Manteniminto a Subestaciones Electricas de Baja Tensión

 UNIDAD 4: MANTENIMINTO A SUBESTACIONES SUBESTACIONES ELECTRICAS DE BAJA TENSIÓN 4.1 Subestación eléctrica. 4.1.1 Elementos de subestación. 4.2 Pruebas a transformadores. 4.2.1 Prueba de relación de transformación. 4.2.2 Prueba de rigidez dieléctrica al aceite. 4.2.3 Prueba de aislamiento eléctrico.

4.1 Subestación e!ct"ica. Subestación eléctrica

Una subestación e!ct"ica es una instalac instalación ión destina destinada da a modifica modificarr y establec establecer er los niveles de tensión de una infraestructura eléctrica !ara facilitar   el trans!orte y distribución distribución de  de la energ"a eléctrica. eléctrica . Su e#ui!o !rinci!al es el transformador  transformador .. $ormalmente est% dividida en secciones !or lo general 3 !rinci!ales y las dem%s son derivadas. &as secciones !rinci!ales son las siguientes' 1. Secci Sección ón de medici medición ón.. 2. Sección Sección !ara !ara las las cuc(illa cuc(illas s de !aso. !aso. 3. Sección Sección !ara el interr interru!to u!tor. r. &as secciones derivadas normalmente llevan interru!tores de!ende de #ue ti!o (acia los transformadores. )omo norma general se !uede (ablar de subestaciones eléctricas elevadoras  situadas en las inmediaciones de las centrales generadoras de energ"a eléctrica  cuya función es elevar el nivel de tensión (asta 132 22* o incluso 4** +, +, antes de entregar la energ"a a la red de trans!orte. trans!orte . &as subestaciones eléctricas reductoras  reducen el nivel de tensión (asta valores #ue oscilan (abitualmente entre 132 1- 2* 4- ó  +, y entregan la energ"a a la red de distribución distribución.. Posteriormente los centros de transformación reducen los niveles niveles de tensión tensión (asta valores valores comercial comerciales es / ba0 ba0a a tens tensión ión a!tos a!tos !ara el consu consumo mo doméstico e industrial t"!icamente 4** ,.

ransformador de alta tensión usado en las subestaciones de electricidad. Eisten dos razones técnicas #ue e!lican !or #ué el trans!orte y la distribución en energ"a eléctrica se realizan a tensiones elevadas y en consecuencia !or #ué son necesarias las subestaciones eléctricas' •

&as !érdidas de !otencia #ue se !roducen en un conductor !or el #ue circula una corriente eléctrica   debido al Efecto oule   son directamente !ro!orcionales al valor de esta /

•

.

&a !otencia eléctrica trans!ortada en una red es directamente !ro!orcional al valor  de su tensión y al de su intensidad / .

Por tanto cuanto mayor sea el valor de la tensión menor deber% ser el de intensidad !ara transmitir la misma !otencia y en consecuencia menores ser%n las !érdidas !or efecto oule.  5dem%s de transformadores  las subestaciones eléctricas est%n dotadas de elementos de maniobra /interru!tores seccionadores  etc. y !rotección /fusibles interru!tores autom%ticos etc. #ue desem!e6an un !a!el fundamental en los !rocesos de mantenimiento y o!eración de las redes de distribución y trans!orte.  5vances en la maniobrabilidad Uno de las maniobras m%s (abitual y a la vez m%s !eligrosa #ue se realiza en una subestación eléctrica es la a!ertura y cierre de interru!tores debido a #ue el car%cter inductivo de los circuitos !resenta rec(azo al corte en la circulación de la intensidad eléctrica #ue se !roduce en la a!ertura de un interru!tor. Pueden a!arecer  incluso arcos eléctricos #ue liberan una gran cantidad de energ"a y #ue !ueden resultar  !eligrosos !ara las !ersonas e instalaciones !or lo cual se debe usar e#ui!o de !rotección !ersonal es!ecial al realizar cual#uier ti!o de maniobra como za!atos de seguridad y guantes ambos de materiales dielectricos #ue !roduzcan suficiente aislación !ara la tensión de o!eración y un tra0e contra destello de arco eléctrico. &os avances tecnológicos y las me0oras de dise6o (an !ermitido sustituir los interru!tores eléctricos convencionales con corte al aire !or interruptores blindados  #ue realizan el corte de los circuitos en un de!ósito del gas (eafloruro de azufre /S7 #ue im!ide la formación de arcos y la !ro!agación de la llama.

