Tramos de una subestación

Operadores de la Subestación Los operadores de la central eléctrica en general, controlan la maquinaria que genera electricidad. Los distribuidores de una central eléctrica controlan el flujo de la electricidad de la central eléctrica, sobre una red de las líneas de la transmisión, a las plantas industriales y a las subestaciones, y, finalmente, líneas excesivas de la distribución a los utilizadores residenciales. Los operadores distribuyen demandas de la potencia entre los generadores, combinan la corriente de varios generadores, y de instrumentos del monitor para mantener voltaje y para regular  flujos de la electricidad de la planta. Cuando los requisitos de potencia cambian, estos trabajadores encienden o paran los generadores y los conectan o desconectan de los circuitos. Utilizan a menudo los sistemas para guardar expedientes de las operaciones y de las cargas de la conmutación en los generadores, las líneas, y los transformadores. Los operadores también pueden utilizar los ordenadores para preparar informes de incidentes inusuales, del equipo que funciona incorrectamente, o del mantenimiento realizado durante su rotación. Los operadores en plantas con los sistemas de control automatizados trabajan principalmente en una sala de mando central y generalmente se llaman los operadores de la sala  de mando  o los aprendices  o las ayudantes del operador  de la sala de mando . En plantas más viejas, los controles para el equipo no se centralizan, y los operadores de centralita telefónica  controlan el flujo de la electricidad de una punta central, mientras que los operadores de equipo  auxiliar  trabajan a través de la planta, funcionando y vigilando las válvulas, los interruptores, y las galgas.  Accione a los distribuidor es y a repartidores, también llam ados los reparti dores de la carga o los operadores de sistemas, controlan el flujo de electricidad a través de líneas de la transmisión a las plantas industriales y a las subestaciones que proveen las necesidades residenciales de la electricidad. Vigilan y funcionan los convertidores, los transformadores del voltaje, y los interruptores actuales. Los repartidores también vigilan el otro equipo de la distribución y las lecturas del expediente en una tarjeta experimental que —una correspondencia del sistema de la rejilla de la transmisión que muestra el estatus de la transmisión circula y las conexiones con las subestaciones y las plantas industriales. Los repartidores también anticipan necesidades de la potencia, tales como ésos causados por los cambios en el tiempo. Llaman a operadores de la sala de mando para encender o para parar calderas y los generadores, para traer la producción en balance con necesidades. Emergencias de la manija de los repartidores tales como línea incidentes del transformador o de la transmisión y corriente de la ruta alrededor de áreas afectadas. En subestaciones, también funcionan y vigilan el equipo que aumenta o disminuye voltaje, y funcionan palancas de la centralita telefónica para controlar el flujo de la electricidad dentro y fuera de las subestaciones.

Principales componentes y sistemas que forman una ST de tipo intemperie

1) Trafos de potencia o autotrafos. 2) Interruptores. 3) Seccionadores. 4) Trafos de medida: Ve I. 5) Pararrayos. 6) Bobinas de bloqueo y equipo de comunicación. 7) Aisladores y herrajes.

8) Sistema de barras y estructura soporte. 9) Red de puesta a tierra. 10) Canalizaciones, conductos y drenajes. 11) Edificio de control. 12) Alumbrado normal y de emergencia. 13) Sistema de alimentación de c.c. 14) Sistema de aire comprimido.

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 Salida de línea • Tramo de Acople y/o seccionamiento de barra • Tramo de Transferencia • Tramo de Compensación.

Tramo de Generación Está conformado por: • Unidad generadora • Disyuntor de salida • Transformadores de corriente • Transformador de 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) Tensión)

Tramo de Alta Tensión:  Puede estar asociado a uno o más transformadores y está conformado por: • Transformador de potencia • Disyuntor  • Seccionadores de línea y barra • Transformadores de corriente • Seccionadores rompearco • Pararrayos

Tramo de Baja Tensión:  Está asociado a un solo transformador y está conformado por: • Transformador de potencia • Disyuntor  • Transformadores de corriente • Transformador Transformador de 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: • Un Disyuntor  • Un Seccionador de línea • Un Seccionador de puesta a tierra tie rra • Dos Seccionadores de barra. • Tres Transformadores de corriente • Trampa de onda • Transformadores de potencial • Pararrayos (opcional)

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.

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  • Un Disyuntor  • Un Seccionador de barra principal • Un Seccionador de barra de transferencia

Tensión de 13,8 y eventualmente 34,5 KV  • Un disyuntor  • Tres transformadores de corriente • Seccionadores de transferencia

Tramo de Compensación

Está conformado por: • Un disyuntor  • Seccionadores • Elemento compensador (reactancia compensador (reactancia shunt o banco de condensadores)

Esquema de Barras en Subestaciones (http://jaimevp.tripod.com/Electricidad/Esquema_Barras_en_SE.HTM) 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, por ejemplo, tenemos: 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: 

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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 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.

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: 

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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.

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: 

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La realización del mantenimiento en un disyuntor de un tramo, requiere la salida del tramo correspondiente. Requiere de gran espacio físico para su construcción.

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: 

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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 des-energizar totalmente la barra.

Esquema de barra doble con disyuntor y medio de salida. 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: 

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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.

Se han comparados los diversos esquemas para hacer resaltar sus ventajas y desventajas. La base de comparación que se utiliza es la justificación económica de un grado particular de confiabilidad. La determinación del grado de confiabilidad requiere de una evaluación de condiciones anticipadas de operación y la continuidad del servicio requerida por la carga a la que haya de servir. En caso de diseño, una vez hecha la determinación del esquema de conmutación mejor  adaptado para una aplicación particular de subestación, es necesario considerar el arreglo de estación que satisfaga las muchas necesidades físicas del boceto. A la disposición del ingeniero de diseño están los siguientes arreglos físicos de estación.   

Arreglos convencionales para intemperie, de interruptor y barra tipo abierto. Arreglos de subestación de barra invertida Subestaciones de tamaño pequeño, con revestimiento metálico de gas hexafluoruro de azufre.

Los arreglos para intemperie de interruptor y barra tipo abierto se usan, en general, en conexión con estaciones de generación y subestación. La disposición y características generales

del diseño de estructuras de conmutación para intemperie se ven influenciadas por la función y tipo de instalación y por su capacidad, voltaje y limitaciones de superficie del terreno.  Adicionalmente para soportar, montar e instalar debidamente el equipo eléctrico se requieren estructuras hechas de acero, aluminio, o madera, que requieren cimientos de concreto. Una subestación típica de tipo abierto requiere estructuras de anclaje para soportar  conductores de líneas de transmisión; soportar estructuras para seccionadores, transformadores de corriente. Transformadores de potencial, pararrayos, filtros de línea, transformadores de voltaje de capacitor; y estructuras de soportes para barras rígidas y tirantes de la estación. Cuando las estructuras son de acero o aluminio requieren cimientos de concreto, sin embargo, cuando son de madera no se requieren estos cimientos. El diseño de las estructuras de soporte se ve afectado por las separaciones entre fases y la altura libre bajo los hilos que se requieren, por los tipos de aisladores, por la longitud y peso de las barras y otros equipos, y por el viento. En las subestaciones se requieren otros trabajos estructurales concretos que comprenden la selección y preparación del terreno, caminos, salas de control, registros, conduits, ductos, drenajes, diques y cerca.