuito
6.  Descargador de sobretensiones
7. Barras colectoras
8.   Pararrayos
9.    Portal
10.   Edificio de operaciones

            Cada uno de estos elementos cumple su función y tiene unas características determinadas dentro de la instalación. Veamos las principales características de cada uno de ellos.

1. Transformador, la máxima tensión de transporte eléctrico permitido dentro de la Unión Europea son 380.000 voltios, este alto voltaje tiene el objetivo de mantener las pérdidas lo más bajas posibles. Pero pasar de esa cantidad de voltios a los 230 voltios no es tarea de un solo paso. Para ello se necesitan varios transformadores que van ajustando las tensiones en varias etapas, para llegar a la tensión deseada. Cuanto más cercano esté la subestación al consumidor final, se reduce el tamaño necesario del transformador. Para aislar y disipar el calor generado dentro del transformador, se utiliza aceite refrigerado.

2. Desconectores, su propósito es la de abrir el circuito eléctrico de la instalación y aislar completamente ciertos componentes del resto de la instalación.

3. Conmutadores de puesta a tierra, proveen una conexión segura y confiable para desactivar los componentes del sistema. Previenen de un posible peligro a la hora del proceso de carga. Combinados con los desconectores crean un lugar seguro dentro de la zona de trabajo.

5. Interruptores de circuito es el interruptor de alto voltaje que activa o desactiva cada una de las líneas eléctricas.
6. Descargador de sobretensiones, suelen encontrarse al final de cada línea o cable. Sirven para limitar subidas de tensión inesperadas, que no suelen estar en los rangos normales, de esta manera, si mantenemos el voltaje en unos niveles controlados, la subestación puede ser protegida sin necesidad de interrumpir el suministro eléctrico continuo.

7. Barras colectoras, son la columna vertebral de las subestaciones eléctricas, conecta y se encarga de la transmisión de la energía eléctrica a través de las diferentes secciones de la instalación.

8. Pararrayos, es un componente esencial dentro de la instalación eléctrica, sirve para conducir de forma controlada e inteligente la electricidad que descarga un rayo cuando golpea en la superficie.


 

9. Portal, es la estructura mecánica que soporta de manera estable y de forma aislada las líneas y los elementos de la subestación eléctrica que quedan suspendido en el aire.

10. Edificio de operaciones, es el edificio donde se realiza el control de los sistemas, las comunicaciones y el almacén de los elementos y repuestos eléctricos.

Intensidad nominal

La intensidad nominal fija los esfuerzos térmicos que debe soportar una Instalación eléctrica, en las condiciones de operación más desfavorables. Sirve para determinar la sección de los embarrados y las características de  conducción  de  corriente  de  los  interruptores,  seccionadores, transformadores de medida, etc. La intensidad nominal con la que se determinará la sube debería ser un dato suministrado por el cliente. 

Intensidad de cortocircuito

La  intensidad  de  cortocircuito  determina  los  esfuerzos  electrodinámicos máximos  que  pueden  sufrir  los  embarrados  y  los  tramos de  conexión, siendo  también  un  parámetro  importante  para  el  diseño  de  la  red  de tierra

Tipos de subestaciones eléctricas

• Subestaciones eléctricas elevadoras  Están ubicadas en las proximidades de las centrales generadoras de energía eléctrica, poseen uno o varios transformadores y su función es elevar el nivel de tensión, hasta 132, 220 o incluso 400 kV, antes de enviar la energía a la red de transporte.
• Subestaciones eléctricas reductoras  Disminuyen el nivel de tensión hasta valores entre 13,2, 15, 20, 45 ó 66 kV y entregan la energía a la red de distribución. Posteriormente, los centros de transformación vuelven a reducir los niveles de tensión hasta valores comerciales (baja tensión) que son los compatibles con el consumo doméstico e industrial, normalmente 400 V.
  
  
  PRINCIPALES TIPOS DE AVERÍAS Y SUS SISTEMAS DE PROTECCIÓN
  LAS AVERÍAS MÁS FRECUENTES QUE SE PRODUCEN EN LOS CIRCUITOS ELÉCTRICOS SON:
  
      Cortocircuito: es la conexión voluntaria o accidental de dos puntos de un circuito entre los que hay una diferencia de potencial. Estas averías se tienen que eliminar en un tiempo inferior a los 5 segundos.
      Los sistemas de protección utilizados son:
  
  
  •    Fusibles.
  • Seccionadores.
  • Interruptores electromagnéticos.
  
  
      Sobre intensidad: es una intensidad superior a la nominal y puede producir a su tiempo una sobrecarga o un cortocircuito. Se entiende por sobrecarga un aumento de corriente que sobrepasa la corriente nominal.
      Los sistemas de protección utilizados son:
  
  
  •    Fusibles
  • Interruptores electromagnéticos y magneto térmicos.
  
  
      Contacto directo: es el contacto entre personas y partes activas de la instalación. Los sistemas de protección utilizados son:
  
  
  •   Aislar las partes activas de la instalación.
  •   Habilitar una distancia de seguridad mediante obstáculos.
  
  
      Contacto indirecto: contacto de personas con masas que se encuentran accidentalmente en tensión, como por ejemplo suele pasar con las carcasas de las máquinas eléctricas.
  
  
  •   Sobretensiones: tensiones superiores al valor máximo que pueden existir entre dos puntos de una instalación eléctrica. Para evitar las sobretensiones se utilizan relés de protección contra sobretensiones.
  
  
  
  Analisis
  
  
       Las subestaciones eléctricas son las instalaciones encargadas de realizar transformaciones de la tensión, de la frecuencia, del número de fases o la conexión de dos o más circuitos.
  Pueden encontrarse junto a las centrales generadoras y en la periferia de las zonas de consumo, en el exterior o interior de los edificios. Actualmente en las ciudades las subestaciones están en el interior de los edificios para ahorrar espacio y contaminación. En cambio, las instalaciones al aire libre están situadas en las afueras de la ciudad.