Definicion clasificación y elementos constitutivos de una subestación,Una subestación eléctrica puede definirse como el conjunto de aparatos, maqinas,elementos primarios, secundarios, y circuitos los cuales tienen como funcionen podermaniobrar los parámetros de la potencia eléctrica, es decir el voltaje, frecuencia, lacorriente, etc. Y de permitir el suministro de esta al sistema eléctrico existente. Clasificacion. Las subestaciones eléctricas se pueden clasificar de acuerdo a la función quedesempeñan en la forma siguiente:
Subestaciones en las plantas generadoras. Este tipo de subestaciones son las que se e ncuentran ubicadas en una centralgeneradora de energía eléctrica para modificar los parámetros de la potenciasuministrados directamente de los generadores, permitiendo con esto la t ransmisiónen alta tensión a través de la línea de potencia. Los generadores se encuentran en elrango de 5 a 25 KV, y la transmisión que depende de la capacidad de generación y ladistancia se puede efectuar a: 69, 85, 115, 138, 230 o 400 KV. Subestaciones de paso. Este tipo de subestaciones son las que sirven de e nlace entre las que se encuentranubicadas e ncuentranubicadas en las plantas generadoras y las subestaciones receptoras, asi como entrediferentes líneas, dentro de sus funciones se encuentra la de mantener e l voltaje de transmisión, el cual varia debido a los efectos que se presentan las líneas de t ransmisión. Subestaciones receptoras. Estas subestaciones son alimentadas directamente por las líneas de transmisión, seencuentran ubicadas relativamente cerca de los centros de consumo, reducen latensión a valores menores para la alimentación de los sistemas de subtransimision olas redes de distribución; teniendo como tensión de salida valores de 115, 69 KV.
Subestaciones de distribución. Tambien llamadas subestaciones receptoras secundarias, estas subestaciones por logeneral son alimentadas de las redes de subtransmision en ellas se realiza lareducción de la tensión, para alimentar a las redes de distribución a tensionescomprendidas entre los 34.5 y 6.9 KV.Otra clasificación que puede realizarce de las subrestaciones eléctricas es de acuerdoa su tipo de instalación: Tipo interperie. Estas subestaciones se contrsuyen en terrenos expuestos a la interperie y requierende un duseno, aparatos, maquinas y accesorios capaces de soportar el funcionamientobajo condiciones adversas del clima. Tipo interior. En este tipo de subestaciones todos los aparatos, maquinas y accesorios que se usanestán disenados para operar en interiores, estas se usaban en los países europeos y actualmente son poco usuales. Tipo blindado. En estas subestaciones todos los aparatos, maquinas y accesorios se encuentran muy protegidos y el espacio necesario para su instalación es muy reducido en comparación a las construcciones de subestaciones convencionales, por lo general se usan tensiones de distribución y utilización. Elementos constitutivos de una subestación. Las subestaciones eléctricas cuentan con un gran numero de componentes cada unode los cuales tiene una función especifica que desempeñar dentro del sistema dentro de los principales elementos tenemos los siguientes: Transformador de potencia. Es la parte mas importante de la subestación ya que es el elemento que realiza lafunción de transferir la energía eléctrica de un circuito a otro que son por lo g eneralde diferente nivel de tensión. Cuchillas desconectadoras. Son dispositivos por medio de los cuales puede interrumpirse la continuidad de uncircuito; no se operan con carga y existen diferentes tipos. Interruptores. Son elementos cuya función es desconectar los circ uitos bajo coniciones de corrientenominal, vacio o cortocircuito; es decir, bajo c ondiciones normales o anormales deoperación.
Transformador de corriente. Son los dispositivos que tienen la función de transformar o cambiar un valor de corriente a otro en un circuito, que permita la alimentación a instrumentos comoequipo de medición y equipo de control, el valor obtenido se encuentra normalizado a5 amperes. Transformador de potencial. La función de estos dispositivos es de reducir un valor de voltaje alto a un valorutilizado por los instrumentos de medición o protección generalmente 127. Losvalores a r educir pueden ser relativos altos, por ejemplo 400 KV. Cuchillas desconectadoras para sistemas de medición. Son dispositivos por medio de los cuales puede interrumpirse la continuidad de uncircuito de medición. Cuchillas desconectadoras de los tr ansformadores. Son dispositivos por medio de los cuales puede desconectarse a los t ransformadoresdel sistema, no se operan con carga. Barras de conexión. Son los dispositivos que se utilizan como puntos de unión entre los diferentes equiposque se encuentren a un mismo nivel de tensión, pueden ser de tipo barra, tubo oconductores. Aisladores de soporte. Se emplean como elementos de montaje y sujeción de barras y conductores, este es abase de montaje en alfiler de acero, con rosca recubierta de plomo o sujeción a base detornillo de acuerdo a la tensión de operación. Conexión a tierra. Esta se realiza en todos los equipos y e structuras como protección de los mismoscontra descargas eléctricas. Apartarrayos. Es un dispositivo cuya función es limitar la sobretensión limitada al equipo para darprotección al aislamiento. Trampas de onda y equipo de comunicación. Por medio de estos dispositivos se tiene comunicación entre las diferentes subestaciones empleando para ello las líneas de transmisión.
