Universidad de Colima. Facultad de Ingeniería Ingeniería Mecánica y Eléctrica Villaseñor Elmo. Diagrama unifilar, elementos elementos de una SE y barras colectoras.
Diagrama unifilar, elementos de una SE y barras colectoras. Villaseñor, Elmo.
[email protected] Universidad de Colima-FIME Resumen-- En este reporte se muestra una breve introducción equipamiento de una SE (subestación eléctrica), componentes así como las barras colectoras. Índice de Términos — Introducción, Introducción, diagrama unifilar,
equipo principal de subestaciones eléctricas y barras colectoras.
Generadores incluyendo potencia en KVA o MVA Tamaño y tipo de todos los conductores, cables y barras Tamaño de los transformadores y capacidades Dispositivos de protección Transformadores de instrumento Capacitores Identificación de cargas Tipos de relevadores Futuras ampliaciones Un ejemplo de diagrama unifilar se muestra en la figura 1.
I.- Introducción. Las subestaciones eléctricas son componentes de un sistema eléctrico de potencia, en donde se modifican los parámetros de d e la potencia. Sirven S irven de punto de interconexión para facilitar la transmisión y distribución de la energía eléctrica. Las subestaciones se pueden clasificar como: *Plantas generadoras (5-25kV) *Subestaciones receptoras primarias (11569-34.5-13.2-6.9-4.9kV) *Subestaciones receptoras secundarias (34.5-6.9kV)
Además, pueden ser clasificadas como: Tipo intemperie Tipo interior Tipo blindado
II.- Diagrama unifilar Un diagrama unifilar contiene los principales componentes del sistema en donde normalmente se incluyen transformadores, cuchillas, interruptores, cables, buses, TC’s
etc. Dicho diagrama se debe apegar a contener lo siguiente: Fuentes de alimentación
Fig.1. Diagrama unifilar
La nomenclatura completa puede ser encontrada en manuales eléctricos, en la red o en libros específicos.
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III.- Equipo de una Subestación Eléctrica. En una SE, los elementos que la constituyen son clasificados en elementos primarios y secundarios. Los elementos primarios son los siguientes. Transformador Interruptor de potencia Restaurador Cuchillas fusibles Cuchillas desconectadoras Apartarrayos Tableros dúplex Condensadores Transformadores de instrumentos Y los elementos secundarios son Cables de potencia Cables de control Alumbrado Estructura Herrajes Equipo contra incendio Filtrado de aceite Carrier Intercomunicación Trincheras Drenajes Cercas Sistema de tierras Definiendo los equipos primarios ya que son los más importantes en la subestación eléctrica, como primer lugar es el transformador que es el elemento más importante ya que es un dispositivo que transfiere energía eléctrica de un circuito a otro mediante inducción electromagnética, se muestra en la figura 2.
Fig.2. Transformador de potencia.
Un interruptor (mostrado en la figura 3) es un dispositivo cuya función es interrumpir y restablecer la continuidad en un circuito eléctrico. Si la operación se efectúa sin carga se llama desconectador, sin embargo la operación de apertura o de cierre la efectúa con carga y existen 2 tipos, de aceite o neumáticos.
Fig.3. Interruptores.
Los interruptores de aceite pueden ser de gran volumen de aceite, gran volumen de aceite con cámaras de extinción y de pequeño volumen. Un interruptor neumático se usa por el riesgo que lleva usar int. De aceite en los cuales la extinción del arco se efectúa a través de aire a presión que incluye un tanque de reserva y varios compresores. 2 Subestaciones electricas-2014
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Un restaurador es un interruptor de aceite que opera de forma semejante a un interruptor trifásico ya que sus contactos móviles son accionados por un vástago común conectados y desconectados de forma simultánea. Se muestra en la figura 4.
Fig.4. Restaurador.
La cuchilla fusible es un elemento de conexión y desconexión de circuitos eléctricos, tiene como función como cuchilla desconectadora y como elemento de protección. Dicho elemento lo constituye el fusible, que se encuentro dentro del cartucho con el valor de corriente nominal que va a circular por él, dicha cuchilla se muestra en la figura 5.