Estos sistemas se (an definido como avance tecnológico aun#ue realmente no es un sistema nuevo ya #ue los inicios de subestaciones aisladas en gas S7 datan desde los 8*9s y se (a observado #ue efectivamente im!iden la formación del arco !ero se !ueden convertir en una bomba ya #ue el gas S7 esta contenido en un reci!iente sellado.  5dicionalmente estas subestaciones aisladas en gas S7 re#uieren de mayor obra civil ya #ue se debe de adecuar en el es!acio confinado a la subestación una serie de ductos !ara el esca!e de gases calientes de otro modo el !ersonal y las instalaciones corren el riesgo de ser gravemente da6ados.

4.1.1 Ee#ent$s %e subestación. Elementos constitutivos de una subestación &os elementos !rimarios #ue constituyen una subestación seg:n Enr"#uez ;ar!er  /2**- son los siguientes' 1. ransformador. 2. . )ondensadores. ?. ransformadores de instrumento. Sus res!ectivas definiciones clasificaciones y /en algunos casos elementos se e!onen a continuación' ransformadores de !otencia Un transformador es un a!arato eléctrico #ue !or inducción electromagnética transfiere energ"a eléctrica de uno o m%s circuitos a uno o m%s circuitos a la misma frecuencia usualmente aumentando o disminuyendo los valores de tensión y corriente eléctrica.

7igura 1' Partes internas de un transformador.

&os elementos b%sicos de un transformador de !otencia son los siguientes' 1. $:cleo de circuito magnético. 2. @evanados. 3. 5islamiento. 4. 5islantes. -. an#ue o reci!iente. . Ao#uillas. 8. Banc(os de su0eción. >. ,%lvula de carga de aceite. ?. ,%lvula de drena0e. 1*. an#ue conservador. 11. ubos radiadores. 12. Aase !ara rolar. 13. Placa de tierra.

14. Placa de caracter"sticas. 1-. ermómetro. 1. Canómetro. 18. )ambiador de derivaciones o ta!s. )abe mencionar #ue debido al dise6o del transformador !uede tener m%s elementos o menos de los mencionados.

 4.& '"uebas a t"ans($"#a%$"es. &os transformadores de !otencia son el e0e central del sector de la distribución y transmisión de energ"a. )omo tales su estado es cr"tico !ara un funcionamiento fiable y libre de fallas. )ual#uier falla !uede tener consecuencias graves. &as sobrecargas resultantes de secciones de la red !ueden !roducir cortes de gran alcance en el suministro y la !roducción. Una falla total del aislamiento !uede !rovocar lesiones !ersonales as" como inmensos da6os materiales. &a sustitución !reventiva des!ués de un determinado n:mero de a6os de servicio a menudo no es una alternativa económicamente viable ya #ue los costos asociados a la sustitución de este activo !ueden ser enormes y el enve0ecimiento de!ende de las condiciones en las cuales funciona el transformador. Este es el motivo !or el cual se (an establecido como la me0or o!ción las !ruebas y diagnóstico de activos basados en el estado o en el tiem!o. &os sistemas de monitoreo también !ueden re!resentar una solución eficaz si se sos!ec(a la eistencia de !roblemas o se ubican los transformadores en lugares de im!ortancia estratégica /!or e0em!lo en una central eléctrica.

4.&.1 '"ueba %e "eación %e t"ans($"#ación.

Reaci$n %e T"ans($"#ación )TTR*DTR+ El significado de la !rueba de =elación de ransformación es la razón del numero de es!iras del devanado de alta tensión contra las de ba0a tensión. Por lo tanto en un transformador el cual !osee derivaciones de tensión /5PDs se deber% com!robar la relación teórica seg:n la !laca de datos del mismo contra lo #ue se obtenga de lo ensayado en cam!o de esta manera se !odr% tener un !e#ue6o !anorama acerca de las condiciones de ambos devanados /Aa0a tensión y 5lta tensión as" como del sistema magnético del n:cleo.

)once!tos' &a relación entre la fuerza electromotriz inductora /E! la a!licada al devanado !rimario y la fuerza electromotriz inducida /Es la obtenida en el secundario es directamente !ro!orcional al n:mero de es!iras de los devanados !rimario /$! y secundario /$s  seg:n la ecuación'

&a relación de transformación /m de la tensión entre el bobinado !rimario y el bobinado secundario de!ende de los n:meros de vueltas #ue tenga cada uno. Si el n:mero de vueltas del secundario es el tri!le del !rimario en el secundario (abr% el tri!le de tensión.

@onde' /,! es la tensión en el devanado !rimario o tensión de entrada /,s es la tensión en el devanado secundario o tensión de salida /