Castillo Subestaciones GIS y AIS

 

 

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE COTOPAXI

FACULTAD:

Ciencias de la Ingeniería y Aplicadas

CARRERA:

Ingeniería Eléctrica

ASIGNATURA:

Operación Subestaciones

TEMA: Subestaciones encapsuladas Subestaciones en aire

NOMBRE:  Cristian Castillo

CICLO:  Noveno Eléctrica Eléctrica “A” 

FECHA: 08-10-2019 LATACUNGA  –  ECUADOR  ECUADOR

 

1.  OBJETIVOS 1.1.OBJETIVO GENERAL Realizar una breve investiga sobre las subestaciones de aire y encapsuladas mediante la ayuda de diferentes sitios web para un conocimiento general a la introducción de la materia operación de subestaciones.

1.2.OBJETIVO ESPESIFICOS   Conocer sobre todos los parámetros que conlleva una subestación en aire. 

  Conocer sobre todos los parámetros que conlleva una subestación encapsulada.   Redactar los aspectos importantes de las dos tipos de subestaciones con su

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importancia en cada situación.

2.  MARCO TEÓRICO 2.1.Qué es una subestación? Una subestación eléctrica, subestación transformadora o subestación eléctrica transformadora (abreviadamente ST o SET) es una instalación destinada a establecer los niveles de tensión adecuados para la transmisión y distribución de la energía eléctrica. elé ctrica. Su equipo principal es el transformador. Normalmente está dividida en secciones, por lo general tres principales (medición, cuchillas de paso e interruptor), y las demás son derivadas. Las secciones derivadas normalmente llevan interruptores de varios tipos hacia los transformadores. Como norma general, se puede hablar de subestaciones eléctricas «elevadoras», situadas en las inmediaciones de las centrales generadoras de energía eléctrica, cuya función es elevar el nivel de tensión, tensi ón, hasta 132, 220 o incluso 400 kV, antes de entregar la energía a la red de transporte; y subestaciones eléctricas reductoras, que reducen el nivel de tensión hasta valores que oscilan, habitualmente, entre 10 y los 66 kV y entregan la energía a la red de distribución. Posteriormente, los centros de transformación reducen los niveles de tensión hasta valores comerciales (baja tensión) aptos para el consumo doméstico e industrial, típicamente 400 V.

Las subestaciones pueden ser de dos tipos: Subestaciones de transformación: son las encargadas de transformar la energía eléctrica mediante uno o más transformadores. Estas subestaciones pueden ser elevadoras o reductoras de tensión. Subestaciones de maniobra: son las encargadas de conectar dos o más circuitos y realizar sus manobras. Por lo tanto, en este tipo de subestaciones no se transforma la tensión.

 

  Subestaciones transformadoras elevadoras

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Elevan la tensión generada de media a alta o muy alta para poderla transportar, se encuentran al aire libre y están situadas al lado de las centrales generadoras de electricidad.

La tensión primaria de los transformadores suelen estar entre 3 y 36kv. Mientras que la tensión secundaria de los transformadores está condicionada para la tensión de la línea de transp9orte o de la interconexión 66, 110,220 o 380Kv.

  Subestaciones transformadoras reductoras

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Son subestaciones con la función de reducir la tensión de alta o muy ala a tensión media  para su posterior distribución. La tensión primaria de los transformadores t ransformadores depende de la tensión de la lí línea nea de transporte 66, 110,220 o 380Kv. Mientras que la tensión secundaria de los transformadores está condicionada por la tensión de la línea de distribución entre 6 y 30kv. 30kv.

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Tipos de Subestaciones

Estas pueden clasificarse por el tipo de operación: Por su operación.

  Elevadoras: Están  localizadas en las propias centrales eléctricas, donde los

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voltajes de transmisión se pueden encontrar, dependiendo del tamaño del sistema eléctrico de potencia [1]. 

  Reductoras: En estas subestaciones, los niveles de voltaje de transmisión se

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reducen al siguiente de su transmisión a distribución o eventualmente a utilización. [1]. 

 

 

  Radial: Cuando una subestación tiene un solo punto de alimentación y no se

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interconectan con otras se denomina radial. [1] 

  De enlace: En los sistemas eléctricos, se requiere tener mayor flexibilidad de

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operación para incrementar la continuidad del servicio y consecuentemente la confiabilidad, por lo que es conveniente el uso de las llamadas subestaciones de enlace [1]. 