El apartarrayos mostrado n la figura 6 sirve para apartar sobretensiones en un sistema y pueden ser atmosféricos y por fallas en el sistema. Las ondas que se presentan durante una descarga atmosférica viajan a la velocidad de la luz y dañan el equipo si no se tiene protegido correctamente.
Fig.6. Apartarrayos.
Un transformador de instrumento sirve para alimentar equipos de medición, control o protección, se dividen en 2 clases las cuales son de corriente o potencial y se ilustra en la figura 7. El tc aquel cuya función principal es cambiar el valor de corriente por uno más o menos elevado a otro con el cual se pueda alimentar instrumentos de medición control o protección y normalizadamente dan 1 o 5A . Un transformador de potencial sirve para transformar los valores de voltaje sin tomar en cuenta la corriente e igual sirve para alimentar instrumentos de medición, cuyos valores normalizados son 240v y 127v.
Fig.5. Cuchilla desconectora 3 Subestaciones electricas-2014
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la extinción del arco eléctrico. Dicho gas es incoloro, inodoro, no toxico y no venenoso, cuyos efectos de invernadero contribuyen en 0.07% a diferencia del co2 que es de 89%.
Fig.7. Transformador de corriente.
Un banco de capacitores están formados por celdas capacitivas monofásicas de alta tensión en conexión estrella, doble estrella o delta, las cuales cuentan con el índice más bajo de fallas y son protegidas mediante fusibles tipo expulsión en forma individual. Las celdas son montadas en una o varias estructuras de acero galvanizado por inmersión en caliente con un diseño adecuando para su montaje a la intemperie. Un banco de baterías se utiliza para energizar Protecciones Lamparas piloto Registrador de eventos Sistemas contra incendios Control Alarmas Iluminación de emergencia Dicho banco se muestra en la figura 8.
Fig.8.Banco de baterías. En subestaciones de gas, se usa el gas SF6 que es 5 veces más pesado que el aire, con excelentes características dieléctricas, además de baja temperatura de ionización y su alta energía de disgregación lo hace excelente para
IV.- Barras colectoras. Para una subestación es necesario saber qué tipo de subestación será y por lo tanto es importante la configuración de las barras, así como la selección de las mismas. Dentro de generación se requiere principalmente confiabilidad, seguridad y flexibilidad. Un juego de barras es una tira gruesa de cobre o de aluminio que conduce la electricidad dentro de un cuadro de distribución, tablero de distribución, subestaciones o aparatos eléctricos. Las barras se usan para transportar corrientes muy grandes o para distribuir corriente a los dispositivos múltiples. En maniobra se requiere principalmente de flexibilidad y en transformación se requiere de confiabilidad y seguridad. Existen distintos tipos de configuración de barras. La barra de transferencia brindan confiabilidad por fala en interruptores, la barra doble brindan flexibilidad para la operación del sistema y confiabilidad por falla en barras y el seccionamiento en barras brinda confiabilidad por falla de barras, con conexión de interruptores brinda buena confiabilidad y seguridad, la barra sencilla que solo se usa para subestaciones pequeñas o de poca importancia al sistema, la barra doble mas seleccionador de bypass brinda flexibilidad o confiabilidad, la barra doble mas un seccionador de transferencia es similar a la anterior solo que mas simple en su operación y control, el anillo cruzado es una configuración poco mas segura y confiable que el interruptor pero más complicada para control. Un diagrama de barras se aprecia en la figura 9.
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Fig.9.Barras El tamaño de la bara es importante para determinar la cantidad máxima de corriente que puede realizarse con seguridad. Las barras pueden tener un área de sección transversal de tan solo 10mm^2 pero en subestaciones llegan a usar tubos de metal de 50mm de diámetro o más en barras. Las barras colectoras están formadas principalmente por los siguientes elementos 1.- Conductores eléctricos 2.- Cadena de aisladores 3.- Conectores y herrajes V.-Bibliografía. [1] Temario.pptx VI-Autor. E.V.OCÓN, Estudiante de la carrera de Ingeniero Mecánico Electricista, de la Universidad de Colima. Egresado del Bachillerato técnico N° 16 de la Universidad de Colima campus Villa de Álvarez. Actualmente cursa el 7° semestre de la carrera de Ing. Mecánico Electricista.
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