Controles. Dentro de estos se encuentran incluidos todos los e quipos de control que se tienen en la subestación para la operación de los diferentes dispositivos de la misma.
II. Transformador de potencia. El transformador es la parte mas importante de una subestación eléctrica la parteprincipal de un transformador de potencia es el circuito electromagnético e l cual seencuentra constituido por un nucleo de laminas de hierro al silicio y dos bobinas ogrupos de bobinas, las cuales son: a) Bobinas del devanado primario b) Bobinas del devanado secundario
El devanado primario de un transformador es aquel que se encuentra conectado a lafuente de alimentación y el devanado secundario a la carga, independientemente delvoltaje o tensión de operación. En el transformador puede definirse como una maquina que transfiere energíae léctrica de un circuito a otro sin cambio de frec uencia debido a que es una maquinaelectromagnética teniendo en común. Clasificacion. Existen diferentes características por medio de las cuales se pueden realizarclasificaciones de los transformadores de potencia. Dentro de estas características se pueden clasificar como sigue:
Partes constitutivas. Las partes o elementos que constituyen el transformador de potencia son numerosas y muy variadas, pero las principales son: a) Nucleo magnético. El nucleo del transformador de potencia constituye elcircuito magnético el cual trannsfiiere energía de un circuito a otro su funciónprincipal es conducir el flujo magnético creado por e l devanado primario paraque este pueda inducri al devanado secundario, ya que e nucleo s el únicomedio de unión entre estos dos devanados. b) Devanado primario, secundario. Los devanados del transformador constituynlos circuitos de alimenacion y carga y pueden ser de una, de dos o tres fases ypor la corriente y numero de espiras pueden ser de alambre delgado. Grueso obarra, sección transversal rectangular o solera. La función de estos devanadoses generar un cam po magentico con una perdida de energía muy pequeña yutilizar el flujo para inducir una fuerza eletromotriz. Algunas otras partes del transformador son: 1. Tanque principal 2. Radiadores 3. Boquillas terminales 4. Medio refrigerante 5. Cambiador de derivaciones 6. Tanque conservador 7. Relé buchholz 8. Indicador de nivel 9. Tubo de sobrepresión 10. Termómetro Tipos de enfriamiento. Al estar en operación el transformador a pesar de ser una maquina estatica en el segenera calor debido a la corriente que circula a traces de sus devanados (efecto Joule),este calor g enerado debe ser disipado para tener un mejor rendimiento deltransformador, para lo cual es necesario contar con un sistema de enfiramiento que logre este propósito. Para los transformadores de potencia existen diferentes tipos de enfriamiento paralos cuales se utiliza la siguiente nomenclatura: O.- Enfriamiento por aceite A.- Enfriamiento por aire
Cuando alguno de los dos anteriores se realiza por convección forzada sunomenclatura se antecede por una F.Cuando los transformadores de potencia son de gran capacidad requieren mas de unaetapa de enfriamiento, en este c aso para indicar las diferentes etapas y la secuenciaque tienen para entrar en operación, se utiliza una diagonal en la nomenclatura.Dentro de los tipos de enfriamiento mas utilizados tenemos los siguientes: A) OA. Transformador sumergido en aceite con enfriamiento propio para el cualutiliza superficie para la disipación de calor adicional proporcionada paraenfriamiento en forma de aletas, tubos o radiadores y e nfriada por lacirculación natural del aire exterior. B) OA/FA. Transformador sumergido en aeite con enfriamiento propio en suprimera etapa, en la segunda etapa enfriamiento con aire forzado. C) OA/FA/FOA. Transformador sumergido en aceite con enfriamiento propio enla primera etapa en la segunda etapa tendrá aire forzado y en la tercera etapael enfriamiento consistirá en aire y aceite forzado. D) FOA. Transformador sumergido en aceite enfriado con aire y aceite forzado. E) OW. Transformador sumergido en aceite enfriado con agua, en este tipo deenfriamiento el agua se conduce a través de serpentines.
III. Interruptores de potencia. Los interruptores son los elementos cuya función es desconectar los circuitos bajocondiciones de corriente nominal, vacio o corto circuito, e s decir, en condicionesnormales o anormales.Existen diferentes tipos de interruptores de potencia, de acuerdo al método medianteel cual se interrumpe la corriente, los cuales se o bservan en el siguiente cuadro:
