Esquemas de subestaciones
August 24, 2020 | Author: Anonymous | Category: N/A
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Diseño de subestaciones
Ing. Joel Meza
http://members.tripod.com/JaimeVp/Electricidad/Tramo_subestaciones01.htm Tramos de una subestación Tramos de una subestación. Un tramo es el espacio físico de una subestación, conformada por equipos de maniobra y de potencia asociados entre sí. De acuerdo a la función que cumplen, los tramos pueden clasificarse en: ·
Tramo de Generación
·
Tramo de Transformación
·
Tramo de Salida de línea
·
Tramo de Acople y/o seccionamiento de barra
·
Tramo de Transferencia
·
Tramo de Compensación.
Tramo de Generación. Está conformado por: · · · ·
UnidadGeneradora Disyuntorde Salida Transformadoresde corriente Transformadorde potencia
Tramo de Transformación.
Existen dos (2) tipos de tramos de transformación con el mismo diseño, según el nivel de tensión del tramo: ·
Tramo llegada de transformador a barra (lado Alta Tensión)
·
Tramo llegada de transformador a barra (lado Baja Tensión)
El tramo del lado de alta tensión, puede estar asociado a uno o mas transformadores y está conformado por: · · · ·
Transformadorde potencia Disyuntor Seccionadoresde línea y barra Transformadoresde corriente
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Diseño de subestaciones · ·
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Seccionadoresrompearco Pararrayos
El tramo del lado de baja tensión, está asociado a un solo transformador y está conformado por: · · · · · ·
Transformadorde potencia Disyuntor Transformadoresde corriente Transformadorde potencial Seccionadores(para el caso de Autotransformadores) Pararrayos
El transformador de potencia aparece en ambos tramos debido que él constituye el elemento principal para la denominación del tramo
Tramo de Salida de Línea. Está conformado por: · · · · · · · ·
Undisyuntor Unseccionador de línea Unseccionador de puesta a tierra Dosseccionadores de barra. Trestransformadores de corriente Trampade onda Transformadoresde potencial Pararrayos(opcional)
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Tramo de Acople y/o Seccionamiento de Barras. De acuerdo al esquema de barras existente en la subestación, el tramo puede estar constituido por componentes diferentes, tales como: ·
Por un seccionador. Generalmente utilizado en niveles de tensión de 115 y 34,5 KV
·
·
Por un disyuntor extraíble. Utilizado en celdas blindadas
Por un disyuntor y sus dos seccionadores asociados. Utilizado en niveles de tensión de 115, 230 y 400 KV.
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Tramo de Transferencia. Su función básica es la de sustituir temporalmente en sus funciones, al disyuntor del tramo que es sometido a mantenimiento o reparación. Sus componentes varían de acuerdo al nivel de tensión al que están sometidos:
Tensión 115 y 230 KV · Undisyuntor · Unseccionador de barra principal · Unseccionador de barra de transferencia
Tensión de 13,8 y eventualmente 34,5 KV
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· ·
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Un disyuntor Tres transformadores de corriente Seccionadores de transferencia
·
Tramo de Compensación. Está conformado por:
· · ·
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Un disyuntor Seccionadores Elemento compensador (reactancia shunt o banco de condensadores)
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Ing. Joel Meza
Ampliación de la capacidad de los transformadores con ventilación forzada La capacidad nominal de los transformadores refrigerados por medio del sistema aceite y aire natural (ONAN), puede ampliarse a 130% bajo régimen de carga hasta ocho horas; según normativa vigente de CADAFE, considerando por supuesto ciertas condiciones previas de carga y temperatura y sacrificando hasta un 1% de su vida útil. Al integrarle al mismo sistema equipos refrigerantes, la capacidad de estos transformadores puede verse incrementada, en la siguiente proporción, según lo expuso la compañía C.A. Electricidad de Oriente (Eleoriente) en el seminario de pérdidas técnicas realizado en Venezuela: a) Ventilación forzada, “Aire Forzado” (AF) amplía su capacidad 150% y más. b) Bombeo, “Aceite Forzado” (OF) se amplifica desde 200% y más c) Sistemas combinados de ventilación y bombeo (AFOF) el transformador esta en la capacidad de ampliar desde 200% hasta 300%, ya que se logra disipar 100% de calorías por segundo (Cal/s). Siendo la proporción de sobrecarga permitida a la disipación de calorías por segundo; la siguiente: % CAL/S DISIPADAS
% MVA AMPLIADOS
40
150
60
200
100
300
d) También se ha comprobado que la pintura esmalte blanco hace descender la temperatura entre 3°C y 4 °C cuando las condiciones climatológicas son favorables. Algunos factores de corrección por temperatura deben ser tomados en cuenta, a la hora de vigilar la carga en transformadores:
FACTOR DE CONVERSIÓN TROPICALIZADOR
CAPACIDAD REAL DE TRANSFORMADORES DE POTENCIA DESPUES DE APLICAR EL FACTOR/ TROPICALIZADOR
Temperatura de diseño /Trop.
2.5MVA
20 °C / 30°C
1.65
3.3
6.66
2.07
4.15
8.30
25 °C / 30° C
= 0.66 = 0.83
5 MVA
10 MVA
Esquema de Barras en Subestaciones Pág. 1 de 3 Un esquema de Barras, es la disposición que presentan las barras o juegos de barras por niveles de tensión y que ofrecen mayor o menor nivel de flexibilidad en una subestación eléctrica. Dentro de los esquemas existentes en las subestaciones normalizadas de CADAFE, para Transmisión, tenemos: •
Esquema de barra simple • Esquema de barra seccionada por un disyuntor • Esquema de barras simple con seccionadores en derivación (By-Pass)
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Diseño de subestaciones • • •
Ing. Joel Meza
Esquema de barra doble (mixta) Esquema de barra principal y transferencia. Esquema de barra doble con disyuntor y medio
Esquema de barra simple. Está conformado por una sola barra continua a la cual se conectan directamente los diferentes tramos de la subestación.
Utilización: · ·
Areas donde los cortes de servicio afectan a cargas poco importantes En el diseño normalizado de las subestaciones tipo: Radial I, Radial II y Nodal III
Ventajas: · · · ·
Fácil operación e instalación simple. Costo reducido Requiere poco espacio físico para su construcción. Mínima complicación en la conexión de los equipos y el esquema de protecciones. Desventajas:
· ·
No existe flexibilidad en las operaciones (El mantenimiento de un disyuntor exige la salida completa del tramo involucrado). Falla en barra interrumpe el servicio totalmente
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Las ampliaciones de barra exigen la salida de la subestación en su totalidad.
Esquema de barra seccionada por un disyuntor. Está constituido por dos (2) barras principales, con posibilidad de acoplamiento entre sí mediante un disyuntor y sus seccionadores asociados.
Utilización: ·
En el diseño normalizado de las subestaciones tipo: Nodal III con acoplador de barra. Ventajas:
· · · ·
Mayor continuidad del servicio Fácil mantenimiento de los tramos conectados a la barra Requiere poco espacio físico para su construcción. Para fallas en barra, queda fuera de servicio el tramo de la sección de barra afectada Desventajas:
· ·
Falla en barra puede originar racionamiento. El mantenimiento de un disyuntor deja fuera de servicio el tramo al cual está asociado.
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Esquema de barra simple con seccionadores en derivación.
Similar al esquema de barra simple, y difieren en que los tramos tienen adicionalmente un seccionador en derivación (By-Pass). Utilización: ·
En el diseño normalizado de las subestaciones tipo: Radial II. Ventajas:
· ·
Similar al esquema de barra simple, pero permite realizar labores de mantenimiento en los tramos sin interrumpir el servicio, a través del seccionador en derivación (By-Pass) Requiere poco espacio físico para su construcción. Desventajas:
· ·
Falla en barra interrumpe totalmente el suministro de energía. Las ampliaciones de barra exigen la salida de la subestación en su totalidad.
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Esquema de barra doble (mixta).
Está constituido por dos (2) barras principales, las cuales se acoplan entre sí mediante un disyuntor y sus seccionadores asociados. Utilización: ·
En las instalaciones relacionadas directamente con la red troncal del sistema interconectado.
Ventajas: · ·
Las labores de mantenimiento pueden ser realizadas sin interrupción del servicio. Facilita el mantenimiento de seccionadores de barra, afectando únicamente el tramo asociado. Desventajas:
· ·
La realización del mantenimiento en un disyuntor de un tramo, requiere la salida del tramo correspondiente. Requiere de gran espacio físico para su construcción.
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Esquema de barra principal y transferencia.
Está constituido por una barra principal y una de transferencia, que permita la transferencia de tramos. Utilización: ·
En el diseño normalizado de las subestaciones tipo: Nodal I y Nodal II. Ventajas:
· · ·
Permite la transferencia de carga de un tramo, durante el mantenimiento del disyuntor correspondiente Facilita el mantenimiento de seccionadores de línea y transferencia, afectando únicamente el tramo asociado. Requiere de poco espacio físico para su construcción. Desventajas:
·
Para la realización del mantenimiento de la barra y los seccionadores asociados, es necesario desenergizar totalmente la barra.
Esquema de barra doble con disyuntor y medio de salida.
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Constituido por dos (2) barras principales interconectadas a través de dos (2) tramos de disyuntor y medio (1-1/2) a los cuales las salidas están conectadas. Utilización: ·
En el diseño normalizado de las subestaciones tipo: Nodal 400 T Ventajas:
· ·
No necesita tramo de enlace de barra El mantenimiento de un disyuntor se puede realizas sin sacar de servicio el tramo correspondiente. Desventajas:
· ·
Para la realización del mantenimiento de los seccionadores conectados directamente al tramo, es necesario dejar fuera de servicio el tramo correspondiente. Requiere gran espacio físico para su construcción
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