2.2.  Partes de la subestación eléctrica Vamos ahora a hablar de los elementos de las subestaciones eléctricas. Tienes que saber que, dentro de estas subestaciones, encontramos distintas partes que permiten que la energía pueda usarse y distribuirse correctamente. Aquí te dejamos un listado con los elementos más destacados:

  Transformador:   es el aparato que permite que la tensión se aumente o se

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disminuya dentro de un circuito eléctrico

  Interruptor de potencia: se trata de un interruptor que lo que hace es mantener

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conectadas las corrientes eléctricas durante un tiempo bastante prolongado (semanas, meses, etcétera)

 

  Restaurador:   otro de los elementos de las subestaciones eléctricas es el

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restaurador que se trata de un aparato electromecánico que lo que hace es interrumpir las corrientes cuando cuando ha habido un exceso de electricidad. Esto es ideal para los momentos en los que hay algún fallo en el circuito.

  Cuchillas fusibles:  estas cuchillas sirven para poder actuar cuando hay una

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sobrecorriente. Son unas cuchillas que cuentan con un elemento fusible y que  permite que la corriente llegue al punto punto de fusión fusión y, y, p por or tanto, se pueda interrumpir el paso de la electricidad.

  Cuchillas desconectadoras: estas cuchillas suelen estar sostenidas de forma

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mecánica y tienen dos modos de funcionamiento, o bien de manera mecánica o, también, pueden funcionar de forma manual.

  Apartarrayos: en las subestaciones también es importante contar con otro de los

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elementos imprescindibles que mantendrá alejado los rayos de la estación. Este mecanismo lo que hace es atraer rayos ionizados con el objetivo de que la descarga eléctrica se haga en la tierra, de esta forma, se evita que la fuerza del rayo pueda causar algún tipo de accidente en la construcción o en las personas que trabajan en ella

  Tableros dúplex de control: es otro de los elementos de las subestaciones. Son

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 paneles que están hechos de material aislante y que están separados en cortas distancias

  Condensadores:  estos dispositivos conservan la energía que hay en un campo

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eléctrico

  Transformadores de instrumento: y por último hablaremos de estos aparatos

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que lo que hacen es medir la corriente eléctrica

2.3.  SUBESTACIÓN ENCAPSULADA EN SF6 Una subestación encapsulada en SF6 (GIS, Gas Insulated Switchgear) es el conjunto de dispositivos y aparatos eléctricos inmersos en el gas dieléctrico Hexafluoruro de Azufre (SF6), blindados en envolventes de aleación de aluminio. En su interior, los compartimientos se unen y colindan por medio de dispositivos barrera. La principal función de una GIS es conmutar, separar, transformar, medir, repartir y distribuir la energía eléctrica en los sistemas de potencia. En tanto, el Hexafluoruro de Azufre (SF6) es un gas inerte artificial que tiene excelentes  propiedades de aislamiento, así como una estabilidad térmica y química excepcionalmente alta. Estas características le han conferido un amplio uso como medio aislante tanto en Alta como en Media Tensión, mostrando en ambos casos un rendimiento y una fiabilidad muy elevada. En 1933, se inició el uso del mando de interruptor de potencia a base de resorte, y a lo largo de 50 años se desarrolló un sistema siste ma moderno de accionamiento con funcionamiento optimizado. Desde 1965 se han desarrollado subestaciones encapsuladas, obteniendo una  buena experiencia de servicio. ser vicio. En la actualidad existen más de 10.000 celdas instaladas alrededor del mundo.

 

  Las subestaciones encapsuladas presentan distintas características que las diferencian claramente de sus antecesoras:

  Para realizar una operación se requería un esfuerzo dinámico en piso de 20000

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daN, mientras que en la actualidad solo demanda 1300 daN.

  El contenido de gas SF6 en el compartimento del interruptor es 80% menor que

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en las primeras generaciones.

  Los diseños recientes han logrado reducir la superficie y espacio ocupados (entre

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un 30% a 60%).

  El diseño modular permite compartimentar la subestación para aprovechar una

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variedad de configuraciones y ampliaciones.

  El período estándar de mantenimiento es de 12 a 18 años de la vida útil del

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equipo.

  La extensa vida útil de las instalaciones instal aciones y los largos períodos de mantenimientos

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dan como

  resultado favorable un bajo costo del ciclo de vida.

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Características del gas sf6 Características Composición La molécula SF6 está compuesta por un átomo de azufre y seis átomos de fflúor, lúor, tomando una disposición completamente simétrica. El átomo de azufre está colocado en el centro de un octaedro regular, cuyos vértices están formados por los seis átomos de flúor, quedando así ocupados los seis electrones de valencia del átomo de azufre.

Ejemplo de subestación encapsulada 

 

  Subestaciones encapsuladas en SF6

2.4.  SUBESTACIÓN EN AIRE Son tradicionalmente las más utilizadas. Los equipos cables y barras se encuentran aislados en aire. A demás por este motivo cada dispositivo se encuentra de manera individual y separada del resto. Los tamaños de los dispositivos y barras resultan mucho mayores en conjunto, ya que las distancias de seguridad a tener en cuenta son mucho mayores. Como se muestra en la figura.

Subestación AIS

Características El dimensionamiento y la protección del aislamiento en las subestaciones. El equipo eléctrico de las subestaciones eléctricas está sujeto a condiciones anormales, como resultado de las descargas atmosféricas directas, las ondas de sobretensión que viajan a través de los conductores y las fallas en el sistema; estas condiciones anormales producen sobretensiones, que pueden dar como resultado flameos en el equipo o fallas de aislamientos. Para prevenir daños en el equipo o salidas de servicio debidas a las sobretensiones.

 

Se deben dimensionar correctamente las subestaciones desde el punto de vista eléctrico,  proteger contralas descargas directas y usar dispositivos de protección para limitar las sobretensiones a valores razonables. La aplicación de estos dispositivos es usualmente un compromiso entre los costos de los mismos y el grado de protección deseada. La protección proporcionada para la subestación y el equipo de la misma, se puede dividir en dos partes principales:

  Protección contra ondas de sobretensión : usada para proteger al equipo contra

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daño por sobretensiones por ondas de rayo, ondas de maniobra de interruptores y fallas en el sistema.

  Protección contra descargas directas: usada para proteger al equipo contra

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descargas directas del rayo. 

  Protección contra ondas de sobretensión: Los apartarrayos se usan paro

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 proteger al equipo contra las sobretensiones s obretensiones causadas por las ondas entrantes, la función de los apartarrayos es descargar las ondas de corriente a la tierra del sistema y, entonces, interrumpir la corriente paro prevenir el flujo de corriente normal a la frecuencia del sistema hacia tierra.  

2.5.  DIFERENCIAS ENTRE SUBESTACIONES ENCAPSULADAS Y EN AIRE Los tamaños de los dispositivos y barras resultan mucho mayores en conjunto, ya que las distancias de seguridad a tener en cuenta son mucho mayores. Por otro lado las subestaciones GIS tienen sus partes bajo tensiones aisladas en gas Hexafluoruro de azufre (SF6), en lugar de aislación en aire como las subestaciones AIS cada equipo de alta tensión, incluyendo las barras principales colectoras, están encapsuladas independientemente en un compartimiento metálico previsto de un ambiente de gas SF6 a  presión mayor que la atmosférica. Las subestaciones aisladas en (SF6) con respecto a las aisladas en aire (AIS) son: Menor utilización de materiales, Menor desperdicio de materiales al final de su vida útil, Reducción de espacio, el proceso de disociación de la molécula es refrigerante y permite enfriar el arco eléctrico, Recuperación rápida después del arco eléctrico (rigidez dieléctrica).Con respecto a las desventajas es que las subestaciones aisladas en aire son las más comúnmente utilizadas a pesar de que utilizan mayor material para su desarrollo, mayor desperdicio de los mismos, espacios de instalación muy grandes, desgaste de aislamiento, corrosión ambiental.

3.  CONCLUSIONES Las subestaciones encapsulados a pesar de su costo un poco elevado es mas segura y necesita menos mantenimiento que las al aire libre.

 

Las subestaciones al aire libre necesitan una mayor cantidad de terreno u aria para su instalación debido a toda la infraestructura que necesita. El aceite dieléctrico F6 es un aceite altamente contaminante pero funciona como un aislante magnifico al interior de las subestaciones encapsulada.

4.  BIBLIOGRÁFICAS https://ecotrendies.com/subestaciones-electricas-que-son-utilidad-tipos-y-partes.html https://prezi.com/rc0uyf-flvux/subestacion-encapsulada/ https://www.academia.edu/31819981/UNIVERSIDAD_VERACRUZANA_FACULTA https://www.academia.edu/31819981/UNIVERSIDAD_VERACRUZ ANA_FACULTA D_DE_INGENIERIA_MECANICA_ELECTRICA_REGION_POZA_RICATUXPAN_SUBESTACIONES_AISLADAS TUXPAN_SUBES TACIONES_AISLADAS_EN_AIRE_Y_GAS_ _EN_AIRE_Y_GAS_TESINA_PRESENT TESINA_PRESENT A_JUAN_MARIO_MIRANDA_PEREZ_PARA_ACRE A_JUAN_MARIO_MIRAND A_PEREZ_PARA_ACREDITAR_LA_EXPERI DITAR_LA_EXPERIENCIA_  ENCIA_  EDUCATIVA_DE_EXPERIENCIA_RECEPCIONAL EDUCATIVA_DE_E XPERIENCIA_RECEPCIONAL_DIRECTOR_DE_TRA _DIRECTOR_DE_TRABAJO_  BAJO_  RECEPCIONAL?auto=download https://es.wikipedia.org/wiki/Subestaci%C3%B3n_el%C3%A9ctrica#targetText=Como %20norma%20general%2C%20se%20puede,a%20la%20red%20de%20distribuci%C3 %B3n.